Innovative technological solutions for drug delivery methods using metformin as a model

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Introduction. The issues of a personalized approach to diabetes therapy remain open and relevant today. Despite a fairly wide range of drugs, numbering about 9 pharmacotherapeutic groups, including insulins, the problems of monitoring and maintaining an acceptable individual level of glycemia, preventing complications associated with diabetes mellitus, the severity of side effects of therapy are currently far from being resolved.

Objective: study of the hypoglycemic activity of model depot forms – suspension and solution of metformin during subcutaneous storage.

Material and methods. As a research model, given the solubility of metformin, an aqueous solution and an oil suspension were chosen. Hypoglycemic activity of the studied objects was carried out on male Wistar rats on the model of diabetes mellitus induced by alloxan. Animals weighing 190±10 g were intraperitoneally injected with a 5% solution of alloxan monohydrate in isotonic sodium chloride solution at a rate of 150 mg/kg/animal; to reduce the toxic effect of alloxan, a 5% solution of nicotinamide was preliminarily (15 minutes) administered at a rate of 230 mg/kg/animal. Thirty-five animals with a glycemia level of more than 20 mmol/l, which corresponds to a severe form of diabetes mellitus, were divided into 5 groups; the studied doses of metformin were administered by subcutaneous injection in accordance with the test design.

Results. A statistically significant increase in the hypoglycemic effect is observed with an increase in the dose of metformin in the models of parenteral forms, while statistically more significant dose-dependent changes are observed in the form of an oil suspension of metformin.

Conclusion. The conducted complex of studies of parenteral forms of metformin based on models of oil suspension and aqueous solution allows us to conclude about the prospects of the parenteral route of administration, namely the subcutaneous administration option. The established prolongation of the oil suspension model allows us to consider options for developing implantable minimally invasive systems (depot forms) for the delivery of metformin, in order to ensure effective and modern pharmacotherapy of type 2 diabetes mellitus.

作者简介

Sergey Storozhenko

Krasnoyarsk State Medical University named after prof. V.F. Voyno-Yasenetsky

编辑信件的主要联系方式.
Email: s.e.storozhenko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8058-9147
SPIN 代码: 6170-5463

Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor of the Department of Pharmacy with a Course of Postgraduate Education

俄罗斯联邦, st. P. Zheleznyaka, 1, Krasnoyarsk, 660022

Eleonora Stepanova

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute – branch of the federal state budgetary educational institution of higher education «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: efstepanova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4082-3330
SPIN 代码: 7965-9471

Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor, Professor of the Department of Pharmaceutical Technology with a Course of Medical Biotechnology

俄罗斯联邦, Kalinina Ave, 11, Pyatigorsk, 357532

Olga Veselova

Krasnoyarsk State Medical University named after prof. V.F. Voyno-Yasenetsky

Email: veselovaof@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6126-665X
SPIN 代码: 4340-0455

Сandidate of medical sciences, Associate Professor, Head of the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology with a Postgraduate Education Course

俄罗斯联邦, st. P. Zheleznyaka, 1, Krasnoyarsk, 660022

Elena Kovtun

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute – branch of the federal state budgetary educational institution of higher education «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: elena.f.73@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3437-760X
SPIN 代码: 9921-2190

Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Pharmaceutical Technology with a Course in Medical Biotechnology

