环糊精在医药中的应用

环糊精在医药中的应用 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020

糊精定义：

淀粉在受到加热、酸或淀粉酶作用下发生分解和水解时，将大分子的淀粉首先转化成为小分子的中间物质，这时的中间小分子物质，人们就把它叫做糊精。

β-环糊精(简称β-CD)是一种新型的药物包合材料，具环状中空筒型、环外亲水、环内疏水的特殊结构和性质。由于其特殊的空间结构和性质，能与许多物质、特别是脂溶性物质形成包合物，目前被广泛应用于业和食品业，

环糊精的成分与作用：

环糊精是环糊精转葡萄糖基酶（CGTase）作用于淀粉的产物，是由六个以上葡萄糖以α—1,4—糖苷键连结的环状寡聚糖，其中最常见、研究最多的是α-环糊精（α-cyclodextrin）、β-环糊精（β-cyclodextrin）、γ-环糊精（γ-cyclodextrin），分别由六个、七个和八个葡萄糖分子构成，是相对大和相对柔性的分子。经X射线衍射和核磁共振研究，证明环糊精分子成锥柱状或圆锥状花环，有许多可旋转的键和羟基，内有一个空腔，表观外型类似于接导管的橡胶塞。空腔内部排列着配糖氧桥原子，氧原子的非键电子对指向中心，使空腔内部具有很高的电子密度，表现出部分路易斯碱的性质。分子构型为葡萄糖的C-1椅式构型，在它的圆筒内部有-CH-葡萄糖苷结合的O原子，故呈疏水性。葡萄糖的2位和3位的-OH基在圆筒的一端开口处，6位的-OH基在圆筒的另一端开口处，所以圆筒的二端开口处都呈亲水性，这样，环糊精的筒形体的内部上层、中层、下层由不同的基团组成．

环糊精的性质有点类似淀粉，可以贮存多年不变质。在强碱性溶液中也可稳定存在，在酸性溶液中则部分水解成葡萄糖和非环麦芽糖。由于环糊精没有还原性末端，总的来说，其反应活性是比较低的，只有少数的酶能是它明显水解。环糊精在室温下的的溶解度从-25.6克不等，水溶液具有旋光性。环糊精的稳定性一般，200摄氏度左右时分解。

医药行业中糊精可作为药用糖的增稠剂和稳定剂也可作为片剂或冲剂的赋形剂和填充剂。

β—环状糊精及其应用

一、性能与特点：

倍他环糊精（β—环状糊精）是葡萄糖基转移酶作用于淀粉的产物，是白色结晶性粉末，是由7个葡萄糖单位经α糖键连接成环形结构的糊精。分子中间形成一个穴洞，穴洞具有独特的包接功能，能与许多种物质形

成包接结合物。工业上的应用正是利用这种性质。倍他环糊精的水溶解度为，不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，熔点为200℃，熔融时开始分解。

二、用途及应用范围：

倍他环糊精（β—环状糊精）系新型药用辅料及[wiki]食品[/wiki]添加剂，可广泛应用于药品、食品、化妆品( 如美国P&G－宝洁公司，每年大量使用环状糊精来提高和稳定他们化妆品以及洗发水等许多品牌的产品质量，他们年环状糊精购买量上千万美元 )制造业上，是这些工业生产良好的稳定剂、乳化剂和矫味剂，在制药业上，主要用于增大药物的稳定性，防止药物氧化和分解，提高药物的溶解度和生物利用度，降低药物的毒性和副作用，以及用于掩盖药物的异味和臭气。在食品制造方面，主要用来消除异味和异臭，提高[wiki]香料[/wiki]、[wiki]香精[/wiki]及色素的稳定性，增强乳化能力及防潮能力等。

三、用法与用量：

1、用法：环状糊精应用到工业生产时，首先是将环状糊精与被包接物制成包接复合物，再用包接复合物制造其他产品。包接复合物的制造法有两种，即饱和溶液法和固体混合体。饱和溶液法就是将环状糊精加水加温制成饱和溶液，然后加入被包接物质充分搅拌混合即成复合物。固体混合法就是将环状糊精与被包接物质充分混合或加入少量水在碾磨机中搅拌混合即成复合物。

2、用量：环状糊精的使用量取决于被包接物的分子大小及极性。一般环状糊精用量为~5％。同时可根据生产工艺及被包接物的性能不同而进行增减调节使用

实际上，给药时使用的并不是纯药物。通常，药物会与辅料一起制成液体、半固体或固体等各种剂型，然后才作为我们所熟悉的“药”使用。

虽然药物本身的药理作用决定了制剂最终所能表现出来的药理作用，但是，辅料可以极大的影响治疗效果的强度和持续时间。赋形剂和基质等能直接影响（决定）药物的安全性和疗效。环糊精（Cyclodextrins，CD）可以提高药物的稳定性；减少药物在固体剂型中的反应；提高药物的溶解度和溶解速率；掩盖不良味道和改变脂质、液体甚至气态物质的粘性，使其固体化，从而使药物易于混合和成形。

环糊精和环糊精衍生物本身所具有的作用（The justification），其优点和可能存在的不良作用基本上都是由处方和给药途径决定的。

关于环糊精的组成，可有如下描述：

——固体包合物；

——CD和药物的混合物；

——CD和药物的共溶物。

目前研究得最多的是包合物，将包合物溶解在适当的溶剂中之后可以制成口服固体制剂和注射剂等各种剂型。

固体剂型

如果固体制剂中含有药物和环糊精的复合体或者是药物和环糊精的混合物，在制备和成品

储存过程中就会出现许多问题。例如，生产过程中加入的水有可能会引发不必要的反应，即副反应。包合物在上述水中很可能会再次分解成为游离药物和环糊精。溶解在水中的环糊精是一种良好的催化剂，即使只是微量，就可以极大地催化反应。因此，要避免水和含水颗粒流体在上述情况中的使用，干法制粒和粉末直接压片在上述制剂的制备中为首选方法（详见章节7．5）。

如果制剂中不含水分，那么含有包合物的固体制剂还是非常稳定的。处方中包合物与其他成分的相互作用可以忽略。

当然，处方中不能含有可以从包合物中置换出药物的赋形剂。

半固体剂型

在半固体剂型中，很难预测环糊精及其包合物的变化，我们必须考虑与常用栓剂机制之间的相互作用。通常，基质含有可可油、油脂（adeps solidus）或聚乙二醇（PEG），这些物质可以嵌潜入环糊精的空穴。组成基质的物质大多性质相近。在熔融、储存过程中以及给药后，“空”环糊精分子和上述物质很容易发生反应。

液体剂型

环糊精及其衍生物在水中具有良好的溶解性，可以提高难溶性药物的溶解度。在某些情况下，溶解的环糊精具有酶样催化作用，可以催化药物或者处方中其他成分的反应。环糊精和其他物料的相互作用还可能引起物质间异常的不相容。例如，上述相互作用可降低防腐剂的防腐能力。总的来说，环糊精尤其是其衍生物在绝大多数情况中，在液体制剂中起正面作用。

2 口服（Peroral）和口腔（oral）固体制剂（剂型）：粉末剂，颗粒剂，胶囊剂，片剂

口服剂型最初是指通过口服用在胃肠道吸收的药物制剂，而口腔型是指在口腔中吸收的药物剂型。实际两者概念之间没有严格区分。

大部分固体制剂中除含有主药外还含有一种或多种附加剂。加入附加剂的主要目的是：—填充剂（稀释剂）：增加制剂重量。例：乳糖，淀粉，磷酸氢钙；

—崩解剂：加速制剂的崩解。例：淀粉，交联PVP，微分硅胶；

—润滑剂：增加粒子的流动性。例：硬脂酸镁，滑石粉，微分硅胶；

—粘合剂：粘合粉末粒子，使成更大颗粒，如颗粒剂、片剂。例：水，异丙醇，葡萄糖，淀粉，聚维酮（PVP）。

加入环糊精有以下作用：

—增加药物化学/物理稳定性；

—增加难溶性药物的溶解度和溶解速率；

—降低易挥发药物的挥发性；

—液体药物固体化；

—消除某些药物之间以及药物和辅料之间的配伍禁忌；

—降低药物的毒副作用。

把药物和环糊精的简单混合物制成固体制剂可以加快药物的释放速度。

当环糊精本身是一种难溶性的亲脂性衍生物是，与CD制成复合物的每一种溶解性差的药物