МИКРОИГЛЫ - НОВЫЙ ПОДХОД К ДОСТАВКЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ (Обзор) (2022)
В обзоре дано описание новой технологии для доставки лекарственных препаратов, лекарств на основе пептидов, вакцин, гормонов с помощью микроигл, причем основное внимание уделено использованию растворимых микроигл. Микроиглы появились как альтернативный метод трансдермального введения лекарств, они нашли применение во многих областях биомедицины, таких как терапия, диагностика и введение вакцин. Развитие технологии производства и применения микроигл продолжается, их качество постоянно повышается за счет применения инертных или биорастворимых материалов, а также таких преимуществ, как меньший дискомфорт при аппликации, возможность самостоятельного введения лекарственных средств, повышенная стабильность, удобство и безопасность применения. В обзоре также намечены перспективы развития данной технологии.
Идентификаторы и классификаторы
- УДК
- 677.055.82. Иглы
Микроиглы - это разрабатываемая в последнее время система доставки лекарств, посредством которой осуществляется малоинвазивное введение фармацевтических и косметических субстанций в кожу (белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, гормоны, вакцины и т.д.).
Список литературы
- Riddell A, Kennedy I, Tong CY. Management of sharps injuries in the healthcare setting. //BMJ.
2015 Jul 29;351:h3733. doi: 10.1136/bmj.h3733. PMID: 26223519. - Moore LE, Vucen S, Moore AC. Trends in drug- and vaccine-based dissolvable microneedle
materials and methods of fabrication.// Eur J Pharm Biopharm. 2022 Apr; 173:54-72. doi:
10.1016/j.ejpb.2022.02.013. Epub 2022 Feb 25. PMID: 35219862. - Li J, Zeng M, Shan H, Tong C. Microneedle Patches as Drug and Vaccine Delivery Platform.//
Curr Med Chem. 2017;24(22):2413-2422. doi: 10.2174/0929867324666170526124053. PMID: - Романюк А.В., Звездин В.Н., Самант П., Землянова М.А., Праузнитц М.Р., Устинова О.Ю.
Разработка микроигольных аппликаторов для биомедицинской диагностики //
Фундаментальные исследования. - 2013. - № 12-2. - С. 319-326. - Marc B. Brown, Adrian C. Williams. The Art and Science of Dermal Formulation Development.//
- doi.org/10.1201/9780429059872.
- Кузнецова Е.Г., Рыжикова В.А., Саломатина Л.А., Севастьянов В.И. Трансдермальный
перенос лекарственных веществ и способы его усиления.// Вестник трансплантологии и
искусственных органов. 2016;18(2):152-162. doi.org/10.15825/1995-1191-2016-2-152-162. - Ahmed Saeed Al-Japairai K, Mahmood S, Hamed Almurisi S, Reddy Venugopal J, Rebhi Hilles A,
Azmana M, Raman S. Current trends in polymer microneedle for transdermal drug delivery.// Int J Pharm. 2020 Sep 25;587:119673. doi: 10.1016/j.ijpharm.2020.119673. Epub 2020 Jul 30. PMID: - Ita K. Transdermal Delivery of Drugs with Microneedles-Potential and Challenges.//
Pharmaceutics. 2015 Jun 29;7(3):90-105. doi: 10.3390/pharmaceutics7030090. PMID: 26131647. - Gupta J, Gupta R, Vanshita. Microneedle Technology: An Insight into Recent Advancements and Future Trends in Drug and Vaccine Delivery. Assay Drug Dev Technol. // 2021 Feb-Mar;19(2):97- 114. doi: 10.1089/adt.2020.1022. Epub 2020 Dec 9. PMID: 33297823.