俄罗斯联邦, Kalinina Ave, 11, Pyatigorsk, 357532

参考

  1. Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К., Железнякова А.В., Исаков М.А., Кутакова Д.В., Мокрышева Н.Г. Эпидемиология и ключевые клинико-терапевтические показатели сахарного диабета в Российской Федерации в разрезе стратегических целей Всемирной организации здравоохранения. Сахарный диабет. 2025; 28 (1): 4–17 [Dedov I.I., Shestakova M.V., Vikulova O.K., Zheleznyakova A.V., Isakov M.A., Kutakova D.V., Mokrysheva N.G. Epidemiology and key clinical and therapeutic indicators of diabetes mellitus in the Russian Federation in the context of the strategic goals of the World Health Organization. Diabetes mellitus. 2025; 28 (1): 4–17. doi: 10.14341/DM13292 (in Russian)].
  2. Шестакова М.В., Викулова О.К., Железнякова А.В., Кутакова Д.В., Исаков М.А., Мокрышева Н.Г. Сахарный диабет у лиц пожилого возраста: клинико-эпидемиологические характеристики всероссийской когорты пациентов старше 65 лет. Сахарный диабет. 2024; 27 (6): 504–19 [Shestakova M.V., Vikulova O.K., Zheleznyakova A.V., Kutakova D.V., Isakov M.A., Mokrysheva N.G. Diabetes mellitus in the elderly: clinical and epidemiological characteristics of an all-Russian cohort of patients over 65 years old. Diabetes mellitus. 2024; 27 (6): 504–19. doi: 10.14341/DM13261 (in Russian)].
  3. Liu M., Wang R., Hoi M.P.M., Wang Y., Wang S., Li G., Vong C.T., et al. Nano-Based Drug Delivery Systems for Managing Diabetes: Recent Advances and Future Prospects. Int. J. Nanomedicine. 2025; 20: 6221–52. doi: 10.2147/IJN.S508875.
  4. Low C.Y., Gan W.L., Lai S.J., Tam R.S., Tan J.F., Dietl S., Chuah L.H., et al. Critical updates on oral insulin drug delivery systems for type 2 diabetes mellitus. J. Nanobiotechnology. 2025; 23 (1): 16. doi: 10.1186/s12951-024-03062-7.
  5. Martínez-Navarrete M., Pérez-López A., Guillot A.J., Cordeiro A.S., Melero A., Aparicio-Blanco J. Latest advances in glucose-responsive microneedle-based systems for transdermal insulin delivery. Int. J. Biol. Macromol. 2024. 263: 130301. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.130301.
  6. Bakhrushina E.O., Mikhel I.B., Buraya L.M., Moiseev E.D., Zubareva I.M., Belyatskaya A.V., Evzikov G.Y., et al. Implantation of In Situ Gelling Systems for the Delivery of Chemotherapeutic Agents. Gels. 2024; 10 (1): 44. doi: 10.3390/gels10010044.
  7. Abboud H.A., Zelkó R., Kazsoki A. A systematic review of liposomal nanofibrous scaffolds as a drug delivery system: a decade of progress in controlled release and therapeutic efficacy. Drug Deliv. 2025; 32 (1): 2445259. doi: 10.1080/10717544.2024.2445259.
  8. Sarangi M., Padhi S., Rath G. Non-Invasive Delivery of Insulin for Breaching Hindrances against Diabetes. Crit Rev Ther Drug Carrier Syst. 2024; 41 (5): 1-64. doi: 10.1615/CritRevTherDrugCarrierSyst.2023048197.
  9. Tsung T.H., Tsai Y.C., Lee H.P., Chen Y.H., Lu D.W. Biodegradable Polymer-Based Drug-Delivery Systems for Ocular Diseases. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24 (16): 12976. doi: 10.3390/ijms241612976.
  10. McLane V.D., Bergquist I., Cormier J., Barlow D.J., Houseknecht K.L., Bilsky E.J., Cao L. Long-term morphine delivery via slow release morphine pellets or osmotic pumps: Plasma concentration, analgesia, and naloxone-precipitated withdrawal. Life Sci. 2017; 185: 1–7. doi: 10.1016/j.lfs.2017.07.016.
  11. Ghaffari A.A., Matter B.A., Hartman R.R., Bourne D.W.A., Wang Y., Choi S., Kompella U.B. Hot-Melt Extrusion-Based Dexamethasone-PLGA Implants: Physicochemical, Physicomechanical, and Surface Morphological Properties and In Vitro Release Corrected for Drug Degradation. Pharmaceutics. 2024; 16 (7): 895. doi: 10.3390/pharmaceutics16070895.
  12. Akhavein N., Baum M.M., Gunawardana M., Moss J.A., Calvez S., Remedios-Chan M., Fanter R. et al. Parenteral platforms for tunable, long-acting administration of a highly hydrophobic antiretroviral drug. Sci Rep. 2024; 14 (1): 11573. doi: 10.1038/s41598-024-58583-w.
  13. Kottaisamy C.P.D., Raj D.S., Prasanth Kumar V., Sankaran U. Experimental animal models for diabetes and its related complications-a review. Lab Anim Res. 2021; 37 (1): 23–37. doi: 10.1186/s42826-021-00101-4.
  14. Kim J.M. Induction of Diabetes Mellitus Using Alloxan in Sprague Dawley Rats. Cureus. 2024; 16 (6): e63359. doi: 10.7759/cureus.63359.
  15. Gieroba B., Kryska A., Sroka-Bartnicka A. Type 2 diabetes mellitus – conventional therapies and future perspectives in innovative treatment. Biochem Biophys Rep. 2025. 42: 102037. doi: 10.1016/j.bbrep.2025.102037.
  16. Nishida Y., Watada H. The Up-to-date Treatment for Diabetes and Prevention of its Complications. Juntendo Iji Zasshi. 2024; 70 (6): 400–7. doi: 10.14789/ejmj.JMJ24-0030-R.
  17. Roberts C.T., Raabe N., Wiegand L., Kadar Shahib A., Rastegar M. Diverse Applications of the Anti-Diabetic Drug Metformin in Treating Human Disease. Pharmaceuticals (Basel). 2024; 17 (12): 1601. doi: 10.3390/ph17121601.
  18. Cheng M., Ren L., Jia X., Wang J., Cong B. Understanding the action mechanisms of metformin in the gastrointestinal tract. Front Pharmacol. 2024; 15: 1347047. doi: 10.3389/fphar.2024.1347047.
  19. Froldi G. View on Metformin: Antidiabetic and Pleiotropic Effects, Pharmacokinetics, Side Effects, and Sex-Related Differences. Pharmaceuticals (Basel). 2024; 17 (4): 478. doi: 10.3390/ph17040478.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Glycemic profile of animals against the background of a single administration of metformin injection models at a dosage of 30 mg/kg

下载 (172KB)
3. Fig. 2. Glycemic profile of animals against the background of a single administration of metformin injection models at a dosage of 60 mg/kg

下载 (171KB)
4. Fig. 3. Glycemic profile of animals against the background of a single administration of metformin injection models at a dosage of 100 mg/kg

下载 (181KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».