Анализ и оценка современных подходов к созданию лекарственных средств с использованием микро- и нанотехнологий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Несмотря на достижения современной медицины, применение ряда лекарственных препаратов (ЛП) сопряжено как с отсутствием значимого эффекта от проводимой терапии, что связано с особенностями физико-химического взаимодействия во внутренней среде организма, так и с неблагоприятным влиянием на органы и ткани. При этом передовые технологии создания микро- и наночастиц обеспечивают возможность улучшения фармакокинетики и фармакодинамики ЛП, биодоступности и растворимости, преодоления гистогематических барьеров и снижения нежелательных системных эффектов. ЛП с использованием микро- и наночастиц таргетно воздействуют на очаг патологического поражения. Немаловажным дополнительным преимуществом служит возможность использования микро- и наночастиц при разработке ЛП пролонгированного действия. Иммобилизованные на микро- и наночастицы основные действующие вещества открывают новые перспективы для эффективного лечения различных патологических состояний (новообразований, заболеваний сердечно-сосудистой и центральной нервной системы, воспалительных процессов, ран) и для получения новых возможностей визуализации в очагах патологического процесса, что особенно актуально при проведении диагностических процедур.

Заключение. В статье обобщены представления о способах микро- и нанокапсулирования, а также дана оценка перспективам развития средств медикаментозной коррекции патологических состояний с применением инновационных технологий.

Об авторах

Евгений Вячеславович Рагузин

Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины

Email: evgeny.raguzin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1707-6912
SPIN-код: 8524-3195

к.м.н.

Россия, Санкт-Петербург

Михаил Анатольевич Юдин

Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины

Email: mikhail.judin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5646-0880
SPIN-код: 4763-9666

д.м.н., доцент

Россия, Санкт-Петербург

Даниил Дмитриевич Глушенко

Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины

Автор, ответственный за переписку.
Email: glushenko.daniil.d@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9425-6565
SPIN-код: 2934-6129

курсант 4 курса 3 факультета 

Россия, Санкт-Петербург

Николай Григорьевич Венгерович

Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины

Email: Gniiivm_15@mil.ru
ORCID iD: 0000-0003-3219-341X
SPIN-код: 6690-9649

д.м.н.

Россия, Санкт-Петербург

Ольга Геннадьевна Рагузина

Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины

Email: Raguzinaog@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2139-1376
SPIN-код: 6038-3008
Россия, Санкт-Петербург

Татьяна Борисовна Печурина

Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины

Email: tat79@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-8228-2800
SPIN-код: 7890-4203

к.т.н.

Россия, Санкт-Петербург

Тимур Васильевич Шефер

Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины

Email: 79043315812@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7303-0591
SPIN-код: 8739-8385

д.м.н.

Россия, Санкт-Петербург

Игорь Михайлович Иванов

Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины

Email: igor611ivanov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8708-8484
SPIN-код: 1518-3306

к.м.н.

