Microcapsules in medicine: review of scientific literature and prospects of application in microencapsulation of anticancer drugs

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Microcapsules are an innovative form of drug delivery into the human body, which has attracted attention due to its great capabilities in various fields of healthcare. These small particles with a special shell have the potential to improve the processes of drug therapy, diagnosis, and treatment of diseases (for example, cancer), during which the effectiveness increases and the toxicity of many drugs decreases. Due to their small size (from 100 to 500 microns), microcapsules can transfer and protect the active components of drugs, ensuring their accurate and targeted delivery to the site of action in the body. Currently, a promising area is the study of microcapsules in which antitumor drugs are placed. The active substance is delivered directly to cancer cells, which increases the concentration of the drug in the tumor and at the same time reduces its effect on healthy tissues. This approach will help improve cancer treatment outcomes and increase the chances of a successful recovery for patients without any dangerous side effects.

The purpose of the work is to analyze modern research related to the microcapsulation of various drugs, especially in the field of oncology.

The literature is analyzed, including scientific domestic and foreign publications that have been written over the past ten years. The analysis of existing studies related to the use of microcapsules in medicine is presented. Some methods of obtaining a new form, its types, and applications in medicine, in particular in oncology, are considered. This review provides valuable information on a variety of research methods and promising uses of a process such as microcapsulation for the delivery of anticancer drugs, and can be one of the important resources for researchers developing new therapeutic approaches, as well as for doctors applying advanced cancer treatments through innovative therapies.

About the authors

A. K. Sapronova

Kursk State Medical University

Author for correspondence.
Email: nastcapronova@mail.ru

Post-graduate Student, Department of Pharmacology

Russian Federation, Kursk

T. A. Denisyuk

Kursk State Medical University

Email: denitatyana@yandex.ru

Dr.Sc. (Med.), Professor of the Department of Pharmacology

Russian Federation, Kursk

O. S. Lositskaya

Tambov State University named after G.R. Derzhavin

Email: lesenok2811@mail.ru

Ph.D. (Biol.), Associate Professor of the Department of Pharmacology and Biochemistry

Russian Federation, Tambov

References

  1. Stepanova Je.F., Kim M.E., Murzagulova K.B. i dr. Mikrokapsuly: perspektivy ispol'zovanija v sovremennoj farmacevticheskoj praktike. Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. 2014; 5: 767.
  2. Bychkova E.S., Sin A.D., Beljakova D.A. i dr. Tendencii razvitija tehnologii mikrokapsulirovanija. Pishhevaja promyshlennost'. 2021; 4: 36–41.
  3. Hishova O.M. Tehnologija poluchenija mikrokapsul suhogo rastitel'nogo syr'ja. Vestnik farmacii. 2022; 5: 63–67.
  4. Semkina O.A., Dzhavahjan M.A., Beloshapkina O.M., Gromakova A.I. Tehnologicheskie aspekty poluchenija mikrokapsul substancij rastitel'nogo proishozhdenija. Voprosy biologicheskoj, medicinskoj i farmacevticheskoj himii. 2021; 5: 5–14.
  5. Maksimov A.L., Antonov S.V., Alieva L.A. i dr. Mikrokapsulirovanie: obzor koncepcij, metodov i perspektiva ispol'zovanija v processah neftegazovoj i himicheskoj otrasli. Specializirovannyj zhurnal Burenie & Neft'. 2023; 1: 18–32.
  6. Ortiz M., Jornada D.S., Pohlmann A.R. et al. Development of Novel Chitosan Microcapsules for Pulmonary Delivery of Dapsone: Characterization, Aerosol Performance, and in vivo Toxicity Evaluation. AAPS PharmSciTech. 2015; 16(5): 1033–1040.
  7. Di Natale C., Lagreca E., Panzetta V. et al. Morphological and Rheological Guided Design for the Microencapsulation Process of Lactobacillus paracasei CBA L74 in Calcium Alginate Microspheres. Front Bioeng Biotechnol. 2021; 9: 49–57.
  8. Polkovnikova Ju.A., Kovaljova N.A. Sovremennye issledovanija v oblasti mikrokapsulirovanija obzor. Razrabotka i registracija lekarstvennyh sredstv. 2021; 2: 50–61.
  9. Kia S.J., Basirat M., Saedi H.S. et al. A. Effects of nanomicelle curcumin capsules on prevention and treatment of oral mucosits in patients under chemotherapy with or without head and neck radiotherapy: a randomized clinical trial. BMC Complement Med Ther. 2021; 21(1): 232–243.
  10. Coelho S. C., Estevinho B. N., Rocha F. Recent Advances in Water-Soluble Vitamins Delivery Systems Prepared by Mechanical Processes (Electrospinning and Spray-Drying Techniques) for Food and Nutraceuticals Applications-A Review. Foods. 2022; 11(9): 1271–1288.
  11. Jannasari N., Fathi M., Moshtaghian S. et al. Microencapsulation of vitamin D using gelatin and cress seed mucilage: Production, characterization and in vivo study. Int J Biol Macromol. 2019; 129: 972–979.
  12. Lipatov V.A., Grehneva E.V., Voronkova E. I. i dr. Vybor polimerov dlja mikrokapsulirovanija po rezul'tatam ocenki reakcii tkanej laboratornyh zhivotnyh na ih vnutrimyshechnoe vvedenie. Zdorov'e i obrazovanie v XXI veke. 2016; 1: 145–147.
  13. Lipatov V.A., Grehneva E.V., Mezenceva I.V. i dr. Ocenka reakcii tkanej laboratornyh zhivotnyh na vnutrimyshechnoe vvedenie obolochek mikrokapsul na osnove. Polimerov al'ginata natrija, guarovoj kamedi, polivinilpirrolidona kak nositelja lekarstvennyh veshhestv dlja lechenija i profilaktiki hirurgicheskih zabolevanij. Verhnevolzhskij medicinskij zhurnal. 2015; 1: 22‒26.
  14. Drjomova N.B., Bereznikova R.E., Mal' G.S. i dr. Logiko-semanticheskij analiz sovremennoj terminologii lekarstvennyh preparatov monoklonal'nyh antitel. Kollekcija gumanitarnyh issledovanij. 2018; 2: 14–22.
  15. Oseni B.A., Azubuike C.P., Okubanjo O.O. et al. Encapsulation of Andrographolide in poly(lactide-co-glycolide) Nanoparticles: Formulation Optimization and in vitro Efficacy Studies. Front Bioeng Biotechnol. 2021; 9: 7–20.
  16. Navolokin N., Lomova M., Bucharskaya A. et al. Antitumor Effects of Microencapsulated Gratiola officinalis Extract on Breast Carcinoma and Human Cervical Cancer Cells in vitro. Materials (Basel). 2023; 16(4): 1470–1484.
  17. Gileva A., Trushina D., Yagolovich A. et al. Doxorubicin-Loaded Polyelectrolyte Multilayer Capsules Modified with Antitumor DR5-Specific TRAIL Variant for Targeted Drug Delivery to Tumor Cells. Nanomaterials (Basel). 2023; 13 (5): 902–921.
  18. Dwivedi P., Yuan S., Han S. et al. Core-shell microencapsulation of curcumin in PLGA microparticles: programmed for application in ovarian cancer therapy. Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2018; 46(3): 481–491.
  19. Abdelaziz H. M., Elzoghby A. O., Helmy M. W. et al. Inhalable Lactoferrin/Chondroitin-Functionalized Monoolein Nanocomposites for Localized Lung Cancer Targeting. ACS Biomater Sci Eng. 2020; 6(2): 1030–1042.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

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».