药物动力学模型数学建模

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服药问题数学建模

服药问题数学建模

服药问题数学建模摘要:一、引言:介绍服药问题的重要性和数学建模的应用二、服药问题的数学模型1.药物动力学模型2.药物代谢动力学模型3.给药方案的优化三、数学建模在服药问题中的应用1.个性化给药方案2.药物相互作用研究3.药物安全性评估四、案例分析:具体阐述数学建模在服药问题的解决五、结论:总结服药问题的数学建模的意义和展望正文:一、引言服药问题在医学领域中具有重要地位,不仅关乎患者的治疗效果,还直接影响到患者的生活质量。

传统的药物治疗主要依赖医生的经验和患者反馈,但随着数学建模技术的发展,我们可以通过建立数学模型来优化药物治疗方案,提高治疗效果。

本文将从药物动力学模型、药物代谢动力学模型以及给药方案的优化等方面介绍服药问题的数学建模方法,并结合具体案例分析,阐述数学建模在服药问题中的应用价值。

二、服药问题的数学模型1.药物动力学模型药物动力学模型主要研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程,建立药物在体内的浓度与时间之间的关系。

通过药物动力学模型,我们可以了解药物在体内的变化规律,为给药方案的制定提供依据。

2.药物代谢动力学模型药物代谢动力学模型主要研究药物在体内的代谢过程,包括药物的生物转化、药物代谢产物的生成和排泄等。

建立药物代谢动力学模型有助于我们了解药物在体内的代谢途径和速度,为药物相互作用研究和个体化给药方案的制定提供依据。

3.给药方案的优化给药方案的优化是服药问题数学建模的核心任务之一,其目标是在保证药物疗效的前提下,减少药物的不良反应和个体差异。

通过建立数学模型,我们可以对给药剂量、给药间隔时间等参数进行优化,以实现个体化给药。

三、数学建模在服药问题中的应用1.个性化给药方案数学建模技术可以帮助医生制定个性化给药方案,提高药物治疗的效果。

通过分析患者的个体差异,如药物代谢酶的表达水平、药物转运蛋白的活性等,我们可以调整给药剂量和给药间隔时间,以实现最佳治疗效果。

2.药物相互作用研究数学建模技术还可以用于研究药物之间的相互作用,预测药物在体内的协同作用或拮抗作用。

药物的药物动力学模型建立与评价

药物的药物动力学模型建立与评价

药物的药物动力学模型建立与评价药物动力学是研究药物在体内吸收、分布、代谢和排泄等过程的科学,通过建立药物动力学模型可以揭示药物在体内的行为以及与药效之间的关系。

本文将讨论药物动力学模型的建立和评价方法。

一、药物动力学模型的建立药物动力学模型的建立是通过对药物在体内的动力学过程进行数学建模,具体步骤如下:1. 数据收集:通过实验或临床观察获取药物在体内的浓度数据。