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Ashrafizadeh M., Mirzaei S., Gholami M.H., et al. Hyaluronic acid-based nanoplatforms for Doxorubicin: A review of stimuli-responsive carriers, co-delivery and resistance suppression // Carbohydrate Polymers. 2021. Vol. 272. P. 118491. doi: 10.1016/j.carbpol.2021.118491
  2. Press A.T., Babic P., Hoffmann B., et al. Targeted delivery of a phosphoinositide 3-kinase γ inhibitor to restore organ function in sepsis // EMBO Molecular Medicine. 2021. Vol. 13, № 10. P. 14436. doi: 10.15252/emmm.202114436
  3. Kumari P., Meena A. Application of enzyme-mediated cellulose nanofibers from lemongrass waste for the controlled release of anticancer drugs // Environmental Science and Pollution Research. 2021. Vol. 28, № 34. P. 46343–46355. doi: 10.1007/s11356-020-08358-3
  4. Solhjoo A., Sobhani Z., Sufali A., et al. Exploring pH dependent delivery of 5-fluorouracil from functionalized multi-walled carbon nanotubes // Colloids and Surface. B: Biointerfaces. 2021. Vol. 205. P. 111823. doi: 10.1016/j.colsurfb.2021.111823
  5. Комедчикова Е.Н., Шипунова В.О., Деев С.М. Комбинированное воздействие биосовместимыми, биодеградируемыми адресными конструкциями как эффективный метод онкотераностики. В сб.: Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии; Москва, 10–13 февраля 2020 г. М.; 2020. С. 132.
  6. Mainini F., Bonizzi A., Sevieri M., et al. Protein–Based Nanoparticles for the Imaging and Treatment of Solid Tumors: The Case of Ferritin Nanocages, a Narrative Review // Pharmaceutics. 2021. Vol. 13, № 12. P. 2000. doi: 10.3390/pharmaceutics13122000
  7. Hornok V. Serum Albumin Nanoparticles: Problems and Prospects // Polymers. 2021. Vol. 13, № 21. P. 3759. doi: 10.3390/polym13213759
  8. Боят И., Оганесян Е.А., Балабаньян В.Ю., и др. Лекарственные формы паклитаксела // Российский биотерапевтический журнал. 2009. Т. 8, № 3. С. 37–44.
  9. Priyanka M., Samipta S., Nidhi M., et al. Chapter 20: Albumin–based nanomaterials in drug delivery and biomedical applications. In: Bera H., Hossain C.M., Saha S., editors. Biopolymer–Based Nanomaterials in Drug Delivery and Biomedical Applications. Elsiver; 2021. P. 465–496. doi: 10.1016/B978-0-12-820874-8.00012-9
  10. Thakare S., Shaikh A., Bodas D., et al. Application of dendrimer–based nanosensors in immunodiagnosis // Colloids and Surfaces. B: Biointerfaces. 2022. Vol. 209, Pt. 2. P. 112174. doi: 10.1016/j.colsurfb.2021.112174
  11. Амджад М.В. Дендримеры в таргетной доставке противоопухолевых препаратов: достижения, проблемы и перспективы дальнейших исследований // Фармация и фармакология. 2021. Т. 9, № 1. С. 4–16. doi: 10.19163/2307-9266-2021-9-1-4-16
  12. Chauhan A. Dendrimers for Drug Delivery // Molecules. 2018. Vol. 23, № 4. P. 938. doi: 10.3390/molecules23040938
  13. Щербин Д.Г., Клайнерт Б., Брышевска М. Дендримеры и их применение в биологии и медицине // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. 2010. № 2. С. 109–120.
  14. Зелепукин И.В., Шилова О.Н., Миркасымов А.Б., и др. Универсальные подходы к управлению фармакокинетикой наноагентов. В сб.: Перспективные направления физико-химической биологии и биотехнологии; Москва, 10–13 февраля 2020 г. М.; 2020. С. 12.
  15. Постнов В.Н., Наумышева Е.Б., Королев Д.В., и др. Наноразмерные носители для доставки лекарственных препаратов // Биотехносфера. 2013. № 6 (30). С. 16–27.
  16. Dhand C., Dwivedi N., Loh X.J., et al. Methods and strategies for the synthesis of diverse nanoparticles and their applications: a comprehensive overview // RSC Advances. 2015. Vol. 5, № 127. P. 105003–105037. doi: 10.1039/C5RA19388E
  17. Laza–Knoerr A.L., Gref R., Couvreur P. Cyclodextrins for drug delivery // Journal of Drug Targeting. 2010. Vol. 18, № 9. P. 645–656. doi: 10.3109/10611861003622552
  18. Gadade D.D., Pekamwar S.S. Cyclodextrin Based Nanoparticles for Drug Delivery and Theranostics // Advanced Pharmaceutical Bulletin. 2020. Vol. 10, № 2. P. 166–183. doi: 10.34172/apb.2020.022
  19. Desai N., Momin M., Khan T., et al. Metallic nanoparticles as drug delivery system for the treatment of cancer // Expert Opinion on Drug Delivery. 2021. Vol. 18, № 9. P. 1261–1290. doi: 10.1080/17425247.2021.1912008
  20. Laurent G., Benbalit C., Chrétien C., et al. Characterization and biodistribution of Au nanoparticles loaded in PLGA nanocarriers using an original encapsulation process // Colloids and Surfaces. B: Biointerfaces. 2021. Vol. 205. P. 111875. doi: 10.1016/j.colsurfb.2021.111875
  21. Samrot A.V., Sean T.S., Kudaiyappan T., et al. Production, characterization and application of nanocarriers made of polysaccharides, proteins, bio-polyesters and other biopolymers: A review // International Journal of Biological Macromolecules. 2020. Vol. 165, Pt. B. P. 3088–3105. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.10.104
  22. Gültekin H.E., Değim Z. Biodegradable Polymeric Nanoparticles are Effective Systems for Controlled Drug Delivery // FABAD. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2013. Vol. 38, № 2. P. 107–118.
  23. Manzano M., Vallet–Revi M. Mesoporous silica nanoparticles in nanomedicine applications // Journal of Materials Science. Materials in Medicine. 2018. Vol. 29, № 5. P. 65. doi: 10.1007/s10856-018-6069-x
