環糊精包合物

環糊精包合物是一種（藥物）分子被包嵌於環糊精分子的空穴結構中形成的包合體。包合物，特別是環糊精包合物，在食品、化妝品和藥品領域套用廣泛。作為一種藥物製劑的中間體，環糊精包合物大量用於增加藥物溶解度、提高穩定性、液體藥物固體化、降低刺激性等。

基本介紹

• 中文名：環糊精包合物
• 外文名：Cyclodextrin inclusion
• 套用：製劑中間體增溶穩定化固體化

概述

包合物（Inclusion compounds）是指一種（藥物）分子被包嵌於另一物質分子（構成）的空穴結構中形成的包合體，或稱為“分子膠囊”。其中，具有空穴結構的包合分子稱為主分子（host molecule），被包嵌的分子稱為客分子（guest molecule或enclosed molecule）。不同類型的主分子，可形成不同結構的包合物，如管狀、層狀、籠狀、單分子包合物、分子篩包合物或高分子包合物等。如主分子為環糊精，則為環糊精包合物。

環糊精包合物在藥物製劑中的意義

環糊精包合物是一種藥物製劑的中間體，將藥物分子包嵌在環糊精的空穴內，具有很多重要意義，包括：增加藥物的溶解度和溶出度，液體藥物的粉末化和防止揮發，掩蓋藥物的不良氣味和降低刺激性，提高藥物的穩定性，以及製備緩控釋製劑等。吡咯昔康的環糊精包合物片劑（Cycladol）可改善藥物的溶解性、降低胃腸道刺激性。

環糊精對藥物的包合作用

1. 環糊精

環糊精（Cyclodextrin，CD）是澱粉經酶解環合後得到的由6~12個葡萄糖分子連線而成的環狀低聚糖。用於形成包合物的環糊精通常為ɑ-、β-和γ-環糊精，對應為6、7和8個葡萄糖分子。

ɑ-、β-和γ-環糊精的結構參數

	α-CD	β-CD	γ-CD
葡萄糖單體數	6	7	8
分子量	973	1135	1297
空洞內徑	0.47-0.53nm	0.60-0.65nm	0.75-0.83nm
空洞深度	0.79nm	0.79nm	0.79nm
空洞體積	17.6nm	34.6nm	51.0nm
[α]D（H2O）	+150.5°	+162.5°	+177.4°
溶解度（g/L，25℃）	145	18.5	232
結晶形狀（水）	針狀	稜柱狀	稜柱狀

β-環糊精的結構式

β-環糊精空穴大小適宜、水溶性最差、口服毒性低，對酸較不穩定，對鹼、熱和機械作用穩定，與某些有機溶劑共存容易形成包合物而沉澱，是藥物製劑中最常用的製備包合物的主分子。

環糊精經烷基化、羥烷基化或支鏈等衍生化反應，可得到水溶性β-環糊精衍生物（如：HP-β-CD，磺丁基醚-β-CD）、或疏水性β-CD衍生物（DE-β-CD、TE-β-CD）、以及環糊精聚合物。疏水性β-CD衍生物製備的包合物可起緩釋效果。

2. 環糊精對藥物分子的包合作用

包合是一種物理過程，主要取決於主、客分子的立體結構（主分子的空穴應與客分子尺寸相適）和兩者的極性，包合的穩定性取決於主、客分子間的范德華力。形成穩定的包合物，對客分子（如有機藥物分子）的結構和性質有一定的要求，如：原子數大於5，稠環少於5個；分子量100~400；水中的溶解度小於10mg/ml；熔點低於250℃。有些有機藥物因幾何形狀不合適，或環糊精用量不合適而不能包合；無機藥物大多不宜用環糊精包合。

前列腺素E2與ɑ-、β-和γ-環糊精的包合方式

3. 影響包合作用的因素

影響環糊精包合物形成的主要因素包括：（1）主客分子的結構和性質：主客分子的大小；客分子的極性；（2）藥物與環糊精的比例：1:1；或其他比例；（3）包合物的製備條件；（4）包合作用的競爭性：包合物在水溶液中或含有少量乙醇的水溶液中與客分子藥物處於一種動態平衡；多成分的包合。

包合技術和包合物的驗證

環糊精包合物的製備技術有飽和水溶液法、研磨法、超音波法、冷凍乾燥法、噴霧乾燥法、液-液或氣-液法等。

常用理化分析方法驗證環糊精包合物的形成，如X-射線衍射法、紅外光譜法、核磁共振譜法、螢光光譜法、圓二色譜法、熱分析法、薄層色譜法、紫外分光光度法。