2. 模型假设:根据药物在体内的特性和机制,假设药物服用后符合一定的分布、代谢和排泄规律。

3. 模型建立:根据数据收集的结果和模型假设,选择合适的数学模型来描述药物在体内的动力学过程。

4. 模型参数估计:利用统计学方法,对模型的未知参数进行估计,以获得与观测数据最拟合的模型参数。

5. 模型验证:将估计得到的参数代入模型,与独立的数据进行比较,验证模型的可靠性和适用性。

6. 模型优化:根据验证结果,对模型进行优化,以提高模型的准确性和预测能力。

二、常用的药物动力学模型常用的药物动力学模型包括一室模型、两室模型和非线性模型等。

1. 一室模型(单室模型):一室模型假设药物在体内均匀分布,只有一种速度常数用来描述药物的消除速率。

这种模型适用于药物的分布、代谢和排泄速率较为一致的情况。

2. 两室模型(双室模型):两室模型假设药物在体内存在分布和消除两个隔室,需要两种不同的速度常数来描述药物的消除过程。

这种模型适用于药物在体内存在不同组织间分布不均和代谢速率不同的情况。

3. 非线性模型:非线性模型考虑药物在体内动力学过程中存在浓度依赖的现象,通常采用麦克尔-门特就Navier-Stokes方程来描述药物的动力学。

这种模型适用于药物在体内存在饱和性吸收或代谢的情况。

三、药物动力学模型的评价药物动力学模型的评价是为了检验模型的可靠性和适用性,常用的评价指标包括残差分析、预测误差和模型选择准则等。

1. 残差分析:残差是观测值与模型预测值之间的差异,通过对残差进行统计分析,可以评估模型的拟合程度和误差分布是否符合假设。

药物动力学模型 数学建模

药物动力学模型 数学建模

药物动力学模型一般说来,一种药物要发挥其治疗疾病得作用,必须进入血液,随着血流到达作用部位。

药物从给药部位进入血液循环得过程称为药物得吸收,而借助于血液循环往体内各脏器组织转运得过程称为药物得分布。

药物进入体内以后,有得以厡型发挥作用,并以厡型经肾脏排出体外;有得则发生化学结构得改变--称为药物得代谢。

代谢产物可能具有药理活性,可能没有药理活性。

不论就是厡型药物或其代谢产物,最终都就是经过一定得途径(如肾脏、胆道、呼吸器官、唾液腺、汗腺等)离开机体,这一过程称为药物得排泄。

有时,把代谢与排泄统称为消除。

药物动力学(Pharmacokinetics)就就是研究药物、毒物及其代谢物在体内得吸收、分布、代谢及排除过程得定量规律得科学。

它就是介于数学与药理学之间得一门新兴得边缘学科。

自从20世纪30年代Teorell为药物动力学奠定基础以来,由于药物分析技术得进步与电子计算机得使用,药物动力学在理论与应用两方面都获得迅速得发展。

至今,药物动力学仍在不断地向深度与广度发展。

药物动力学得研究方法一般有房室分析;矩分析;非线性药物动力学模型;生理药物动力学模型;药物药效学模型。

下面我们仅就房室分析作一简单介绍。

为了揭示药物在体内吸收、分布、代谢及排泄过程得定量规律,通常从给药后得一系列时间(t) 采取血样,测定血(常为血浆,有时为血清或全血)中得药物浓度( C );然后对血药浓度——时间数据数据(C ——t数据)进行分析。

一一室模型最简单得房室模型就是一室模型。

采用一室模型,意味着可以近似地把机体瞧成一个动力学单元,它适用于给药后,药物瞬间分布到血液、其它体液及各器官、组织中,并达成动态平衡得情况。

下面得图(一)表示几种常见得给药途径下得一室模型,其中C代表在给药后时间t 得血药浓度,V代表房室得容积,常称为药物得表观分布容积,K代表药物得一级消除速率常数,故消除速率与体内药量成正比,D代表所给刘剂量。

图(a)表示快速静脉注射一个剂量D,由于就是快速,且药物直接从静脉输入,故吸收过程可略而不计;图(b)表示以恒定得速率K,静脉滴注一个剂量D;若滴注所需时间为丅,则K=D/丅。