  24. Абаева Л.Ф., Шумский В.И., Петрицкая Е.Н., и др. Наночастицы и нанотехнологии в медицине: сегодня и завтра // Альманах клинической медицины. 2010. № 22. P. 10–16.
  25. Sutti A., Mishra V., Nayak P., et al. Carbon Nanotubes as Emerging Nanocarriers in Drug Delivery: An Overview // International Journal of Pharmaceutical Quality Assurance. 2020. Vol. 11, № 3. P. 373–378. doi: 10.25258/ijpqa.11.3.11
  26. Li W., Chen X. Gold nanoparticles for photoacoustic imaging // Nanomedicine (London, England). 2015. Vol. 10, № 2. P. 299–320. doi: 10.2217/nnm.14.169
  27. Zivic F., Grujovic N., Mitrovic S., et al. Characteristics and Applications of Silver Nanoparticles. In: Commercialization of nanotechnologies — a case study approach. Springer, Cham.; 2018. P. 227–273. doi: 10.1007/978-3-319-56979-6_10
  28. Zhao M.–X., Zhu B.–J. The research and applications of quantum dots as nano-carriers for targeted drug delivery and cancer therapy // Nanoscale Research Letters. 2016. Vol. 11, № 1. P. 207. doi: 10.1186/s11671-016-1394-9
  29. Cagel M., Tesan F.C., Bernabeu E., et al. Polymeric mixed micelles as nanomedicines: Achievements and perspectives // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2017. Vol. 113. P. 211–228. doi: 10.1016/j.ejpb.2016.12.019
  30. Mozafari M.R., Khosravi–Darani K. Chapter 7. An Overview of Liposome — Derived Nanocarrier Technologies. In: Nanomaterials and Nanosystems for Biomedical Applications. Springer, Dordrecht; 2007. P. 113–123. doi: 10.1007/978-1-4020-6289-6_7
  31. Zaioncz S., Khalil N.M., Mainardes R.M. Exploring the Role of Nanoparticles in Amphotericin B Delivery // Current Pharmaceutical Design. 2017. Vol. 23, № 3. P. 509–521. doi: 10.2174/1381612822666161027103640
  32. Deepa K., Singha S., Panda T. Doxorubicin nanoconjugates // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2014. Vol. 14, № 1. P. 892–904. doi: 10.1166/jnn.2014.8765
  33. Pentak D., Maciążek–Jurczyk M. Nonspecific nanocarriers for doxorubicin and cytarabine in the presence of fatted and defatted human albumin // Journal of Molecular Liquids. 2019. Vol. 278. P. 115–123. doi: 10.1016/j.molliq.2019.01.085
  34. Anselmo A.C., Mitragotri S. Nanoparticles in the clinic // Bioengineering & Translational Medicine. 2016. Vol. 1, № 1. P. 10–29. doi: 10.1002/btm2.10003
  35. Le N.T.T., Pham L.P.T., Nguyen D.H.T., et al. Chapter. Liposome–based nanocarrier system for phytoconstituents. In: Gupta M., Chauhan D.N., Sharma V., et al., editors. Novel Drug Delivery Systems for Phytoconstituents. 1st ed. CRC Press; 2019. P. 45–68. doi: 10.1201/9781351057639-3
  36. Wang Y., Dou L., He H., et al. Multifunctional nanoparticles as nanocarrier for vincristine sulfate delivery to overcome tumor multidrug resistance // Molecular Pharmaceutics. 2014. Vol. 11, № 3. P. 885–894. doi: 10.1021/mp400547u
  37. Al–Musawi S., Kadhim M.J., Hindi N.K.K. Folated– nanocarrier for paclitaxel drug delivery in leukemia cancer therapy // Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. 2018. Vol. 10, № 4. P. 749–754.
  38. Barkat N.A., Beg S., Potto F.H., et al. Nanopaclitaxel therapy: an evidence based review on the battle for next-generation formulation challenges // Nanomedicine (London, England). 2019. Vol. 14, № 10. P. 1323–1341. doi: 10.2217/nnm-2018-0313
  39. Miller A.D. Lipid–based nanoparticles in cancer diagnosis and therapy // Journal of Drug Delivery. 2013. Vol. 2013. P. 165981. doi: 10.1155/2013/165981
  40. Boulikas T. Molecular mechanisms of cisplatin and its liposomally encapsulated form, Lipoplatin™. Lipoplatin™ as a chemotherapy and antiangiogenesis drug // Cancer Therapy. 2007. Vol. 5. P. 351–376.
  41. Farooq M.A., Aquib M., Farooq A., et al. Recent progress in nanotechnology-based novel drug delivery systems in designing of cisplatin for cancer therapy: an overview // Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology. 2019. Vol. 47, № 1. P. 1674–1692. doi: 10.1080/21691401.2019.1604535
  42. Lamichhane N., Udayakumar T.S., D'Souza W.D., et al. Liposomes: Clinical Applications and Potential for Image–Guided Drug Delivery // Molecules. 2018. Vol. 23, № 2. P. 288. doi: 10.3390/molecules23020288
  43. Bhattacharya A.A., Grüne T., Curry S. Crystallographic analysis reveals common modes of binding of medium and long-chain fatty acids to human serum albumin // Journal of Molecular Biology. 2000. Vol. 303, № 5. P. 721–732. doi: 10.1006/jmbi.2000.4158

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Ферритиновые наночастицы как система доставки на основе белка для онкологических терапевтических средств и агентов визуализации [6, с модификацией].

Скачать (71KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Молекулярная структура сывороточного альбумина человека.

Скачать (59KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Структурная формула дендримера.

Скачать (37KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Структурная формула Сугаммадекса®.

Скачать (61KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схема вариабельности многофункциональной частицы при различных видах физико-химического взаимодействия и вариантов практического применения. Примечания: ФАВ ― фотоакустическая визуализация, РНК ― рибонуклеиновая кислота.

Скачать (129KB)
Метаданные

© ООО "Эко-Вектор", 2022


 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах