環糊精研究現狀及應用范文

本站小編為你精心準備了環糊精研究現狀及應用參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1891年，環糊精被人們發現，其包合物的第一項專利于1953年問世，現在，其已廣泛應用于醫藥、農業、化妝品、食品等方面。因為其具有特殊的形態結構，故包合物被稱為分子膠囊，以其在分子水平上包含各種活性成分并賦予其新的理化特性而著稱于世。尤其近年來，環糊精的應用，特別在藥物制劑方面，引起了廣泛的關注。目前研究較多的是α、β、γ－環糊精。β－環糊精是已知效果最好的包合材料之一，在三種類型中應用最為廣泛。主要作用是提高藥物溶解度，改善穩定性和增加生物利用度，還可將液體藥物轉制為微晶粉末，阻止藥－藥及藥－添加劑間的相互作用，降低胃腸道或眼睛刺激性，減少或消除不愉快氣味等［1］。近年來，利用環糊精（cyclodextrin，CD）的“外親水，內疏水”特性與藥物、有機分子、無機離子甚至惰性氣體形成包合物的研究備受關注。因為環糊精空腔的尺寸與大多數藥物分子的尺寸相適宜，形成的包合物穩定，并且無毒副作用，能極大地提高脂溶性藥物的溶解度，藥物靶向給藥，并增加藥物的治療效果。

1β－環糊精的結構與性質

環糊精（cyclodextrin，CD）系環糊精聚糖轉位酶作用于淀粉后經水解環合而成的產物。為水溶性、非還原性的白色結晶粉沫；是一類由D－吡喃型葡萄糖通過α－1，4糖苷鍵連結而成的一種低聚糖，常見的CD有α－，β－，γ－三種，其分子中葡萄糖殘基數分別為6、7、8個，熔點介于240℃～265℃，具有穩定的晶體結構［2］。β－CD呈筒狀結構，其外部與兩端為親水性，筒的內部為疏水性，憑借范德華力作用、氫鍵作用和疏水作用將一些形狀和大小合適的藥物分子（如揮發油、鹵素等）包含于筒狀結構中，形成主—客體化合物。具有包合作用的外層分子稱為主分子（如β－CD、膽酸、淀粉、纖維素等），被包合到主分子中間的小分子物質稱為客分子。因為環糊精的外部親水、腔內疏水，所以它能夠像酶一樣提供一個或多個疏水的結合點作為主體（Host），來包合各種各樣適當的客體（Guest），如無機離子、氣體分子及有機分子等等。這種具有選擇性的包合即通常所說的分子識別，從而形成主客體包絡物（Host－GuestComplex）。環糊精是目前為止所發現的類似于酶的非常理想的宿主分子，而且其本身也具有酶模型的相關特性。纖維素、淀粉及蛋白質等物質也可與某些藥物形成包合物，但是，由于其性質不夠穩定，易被體內多種酶水解，因此應用較少。β－CD由于其為環形結構的淀粉衍生物，沒有尾端基影響藥物在血液中的代謝和排出，物性改變的β－CD可用于直接壓片，具有良好的流動性和可壓性，硬度會隨著顆粒的減小而增強。近年來環糊精包合物在藥劑學上應用日趨廣泛，作為偏激賦形劑、增容載體等，使藥物的溶解性、穩定性等各種理化性質均得到改進。

2β－環糊精在藥劑學上的應用

2．1增加藥物穩定性

由于藥物在貯存過程中，會受到光、熱、濕度等多種因素的影響，從而影響藥物質量，因此藥物穩定性是藥物質量的重要考察指標。CD包合物相當于分子膠囊，藥物分子被分離而包合在CD的空腔中，保護了藥物分子免受外部環境中攻擊性分子的進攻，因而，可以避免藥物分子發生水解、酶解、氧化、聚合及異構化等。研究表明，木犀草素β－CD包合物使木犀草素的穩定性得到了大大提高［8］。包合物中藥物與環糊精的分子比例對包合物及藥物穩定性有重要影響。舉例說明：曲尼斯特與γ－CD形成2：1型包合物時，曲尼斯特的降解速度反而增大5500倍，因該包合物極有利于藥物分子發生二聚合；而1：1或1：2型包合物使曲尼斯特降解速度比未被包合的曲尼斯特降低19300倍［7］。另外，包合物的形成會使體系焓值下降，在較低溫度下將有利于包合物的形成及藥物穩定性的提高。