- Sirbubalo M, Tucak A, Muhamedagic K, Hindija L, Rahic O, Hadziabdic J, Cekic A, Begic-
Hajdarevic D, Cohodar Husic M, Dervisevic A, Vranic E. 3D Printing-A “Touch-Button” Approach to Manufacture Microneedles for Transdermal Drug Delivery.// Pharmaceutics. 2021 Jun 22;13(7):924. doi: 10.3390/pharmaceutics13070924. PMID: 34206285. - ParhiR., & ND. S. (2019). Review of Microneedle based Transdermal Drug Delivery Systems.//
International Journal of Pharmaceutical Sciences and Nanotechnology, 12(3), 4511-4523.
https://doi.org/10.37285/ijpsn.2019.12.3.1. - Jiawook RN. Manufacturing nanoimprint lithography system to produce efficient microneedles patch for transdermal drug delivery.// J Appl Biotechnol Bioeng. 2017;3(3):321-324. doi: 10.15406/jabb.2017.03.00065.
- Miyako Arai, Yuya Nishinaka, and Norihisa Miki. Electroencephalogram measurement using
polymer-based dry microneedle electrode.// 2015 Jpn. J. Appl. Phys. 54. - He X, Sun J, Zhuang J, Xu H, Liu Y, Wu D. Microneedle System for Transdermal Drug and
Vaccine Delivery: Devices, Safety, and Prospects.// Dose-Response. October 2019. doi:10.1177/1559325819878585. - Manoj, V. R., and H. Manoj. Review on transdermal microneedle-based drug delivery.// Asian
Journal of Pharmaceutical and Clinical Research, vol. 12, no. 1, Jan. 2019, pp. 18-29,
doi:10.22159/ajpcr.2019.v12i1.27434. - Jing Ji et al. Microfabricated Silicon Microneedle Array for Transdermal Drug Delivery. // 2006 J. Phys.: Conf. Ser. 34 1127.
- W. S. Shim et al. Role of Polyvinylpyrrolidone in Dissolving Microneedle for Efficient Transdermal Drug Delivery: In vitro and Clinical Studies. // Bull. Korean Chem. Soc. 2018 June, Volume 39, Issue 6 Pages 789-793. doi.org/10.1002/bkcs.11476.
- Zvezdin V, Peno-Mazzarino L, Radionov N, Kasatkina T, Kasatkin I. Microneedle patch based on dissolving, detachable microneedle technology for improved skin quality - Part 1: ex vivo safety evaluation. // Int J Cosmet Sci. 2020 Aug;42(4):369-376. doi: 10.1111/ics.12627. Epub 2020 Jul 5. PMID: 32412648.
- Микроиглы и способы их изготовления. RU 2 719 937 C1;
- Массив микроструктур для доставки действующих агентов. RU 2 662 432 C2;
- Микроигольный аппликатор и способ его изготовления. R U 2 652 567 C1;
- Leone M, Monkare J, Bouwstra JA, Kersten G. Dissolving Microneedle Patches for Dermal
Vaccination. // Pharm Res. 2017 Nov;34(11):2223-2240. doi: 10.1007/s11095-017-2223-2. Epub
2017 Jul 17. PMID: 28718050/ - T. Waghule et al. Microneedles: A smart approach and increasing potential for transdermal drug delivery system. // 2019 Biomedicine & Pharmacotherapy 109, 1249-1258. doi.org/10.1016/j.biopha.2018.10.078.
- Faraji Rad, Z., Prewett, P.D. & Davies, G.J. High-resolution two-photon polymerization: the most versatile technique for the fabrication of microneedle arrays. // 2021 Microsyst Nanoeng 7, 71. doi.org/10.1038/s41378-021-00298-3.
- Mdanda S, Ubanako P, Kondiah PPD, Kumar P, Choonara YE. Recent Advances in Microneedle
Platforms for Transdermal Drug Delivery Technologies. // Polymers (Basel). 2021 Jul
22;13(15):2405. doi: 10.3390/polym13152405. PMID: 34372008. - Nguyen TT, Nguyen TTD, Tran NM, Vo GV. Advances of microneedles in hormone delivery. //
Biomed Pharmacother. 2022 Jan;145:112393. doi: 10.1016/j.biopha.2021.112393. Epub 2021 Nov - PMID: 34773762.