药物动力学模型 数学建模

药物动力学模型 数学建模
这表明在一室模型的情况下,将实测的C_t数据在以t为横轴, 为纵轴的坐标系上作图,各个数据点应呈直线散布趋势。据此,用图测法或最小二乘法拟合一条直线,其斜率为K,截距为 ,于是K和 便可求得。当然,如果数据点的散布明显地不是呈直线趋势,则可断言不宜采用一室模型来解释该药物在快速静脉注射时的体动力学过程。在实际应用中,表征药物消除快慢常用的参数是生物半衰期,记为 /2,它是指药物浓度降至原定值的一半所需的时间。在方程(3)中令t= /2,C = /2,可得
………………(5.4)
可见半衰期是常数,且与消除速率常数成反比。
例如,给一名志愿者一次静脉注射某药物100mg,测得给药后一些时刻的血药浓度见下表,和在坐标系上作出各数据点,它们是呈直线散布趋势,故可采用一室模型。
一次静注100mg所得数据
t (h)
C( )
lnC
tlnC
0.5
2
3
6
12
24
5.52
药物动力学模型
一般说来,一种药物要发挥其治疗疾病的作用,必须进入血液,随着血流到达作用部位。药物从给药部位进入血液循环的过程称为药物的吸收,而借助于血液循环往体各脏器组织转运的过程称为药物的分布。
药物进入体以后,有的以厡型发挥作用,并以厡型经肾脏排出体外;有的则发生化学结构的改变--称为药物的代。代产物可能具有药理活性,可能没有药理活性。不论是厡型药物或其代产物,最终都是经过一定的途径(如肾脏、胆道、呼吸器官、唾液腺、汗腺等)离开机体,这一过程称为药物的排泄。有时,把代和排泄统称为消除。
假如t=丅时,所给剂量D滴注完毕,则此后的血药浓度便按静注射时的规律下降(如图二),
不过此时初始浓度为 ,故滴注停止后的C一t方程(为区别起见,特记为 )如下:

药物动力学数学模型

药物动力学数学模型

话输材力摩敛裁携型一、一室模型对于某个体积V内的药物x (t)为t时刻体内药物的总最,V。

与W表示药物的输入与消除速率假设:药物的消除是一级过程,h为一级消除速率常数,则Vi=kiX,詈=vO — vl = vO — klx (*)1、快速静脉注射一室模型剂量DO瞬间输入到房室内,忽略其吸收过程,利用(*)式,有:= —klx, x (0)二Do,解得,dtx= DOe~klt(1) 两边同除以表观的分布容积V, C (t) =x/V, Co=C (0)二D°/V,则有: C =DO/Ve~klt取特殊情况:D0=2, kl=0. 1其图像为:2、恒速静脉滴注一室模型首先是药物以恒定的速率进入%进入室内,v。

二姑,由(*)式冬=kO-klx, x (0) =0,解得,dtX岸(3) kl两边同除以表观分布容积V,得到体积学药浓度,趋于一个稳定水平Css, 称为坪浓度,X=^77 (1 —e~klt) Css=limC (t)二岁(4)kiv kiv取特殊情况"0.2 , kx=O. 1 其图像为:3. 口服或肌肉注射的一室模型假定药物的吸收和消除都是一级速率,吸收的速率常数为ka 消除的速率 为kl 吸收室的药量为Z (t)中心室的药量为X (t)由(*)式建立模型 得J Z=-KaZ z(O)=FD 0 | X^kaZ-kaX消去Z 有特征方程求得特解,记C(t) =x/v,得中心室的血药浓度,即取特殊情况 D0=2 , F=0. 7 , ka 二0.2 , kl=0. 1其图像为:一室模型一室模型要求药物进入体循坏之后迅速完成体内分布,卅实上大筝数药物进入血液2.01.51.0Q.50.7 0.60.5 0.40.30.20.13040(5)kaFDO ka-kl(严t_g7at), C (t)=kaFDO g-kl 「V(6)循环之需要一定时间后只是向部分脏器组织运送较快,瞬间达到平衡;而向另外一些脏器组织运送较慢,达到分布上的动态平衡需要一定的时间。

药物代谢动力学的建模与仿真研究

药物代谢动力学的建模与仿真研究

药物代谢动力学的建模与仿真研究药物代谢动力学是研究药物在生物体内代谢过程的一门学科,它对于药物疗效的评估以及给药方案的制定具有重要的意义。

本文将探讨药物代谢动力学的建模方法和仿真研究,在此基础上分析其在药物治疗中的应用。

一、药物代谢动力学建模方法药物代谢动力学建模是通过数学模型对药物在生物体内的代谢过程进行定量描述和预测。

常用的建模方法包括生理药动学模型、药物药效动力学模型以及机器学习等。

1. 生理药动学模型生理药动学模型是基于生理学原理建立的模型,主要考虑药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄(ADME)过程。