2．2增加難溶性藥物的水溶性

許多藥物具有強烈的疏水性，在水中微溶甚至不溶，生物利用度低，甚至影響療效。與環糊精包合后，由于環糊精上的羥基與藥物分子相互作用以及藥物在包合物中的結晶度減少，從而使藥物的溶解度和溶出速率增加。如布洛芬為非甾體類解熱鎮痛藥，在水中幾乎不溶，但將其與β－環糊精包合后，在水中呈高度分散狀態，溶解度增大4～5倍。蒿甲醚和雙氫青蒿素不溶于水，與β－環糊精包合后，其溶解度可增大到粉針劑的水平。地高辛在水中的溶解度是0．007mg／mL，然而，在50％的β－環糊精溶液中，溶解度增至68mg／mL［3］。苯佐卡因系傳統的局部麻醉藥物，用于創面、潰瘍面等的鎮痛，具有毒副作用小、作用時間持久等特點，然而，由于其極難溶于水，因而吸收差，起效慢，但是，將其制成β－環糊精包合物后，客分子苯佐卡因的溶解度極大提高［4］。尚有雙香豆素［6］、齊墩果酸［5］制成β－環糊精包合物后，溶解速度、生物利用度均得到有效提高。

2．3提高藥物生物利用度

用β－CD包合的藥物溶解速度快、釋放快，并且能有效增加生物體對藥物的吸收，有利于藥物生物利用度的提高。如甾體激素與β－CD形成包合物后，不僅釋放速度快，溶解度高，并且，包合物與未經包合的激素相比，血藥濃度高出2倍左右［9］。中藥揮發油是存在于植物體中的一類可隨水蒸氣蒸餾而得到的一種油狀液體，它對空氣、溫度、光線的影響較為敏感，極易分解變質，通過被β－環糊精包合后，穩定性可以得到極大提高。大蒜素是大蒜揮發油中的一個主要活性成分，它受空氣、溫度、光線的影響易氧化變質。將其做成包合物后，做光照實驗、加熱實驗、干燥失重等實驗，結果表明，包合物的穩定性遠高于對照組。同時降低了其粘膜刺激性，并具有矯味作用［10］。脂溶性維生素D、E等對光、熱和氧較敏感，長期與空氣接觸易發生變質而療效降低，因此，采用飽和溶液法將其制成β－環糊精包合物后，穩定性得到明顯提高［11－12］。

2．4降低藥物的毒副作用

藥物與β－環糊精包合后，毒副作用可顯著降低。如血管擴張藥尼莫地平難溶于水，口服易受肝臟首過效應。利用β－環糊精包合后制成注射劑，肌注給藥，可使機體對藥物的吸收顯著增加，減輕藥物對胃腸系統的損傷［13］。阿司匹林是古老的解熱鎮痛藥，并且具有抑制血小板凝集、血栓形成的功能。小劑量長期服用，能夠預防心血管疾病的發生，大劑量服用，則會對粘膜產生刺激，嚴重時可引起胃腸出血，用β－環糊精制成小劑量阿司匹林緩釋劑型，既能夠抑制血小板凝集和血栓的形成，又能保持一定的血藥濃度，避免對胃腸系統的刺激，可長期應用于對心腦血管疾病患者的治療［14］。β－環糊精還可用作抗癌藥物的超微載體，將刺激性強、無法服用的合成抗癌藥物包含于環糊精環狀結構中，可供癌癥患者注射或口服，在體內經酶水解而釋放藥物。如5－Fu與β－CD形成包合物后，經臨床證明，消化道吸收較好，刺激性較小，血中維持時間較長，基本上消除了患者惡心嘔吐、食欲不振等副作用。另外，在無花果中提取的抗癌制劑具有一股刺激性惡臭，導致患者無法下咽，制成β－環糊精包合物后，味道變甜，刺激性基本消失［15］。

3β－環糊精的的研究進展

目前，由于β－環糊精水溶解度不大，人們開始對β－環糊精進行結構方面的修飾，多種β－環糊精衍生物修飾而成。如引入羥乙基、羥基、甲基等，β－環糊精分子氫鍵被破壞，β－CD理化性質尤其水溶性發生了顯著改變，難溶性藥物穩定性增強，水溶性增加，生物利用度提高，彌補了天然β－CD的各種不足。因此，今后環糊精各種衍生物的開發和利用將會有更為廣闊的應用。

近年來，β－CD包合技術已被藥學工作者密切關注，在藥劑學應用與研究上形成了新的突破，對提高包合物包封率、收得率、減少原、輔料消耗，降低生產成本有著積極的意義。然而，目前多數研究仍然停留在試驗階段，工業生產尚未得到廣泛應用。由于該工藝需要一些特定技術條件，制藥機械設備研發、生產部門應研究適用于工業化生產的設備，使β－環糊精包合技術在提高藥品質量和臨床療效，提高產品科技含量等方面得到更為廣泛的應用，相信在不遠的將來，該項技術在藥品科研、生產中將有著廣闊的發展前景。