- Arshad MS, Zafar S, Zahra AT, Zaman MH, Akhtar A, Kucuk I, Farhan M, Chang MW, Ahmad Z.
Fabrication and characterisation of self-applicating heparin sodium microneedle patches. // J Drug Target. 2021 Jan;29(1):60-68. doi: 10.1080/1061186X.2020.1795180. Epub 2020 Jul 27. PMID: 32649227. - Dillon C, Hughes H, O’Reilly NJ, Allender CJ, Barrow DA, McLoughlin P. Dissolving microneedle based transdermal delivery of therapeutic peptide analogues. // Int J Pharm. 2019 Jun 30;565:9- 19. doi: 10.1016/j.ijpharm.2019.04.075. Epub 2019 Apr 29. PMID: 31047995;
- Menon I, Bagwe P, Gomes KB, Bajaj L, Gala R, Uddin MN, D’Souza MJ, Zughaier SM.
Microneedles: A New Generation Vaccine Delivery System. // Micromachines (Basel). 2021 Apr 14;12(4):435. doi: 10.3390/mi12040435. PMID: 33919925. - Rodgers AM, Cordeiro AS, Donnelly RF. Technology update: dissolvable microneedle patches for vaccine delivery. // Med Devices (Auckl). 2019 Sep 19;12:379-398. doi: 10.2147/MDER.S198220. PMID: 31572025.
- Sullivan SP, Koutsonanos DG, Del Pilar Martin M, Lee JW, Zarnitsyn V, Choi SO, Murthy N,
Compans RW, Skountzou I, Prausnitz MR. Dissolving polymer microneedle patches for influenza
vaccination. // Nat Med. 2010 Aug;16(8):915-20. doi: 10.1038/nm.2182. Epub 2010 Jul 18. PMID: - Rouphael NG, Paine M, Mosley R, Henry S, McAllister DV, Kalluri H, Pewin W, Frew PM, Yu T,
Thornburg NJ, Kabbani S, Lai L, Vassilieva EV, Skountzou I, Compans RW, Mulligan MJ,
Prausnitz MR; TIV-MNP 2015 Study Group. The safety, immunogenicity, and acceptability of
inactivated influenza vaccine delivered by microneedle patch (TIV-MNP 2015): a randomised,
partly blinded, placebo-controlled, phase 1 trial. // Lancet. 2017 Aug 12;390(10095):649-658. doi:
10.1016/S0140-6736(17)30575-5. Epub 2017 Jun 27. PMID: 28666680. - Kolluru C, Gomaa Y, Prausnitz MR. Development of a thermostable microneedle patch for polio vaccination. // Drug Deliv Transl Res. 2019 Feb;9(1):192-203. doi: 10.1007/s13346-018-00608-9. PMID: 30542944.
- Thomas J. Ellison, George C. Talbott, Daniel R. Henderson. VaxiPatch TM, a novel vaccination
system comprised of subunit antigens, adjuvants and microneedle skin delivery: An application to influenza B/Colorado/06/2017. // 2020 Vaccine 38 6839-6848.
doi.org/10.1016/j.vaccine.2020.07.040. - T.T.Nguyen et al. Progress in microneedle array patch (MAP) for vaccine delivery. // 2021 Human Vaccines & Immunotherapeutics, 17(1), 316 - 327.
- Lee SJ, Lee HS, Hwang YH, Kim JJ, Kang KY, Kim SJ, Kim HK, Kim JD, Jeong DH, Paik MJ, Yee
ST. Enhanced anti-tumor immunotherapy by dissolving microneedle patch loaded ovalbumin. PLoS One. 2019 Aug 6;14(8):e0220382. doi: 10.1371/journal.pone.0220382. PMID: 31386690. - Kim YC, Lee JW, Esser ES, Kalluri H, Joyce JC, Compans RW, Skountzou I, Prausnitz MR.