其中,最常用的生理药动学模型是多室模型,它将生物体内划分为多个组织或器官,通过描述药物在各个组织间的转移和代谢来预测药物的浓度变化。

2. 药物药效动力学模型药物药效动力学模型描述了药物与受体之间的相互作用,进一步反映了药物疗效与药物浓度之间的关系。

最典型的药效动力学模型是Emax模型,它通过拟合实验数据来确定药物的最大效应(Emax)和药物浓度与效应之间的关系。

3. 机器学习方法机器学习方法利用大量的数据和算法来构建预测模型,这种方法不依赖于特定的生理学知识,具有一定的灵活性和广泛性。

其中,支持向量机(SVM)和人工神经网络(ANN)等方法在药物代谢动力学中得到了广泛的应用。

二、药物代谢动力学仿真研究药物代谢动力学的仿真研究是通过建立的数学模型,模拟药物在生物体内的代谢过程和药效,以预测药物的疗效、副作用和剂量选择等问题。

1. 药物代谢模拟药物代谢模拟是基于建立的药物代谢动力学模型,通过改变药物的给药途径、剂量和给药方案等参数,预测药物在体内的代谢过程和浓度变化。

这样可以帮助医生和药理学研究人员评估药物剂量、给药频次和剂型等因素对药物疗效的影响。

2. 药物药效模拟药物药效模拟用于预测药物的疗效和副作用。

通过模拟药物与受体之间的相互作用和药物浓度与效应之间的关系,可以评估药物的疗效水平,为合理的药物治疗方案提供参考。

基本医疗保险药品的药物药物动力学模型

基本医疗保险药品的药物药物动力学模型

基本医疗保险药品的药物药物动力学模型基本医疗保险药品的药物动力学模型药物动力学是研究药物在人体内吸收、分布、代谢和排泄的过程以及与时间和剂量的关系的学科。

在基本医疗保险制度下,药物动力学模型的建立和应用能够为医保药品的安全合理使用提供科学依据。

本文将介绍基本医疗保险药品的药物动力学模型及其在药物研发和临床应用中的意义。

一、药物动力学模型的基本概念在药物动力学研究中,药物动力学模型是对药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程进行数学建模的方法。

常见的药物动力学模型包括生物利用度模型、血浆药物浓度-时间曲线模型和药效学模型等。

1. 生物利用度模型生物利用度(bioavailability)是指药物进入体内循环系统的程度。

生物利用度模型通过计算口服给药后药物在体内的吸收速率和口服给药后的血药浓度来评估药物的生物利用度。

常用的生物利用度模型有级制溶解模型和非级制溶解模型。

2. 血浆药物浓度-时间曲线模型血浆药物浓度-时间曲线模型(plasma drug concentration-time curve model)是研究药物在体内分布和消除的重要工具。

该模型通过采集药物给药后不同时间点的血浆样本,并测定其中药物的浓度,绘制出药物浓度随时间变化的曲线。

根据曲线的形状和参数,可以评估药物在体内的分布和消除速率等指标。

3. 药效学模型药效学模型用于研究药物的药效与药物浓度之间的关系。

常用的药效学模型包括药效动力学模型和药效关系模型。

药效动力学模型研究药物的疗效随药物浓度和时间的变化而变化的规律,而药效关系模型则用于描述药物剂量与疗效之间的关系。

二、药物动力学模型的意义与应用药物动力学模型在医疗保险药品的研发和临床应用中具有重要意义。

1. 药物研发药物动力学模型可以用于预测药物的生物利用度、药物浓度-时间曲线和药效等信息,从而指导药物研发过程中的药物选择和剂型设计。

通过建立适当的模型,可以预测药物的药代动力学参数,为药物的临床试验和上市提供科学依据。

药物治疗的药物动力学建模与仿真

药物治疗的药物动力学建模与仿真

药物治疗的药物动力学建模与仿真药物动力学建模与仿真是一种重要的工具,用于研究药物在人体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。

