Specific efficiency of microemulsion matrix transdermal delivery system of insulin (experimental model of diabetes mellitus typeI)

Aim. To study the specific activity of the microemulsion form of the matrix insulin transdermal delivery system in vivo on the experimental streptozotocin model of type I diabetes.

Materials and methods. Male rats (n = 25) were randomized to the experimental and control groups. TDS insulin with a microemulsion composition was applicated to the animals of the experimental group (n = 15) for 4 days with daily replacement of TDS and control of the glycemia level. The glycemia level of the control group rats (n = 10) was determined throughout the experiment. The blood glucose concentration was measured using glucometer One Touch Select (USA).

Results. The average blood glucose level in experimental group was 28.4 ± 2.3 mmol/l before application of TDS insulin. The average glycemic index was 21.2 ± 3.1 mmol/l (p < 0.001) during of TDS application. The blood glucose decrease was 26 ± 8% relative to baseline values. The glycemia was 28.4 ± 1.4 mmol/l in the control group rats throughout the experiment.

Conclusion. A significant decrease of blood glucose level with TDS insulin application in rats with experimental type 1 diabetes demonstrates the existence of the specific activity of the microemulsion matrix transdermal delivery system of insulin.

1. Harneet M, Tarun G, Amit KG, Goutam R. Permeation enhancer strategies in transdermal drug delivery. Drug Delivery, 2016; 23 (2): 564–578. doi: 10.3109/10717544.2014.935532.

2. Ashok KT, Bharti S, Subheet J. Innovations in Transdermal Drug Delivery: Formulations and Techniques. Recent Patents on Drug Delivery and Formulation. 2007; 1: 23–36.

3. Kalghatgi S, Antonakas DP, Tsai T-Ch, Gray RL at al. Transdermal delivery of DNA Vaccines using non-thermal plasma // Patent US no. 2015/0151135 А1.

4. Chanda S, Bagga M, Tiwari RK. Microneedles in transdermal drug delivery: an unique painless option. International research journal of pharmacy. 2011; 2 (4): 72–78.

5. Karande P, Mitragotri S. Enhancement of transdermal drug delivery via synergistic action of chemicals. Biochim. Biophys. Acta. 2009; 1788 (11): 2362–2373. doi: 10.1016/j.bbamem.2009.08.015.

6. Kogan A, Garti N. Microemulsions as transdermal drug delivery vehicles. Adv. Colloid Interface Sci. 2006; 123– 126: 369–385.

7. Кузнецова ЕГ, Рыжикова ВА, Саломатина ЛА, Севастьянов ВИ. Исследование характеристических параметров микроэмульсионной композиции для трансдермальной доставки инсулина. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2017; 2 (19): 34–40. Kuznetsova EG, Ryizhikova VA, Salomatina LA, Sevastyanov VI. Issledovanie harakteristicheskih parametrov mikroemulsionnoy kompozitsii dlya transdermalnoy dostavki insulina. Razrabotka i registratsiya lekarstvennyih sredstv. 2017; 2 (19): 34–40.

8. Пат. 2481822 РФ, АНО «ИМБИИТ». Микроэмульсионные композиции для создания трансдермальных и трансмукозальных форм фармацевтических средств и косметических препаратов и способ их получения / Заявитель и патентообладатель Автономная некоммерческая. организация «Институт медико-биологических исследований и технологий» – заявка № 2012106092; заявл. 21.02.2012; опубл. 20.05.1013. ANO «IMBIIT». Mikrojemul’sionnye kompozicii dlja sozdanija transdermal’nyh i transmukozal’nyh form farmacevticheskih sredstv i kosmeticheskih preparatov i sposob ih poluchenija. Patent RF, no. 2481822, 2012.

9. Блюмкин ВН, Скалецкий НН, Кирсанова ЛА, Ткаченко AВ, Петрова ИА, Бабикова РА. Культуры островковых клеток поджелудочной железы и их трансплантация. Материалы III Всесоюзного совещания «Культивирование клеток животных и человека». Пущино; 1992; 16–23. Blyumkin VN, Skaletskiy NN, Kirsanova LA, Tkachenko AV, Petrova IA, Babikova RA. Kulturyi ostrovkovyih kletok podzheludochnoy zhelezyi i ih transplantatsiya. Materialy III Vsesouznogo soveschaniya «Kultivirovanie kletok zhivotnyih i cheloveka». Puschino; 1992; 16–23.

10. Великий ДА, Закирьянов АР, Клименко ЕД, Кобозева ЛП, Мичунская АБ, Поздняков ОМ. Коррекция аутоиммунных механизмов развития сахарного диабета 1-го типа методами клеточной терапии. Вестник Российской академии медицинских наук. 2010; 9: 34–42. Velikiy DA, Zakiryanov AR, Klimenko ED, Kobozeva LP, Michunskaya AB, Pozdnyakov OM. Korrektsiya autoimmunnyih mehanizmov razvitiya saharnogo diabeta 1-go tipa metodami kletochnoy terapii. Vestnik Rossiyskoy akademii meditsinskih nauk. 2010; 9: 34–42.

11. Скалецкий НН, Фатеева НЛ, Сухих ГТ, Молнар ЕМ. Трансплантация культур островковых клеток фетальной поджелудочной железы в лечении инсулинзависимого сахарного диабета. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1994; 4: 356–363. Skaletskiy NN, Fateeva NL, Suhih GT, Molnar EM. Transplantatsiya kultur ostrovkovyih kletok fetalnoy podzheludochnoy zhelezyi v lechenii insulinzavisimogo saharnogo diabeta. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsinyi. 1994; 4: 356–363.

12. Смирнова ОМ, Горелышева ВА, Дедов ИИ. Фазы ремиссии при впервые выявленном инсулинзависимом сахарном диабете. Сахарный диабет. 1999; 1: 9–12. Smirnova OM, Gorelyisheva VA, Dedov II. Fazyi remissii pri vpervyie vyiyavlennom insulinzavisimom saharnom diabete. Saharnyiy diabet. 1999; 1: 9–12.