Fabrication of microneedle patches with lyophilized influenza vaccine suspended in organic
solvent. Drug Deliv Transl Res. 2021 Apr;11(2):692-701. doi: 10.1007/s13346-021-00927-4. Epub
2021 Feb 15. PMID: 33590465. - Joyce JC, Collins ML, Rota PA, Prausnitz MR. Thermostability of Measles and Rubella Vaccines in a Microneedle Patch. Adv Ther (Weinh). 2021 Oct;4(10):2100095. doi: 10.1002/adtp.202100095.
Epub 2021 Jul 28. PMID: 34926791. - Mazzara JM, Ochyl LJ, Hong JKY, Moon JJ, Prausnitz MR, Schwendeman SP. Self-healing
encapsulation and controlled release of vaccine antigens from PLGA microparticles delivered by
microneedle patches. Bioeng Transl Med. 2018 Oct 30;4(1):116-128. doi: 10.1002/btm2.10103.
PMID: 30680323. - Ingrole RSJ, Azizoglu E, Dul M, Birchall JC, Gill HS, Prausnitz MR. Trends of microneedle
technology in the scientific literature, patents, clinical trials and internet activity. Biomaterials. 2021 Jan;267:120491. doi: 10.1016/j.biomaterials.2020.120491. Epub 2020 Nov 5. PMID: 33217629. - Zheng Z, Diaz-Arevalo D, Guan H, Zeng M. Noninvasive vaccination against infectious diseases. Hum Vaccin Immunother. 2018 Jul 3;14(7):1717-1733. doi: 10.1080/21645515.2018.1461296. Epub 2018 May 17. PMID: 29624470.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В статье показаны результаты разработки и исследования противовирусного средства Бенкармет и его экстемпоральной (магистральной) формы. По Бенкармету проведены доклинические исследования в полном объеме, в которых доказана его безвредность (препарат относится к V классу практически нетоксичных лекарственных веществ по Hodge и к 5 классу токсичности в соответствии с ГОСТ 32644-2014) и эффективность в модели гриппозной пневмонии. На основе Бенкармета была разработана и исследована его экстемпоральная форма на твердых липидных частицах с улучшенными фармацевтическими и фармакологическими свойствами. В частности, экстемпоральная форма Бенкармета обеспечивает его таргетную доставку в верхние дыхательные пути, в том числе лёгкие, обеспечивая высокую степень связывания его с эпителием альвеол. Бенкармет преимущественно связывается с мембраной эукариот, при этом сохраняя способность связываться с поверхностным белком оболочки вируса гемагглютинином.
Экстемпоральная форма Бенкармета позволила снизить дозу и частоту приема, что обеспечивает высокую комплаентность к приему препарата. Низкие дозы принимаемого препарата обеспечили незначительность вероятности проявления побочных эффектов и быструю их элиминацию в случае проявления таковых. На экстемпоральную форму Бенкармета были разработаны инструкции по медицинскому применению и формы прописи рецептов. Показания к применению: предупреждение развития вирусной пневмонии, которая является главным осложнением гриппа и других вирусных инфекций (ОРВИ, включая коронавирусы).
В основе большого количества патологических состояний лежит сосудистая эндотелиальная дисфункция, которая, в свою очередь, как показано в последние годы, обусловлена нарушениями в структуре и функции сосудистого эндотелиального гликокаликса. Значительная доля в составе гликокаликса приходится на гепарансульфат, который имеет высокую аналогию с эндогенным и экзогенным гепарином. Помимо участия в работе противосвертывающей системы, как это стало недавно известно, гепарин обладает рядом других фармакологических эффектов. Целью данного обзора является обоснование гипотезы, заключающейся в том, что мишенью терапевтического действия гепарина может служить гликокаликс сосудистого эндотелия, поврежденный вследствие тех или иных факторов.