通过建立数学模型,可以预测药物在不同组织和器官中的浓度变化,并帮助优化药物治疗方案。

本文将探讨药物动力学建模与仿真的基本原理、应用领域以及未来的发展方向。

一、药物动力学建模的基本原理药物动力学建模是基于药物在人体内的吸收、分布、代谢和排泄(ADME)过程建立的数学模型。

这些过程可以用一系列微分方程来描述,其中包括药物的质量守恒关系、组织间的传输和转化、以及药物与受体的相互作用等。

通过求解这些微分方程,可以得到药物在不同组织和器官中的浓度随时间的变化规律。

药物动力学建模的基本原理可以总结为以下几个方面:1. 药物质量守恒:根据药物在不同组织和器官中的转移和转化过程,建立质量守恒方程,描述药物质量的增加和减少。

2. 组织间传输和转化:考虑药物在组织间的转移和转化过程,建立传输和转化方程,描述药物在组织间的传递和转化。

3. 药物与受体相互作用:考虑药物与受体的结合和解离过程,建立受体方程,描述药物与受体的相互作用。

4. 参数估计:通过实验数据拟合模型参数,优化模型的适应性和预测能力。

二、药物动力学建模的应用领域药物动力学建模在临床药物研究和药物治疗优化中具有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域:1. 肿瘤治疗:药物动力学建模可以帮助优化肿瘤治疗方案,包括药物的剂量和给药方案的设计。

通过模拟药物在肿瘤组织中的浓度分布,可以预测药物对肿瘤的疗效和毒副作用。

2. 药物代谢研究:药物动力学建模可以帮助理解药物在人体内的代谢过程,包括药物的代谢途径和代谢产物的生成。

通过模拟药物在不同代谢酶亚型中的代谢速率,可以评估药物的药代动力学特征。

3. 药物相互作用:药物动力学建模可以预测不同药物之间的相互作用,包括药物之间的相互影响和对药物疗效的影响。

通过模拟药物在体内的相互作用,可以评估联合用药方案的安全性和效果。

数学模型-药动学

数学模型-药动学
kt
k1e
k1t
e
( k1 k ) t
k1 / k
t
口服给药
多一个吸收过程。
多两个直接参数:
记k1吸收速率常数,其值越大,表 示吸收越快;
记F (0 ≤ F ≤ 1)为药物被吸收百分 数,例如F=0.8,表示80%被吸收。
设吸收部位(胃肠道)的药量为x1 口服剂量为D 模型:dx1/dt=Q1-Q2=- k1x1
x1(0)=FD
解:x1=FDe-k1t
二室模型 药物 吸收 中央室 外周室 消除
一室模型建立
系统内部的量=进入系统的量- 排出系统的量 两边求导: 系统内量的变化率 dX/dt=Q1-Q2 =系统输入量变化率 - 系统输出量变化率
Q1 X dx/dt Q2
一级速率过程:输出量的变化率与当时系统内的量成比 Q2=kx
1.静脉注射

药动学

药物经过吸收进入体内,并随血流分布, 透过生物膜进入靶组织与受体结合,从而 产生药理作用,作用结束后,药物从体内 消除。该过程可通过建立数学模型,求算 相应的药物代谢动力学参数,对药物在体 内过程进行预测。
浓度 组织 吸收 药物 消除 药动学 药效学 分布 靶器官 效应
血液系统
药动学应用
)e
kt
De (1 e e xn (t ) De [1 e
kt k
2 k
) e
( n 1) k
e
2 k
]
1 e kt D e k 1 e
nk
1 e kt xn (t ) D e k 1 e nk 1 e kt cn (t ) c0 e k 1 e

