🔧На сайте запланированы технические работы
25.12.2025 в промежутке с 18:00 до 21:00 по Московскому времени (GMT+3) на сайте будут проводиться плановые технические работы. Возможны перебои с доступом к сайту. Приносим извинения за временные неудобства. Благодарим за понимание!
🔧Site maintenance is scheduled.
Scheduled maintenance will be performed on the site from 6:00 PM to 9:00 PM Moscow time (GMT+3) on December 25, 2025. Site access may be interrupted. We apologize for the inconvenience. Thank you for your understanding!

 

Development of a thermo-sensitive in situ nasal gel with nanoparticles of poly(lactic-co-glycolic) acid copolymer containing favipiravir

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Introduction. Favipiravir is a selective inhibitor of viral RNA polymerase with a broad spectrum of antiviral activity; however, its low aqueous solubility results in reduced oral bioavailability. Therefore, the development of new delivery systems, such as thermosensitive nasal in situ gels, is necessary.

The purpose of the work. To develop and characterize thermosensitive in situ gels based on P407 and P188 for intranasal delivery.

Material and methods. Favipiravir-loaded PLGA nanoparticles were prepared using nanoprecipitation. Particle diameter was deter- mined using dynamic light scattering (DLS) at 25 °C. Thermosensitive gels were prepared using the cold method with varying P407 concentrations and varying the P407/P188 ratio. Rheological properties were measured using a SmartPave 102 rheometer at 10–40 °C and a heating rate of 0.05 °C/sec. In vitro release studies were conducted using a DHC-6T transdermal diffusion tester in phosphate buffer, pH 6.4, at 37 °C, with samples analyzed at six time points using UV spectrophotometry.

Results. The average diameter of favipiravir-loaded PLGA nanoparticles was 168.14±3.49 nm, a suitable size for intranasal delivery via the nose-to-brain mechanism. In situ temperature-sensitive gel studies revealed that as the P407 concentration increased from 18 to 25% by weight, the Tsol-gel decreased from 29.04±0.63 °C to 21.84±0.19 °C. The addition of P188 at an 8/2 ratio (P407/P188) significantly increased the T in the sol-gel by 6.64–8.38 °C compared to systems without P188. The favipiravir release profile from the API suspension was characterized by rapid release (46% in 5 min, 72% in 10 min); from PLGA nanoparticles, by delayed release (17– 29% in 5–10 min, 94% in 120 min); and from the in situ gel with nanoparticles, by the most prolonged release (3–9% in 5–10 min, 65% in 120 min).

Conclusion. An intranasal delivery system consisting of PLGA nanoparticles loaded with favipiravir in a thermosensitive in situ gel ma- trix based on P407 and P188 was developed. A dual release control mechanism (polymer degradation and delayed diffusion from the gel matrix) provides a pronounced prolonged effect.

About the authors

V. S. Derkach

D.I. Mendeleyev University of Chemical Technology

Author for correspondence.
Email: derkach.v.s@muctr.ru
ORCID iD: 0009-0007-3508-2586
SPIN-code: 1967-2548

Junior Research Scientist, Laboratory for the Development of Innovative Nasal and Inhalation Drugs

Russian Federation, 9, building 1, Miusskaya Ploshchad, Moscow, 125047

M. G. Gordienko

D.I. Mendeleyev University of Chemical Technology

Email: gordienko.m.g@muctr.ru
ORCID iD: 0000-0002-8485-9861
SPIN-code: 7148-5640

Dr.Sc. (Eng.), Associate Professor, Professor of the Department of Chemical and Pharmaceutical Engineering