В статье представлены результаты доклинических токсикологических исследований антигенной противораковой вакцины в виде фармацевтической субстанции (ФС), в частности, изучение её острой токсичности на мелких лабораторных животных: мышах-самцах F1 (CBA*C57 B|6) и крысах-самцах Wistar. Программа токсикологического исследования ФС антигенная противораковая вакцина предусматривала изучение токсичности при однократном подкожном введении мышам и крысам в дозах, адекватной предполагаемой терапевтической дозе для человека в качестве профилактической вакцины для предотвращения образования и развития опухолей, а также превышающей её в 10, 100 и 1000 раз. В процессе проведения исследования фиксировалась гибель животных, картина интоксикации, оценивалась динамика массы тела, поведения, патоморфологические изменения в органах и тканях, определялись гематологические и биохимические показатели в крови мышей и крыс. Установлено, что при однократном подкожном введении ФС антигенная противораковая вакцина в диапазоне доз, эквивалентной (0,0143 мг/кг массы тела) и превышающих предполагаемую дозу для человека в 100-1000 раз (мыши) и 10 раз (крысы), хорошо переносится, не вызывает признаков интоксикации и гибели животных. ФС антигенная противораковая вакцина не влияет на общее состояние и поведение животных, не изменяет морфофункционального состояния селезенки, почек, печени, тимуса, кожи и не оказывает влияния на гематологические и биохимические показатели периферической крови. Таким образом, проведенные токсикологические исследования показали, что ФС антигенная противораковая вакцина безопасна при однократном подкожном применении мелким лабораторным животным разных видов и может быть рекомендована в качестве профилактической вакцины для предотвращения образования и развития опухолей для клинической апробаци
В статье представлены результаты исследования влияния препарата «Коллоидное золото» на функциональное состояние организма мышей F1 (CBA*C57 Bl6) и крыс Wistar при его однократном подкожном введении в дозах 0,825 мг/кг и 0,290 мг/кг массы тела животных. Установлено, что препарат «Коллоидное золото» в двух исследованных дозах на мышах и крысах при его однократном подкожном введении не отражается на общем состоянии, особенностях поведения, двигательной активности, при этом не зарегистрировано ни одного случая гибели животных. Показано, что препарат «Коллоидное золото» не влияет на динамику изменения массы тела мышей и крыс. Результаты массометрии внутренних органов показывают отсутствие межгрупповых различий в абсолютных и относительных величинах их массы. Выявлено, что
«Коллоидное золото» после его однократного введения крысам и мышам не оказывает воздействия на содержание форменных элементов крови и ее лейкоцитарный состав. У крыс однократное подкожное введение препарата «Коллоидное золото» в дозе 0,290 мг/кг массы тела не вызывает статистических значимых изменений в биохимических показателях сыворотки крови и тем самым не влияет на метаболизм и функциональное состояние организма животных. По данным гистологических исследований препарат «Коллоидное золото» не вызывает патологических изменений в почках и коже (в месте введения). Следовательно, можно заключить об отсутствии у данного препарата местнораздражающего действия. При этом следует отметить, что с введением препарата «Коллоидное золото» у мышей выявляются дистрофические изменения гепатоцитов. В тимусе у мышей отмечена умерено выраженная гиперплазия коркового вещества. Строение селезенки у животных, которым вводили препарат «Коллоидное золото», нормальное. Красная пульпа умеренно полнокровна. Таким образом, на основании полученных данных можно сделать предварительный вывод о том, что препарат «Коллоидное золото» является безопасным и пригоден для применения в качестве адъюванта для вакцин. При этом требуется проведение полного объема исследований для окончательного заключения о пригодности применения данного препарата в качестве адъюванта для вакцин.
Издательство
- Издательство
- НИЦ ПАМ
- Регион
- Россия, Обнинск
- Почтовый адрес
- 249035, Калужская обл, г Обнинск, Киевское шоссе, д 3 стр 2, офис 11
- Юр. адрес
- 249035, Калужская обл, г Обнинск, Киевское шоссе, д 3 стр 2, офис 11
- ФИО
- Гончарова Анна Яковлевна (ДИРЕКТОР)