Russian Federation, 9, building 1, Miusskaya Ploshchad, Moscow, 125047

References

  1. Manabe T., Kambayashi D., Akatsu H. et al. Favipiravir for the treatment of patients with COVID-19: a systematic review and meta-analysis. BMC infectious diseases. 2021; 21(1): 489. doi: 10.1186/s12879-021-06164-x.
  2. Li H., Wang L., Xie G. et al. Cocrystals of favipiravir: improved physicochemical properties and solution stability study. Crystal Growth & Design. 2023; 23(12): 8656–8669. doi: 10.1021/acs.cgd.3c00805.
  3. Madden S., Carrazana E., Rabinowicz A.L. Optimizing absorption for intranasal delivery of drugs targeting the central nervous system using alkylsaccharide permeation enhancers. Pharmaceutics. 2023; 15(8): 2119. doi: 10.3390/pharmaceutics15082119.
  4. Wu H., Li C., Yuan H. et al. Brain Delivery Strategies for Biomacromolecular Drugs: Intranasal Administration. International Journal of Nanomedicine. 2025; 6463–6487. doi: 10.2147/IJN.S520768.
  5. Surya N., Bhattacharyya S. PLGA – the smart polymer for drug delivery. Pharmacy & Pharmacology. 2021; 9(5): 334-345. (In Russ.). doi: 10.19163/2307-9266-2021-9-5-334-345.
  6. Sapelnikov M.D., Nikolskaya E.D., Morozova N.B. et al. Development of the technology for obtaining PLGA and dipropoxybateriopurpurinimide-based nanoparticles. Evaluation of physicochemical and biological properties of the obtained delivery system. Biomedical Photonics. 2019; 8(1): 4–17. (In Russ.). doi: 10.24931/2413-9432-2019-8-1-4-17.
  7. Filatova E.V. Lekarstvenny`e sistemy` protivoopuxolevogo dejstviya na osnove mikrosfer iz poli-3-oksibutirata: Dis. … kand. biol. nauk. Moskva. 2019. (In Russ.).
  8. Bochkov P.O., Shevchenko R.V., Litvin A.A. et al. Factors, effecting on drug bioavailability. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. 2016; (1): 12–20. (In Russ.).
  9. Balabanyan V.Y., Gelperina S.E. Osnovnye mekhanizmy dostavki lekarstvennykh veshchestv v mozg s pomoshch'yu polimernykh nanochastic. Farmakokinetika i Farmakodinamika. 2012; 2: 3–9. (In Russ.).
  10. Karve S., Werner M.E., Cummings N.D. et al. Formulation of diblock polymeric nanoparticles through nanoprecipitation technique. Journal of visualized experiments: JoVE. 2011; 55: 3398. doi: 10.3791/3398.
  11. Gandhi S., Shastri D.H., Shah J. et al. Nasal Delivery to the Brain: Harnessing Nanoparticles for Effective Drug Transport. Pharmaceutics. 2024; 16(4): 481. doi: 10.3390/pharmaceutics16040481.
  12. Bakhrushina E.O., Mikhel I.B., Kondratieva V.M. et al. In situ gels as a modern method of intranasal vaccine delivery. Problems of Virology. 2022; 67(5): 395–402. (In Russ.). doi: 10.36233/0507-4088-139.
  13. Gattani V., Dawre S. Development of favipiravir loaded PLGA nanoparticles entrapped in in-situ gel for treatment of Covid-19 via nasal route. Journal of drug delivery science and technology. 2023; 79: 104082. doi: 10.1016/j.jddst.2022.104082
  14. Riaz M., Zaman M., Hameed H. et al. Lamotrigine-Loaded Poloxamer-Based Thermo-Responsive Sol–Gel: Formulation, In Vitro Assessment, Ex Vivo Permeation, and Toxicology Study. Gels. 2023; 9(10): 817. doi: 10.3390/gels9100817.
  15. Hirun N., Kraisit P., Tantishaiyakul V. Thermosensitive Polymer Blend Composed of Poloxamer 407, Poloxamer 188 and Polycarbophil for the Use as Mucoadhesive In Situ Gel. Polymers. 2022; 14(9): 1836. doi: 10.3390/polym14091836.
  16. Bahryushina E.O., Pomyutkina M.V., Popova A.A., Khodenok A.I., Demina N.B. Study of poloxamer 188 and polyethylene glycols influence on in situ systems thermoreversible properties. Problems of biological, medical and pharmaceutical chemistry. 2022; 25(10): 20–25. (In Russ.). doi: 10.29296/25877313-2022-10-00.

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».