药物的药物动力学与药效学建模

药物的药物动力学与药效学建模

药物的药物动力学与药效学建模药物动力学与药效学建模是药物研究与开发领域中重要的工具和技术,它们可以帮助我们理解药物在人体内的行为和影响,为新药发现、剂量优化以及治疗方案设计提供依据。

本文将介绍药物动力学与药效学建模的基本概念、方法和应用。

一、药物动力学建模1. 什么是药物动力学建模药物动力学建模是研究药物在机体内吸收、分布、代谢和排泄过程的数学模型。

通过建立药物在体内的浓度-时间曲线模型,可以quantifiable地描述药物的吸收速率、药物浓度的变化以及药物的代谢和排泄。

2. 药物动力学建模的基本步骤(1)模型建立:根据药物的特性和机体的生理学参数,选择适当的数学模型来描述药物在体内的各个过程。

(2)参数估计:通过实验数据,使用数学优化算法来估计模型中的参数,以获得最佳拟合效果。

(3)模型评估:对建立的模型进行评估,包括预测能力的验证、灵敏度分析等,以确保模型的准确性和可靠性。

3. 药物动力学建模的应用物在特定患者体内的药物浓度,从而优化药物剂量。

(2)药物相互作用:通过药物动力学模型,预测两种或多种药物在体内的相互作用,用于评估联合用药的效果和安全性。

(3)药物开发和审批:药物动力学建模可以辅助药物研发,预测药物在人体中的表现和剂量优化,为药物审批提供科学依据。

二、药物药效学建模1. 什么是药物药效学建模药物药效学建模是研究药物治疗效应与药物浓度之间关系的数学模型。

通过建立药物的药效-时间曲线模型,可以 quantifiable地描述药物的疗效和不良反应。

2. 药物药效学建模的基本步骤(1)模型建立:选择适当的数学模型来描述药物的药效与药物浓度之间的关系,如剂量-效应曲线、药物浓度-效应曲线等。

(2)参数估计:通过实验数据,使用数学算法来估计模型中的参数,以获得最佳拟合效果。

(3)模型评估:对建立的模型进行效能验证和稳定性分析,以确保模型的准确性和可靠性。

3. 药物药效学建模的应用定患者对药物的个体反应,通过剂量调整来实现个体化治疗。

1、微分方程模型与药物动力学(2)

1、微分方程模型与药物动力学(2)

f0 (t)
给药
中心室 c1 (t), x1 (t)
V1
k13 排除
k12 k21
周边室
c (t), x (t)
2
2
V 2
模型假设
• 中心室(1)和周边室(2),容积不变
• 药物从体外进入中心室,在二室间 相互转移,从中心室排出体外
• 药物在房室间转移速率及向体外排除速率, 与该室血药浓度成正比
模型建立
阻滞增长模型(Logistic模型)
分析:人口增长到一定数量后,年增长率下降的原因: 资源、环境等因素对人口增长的阻滞作用
且阻滞作用随人口数量增加而变大
r是x的减函数
假设 r(x) r sx (r, s 0) 设:r~固有增长率(x很小时)
设:xm~人口容量(资源、环境能容纳的最大数量)
r(xm ) 0
实验 综合实验(1)
实验目的
掌握微分方程建模的基本步骤,熟悉微分方 程的数值解法,学习微分方程建模的基本方 法,会用Matlab实现简单的计算机模拟,绘 制模拟曲线,并根据所建模型作预测。
Part 1:数学模型与数学建模
1、什么是 数学模型与数学建模
➢ 数学模型(Mathematical Model)
结果!
R=L=0.5,x0=1.5
x0=1.5
lim R
n
Rn
x0 ekT 1
x0+R=1.5+2.7332 =4.2332
x0=1.5
程序!
clear all,clc k=0.2;H=2;L=0.5;c0=H-L; T=2; t=[];t0=0;R=0;y=[]; for i=1:20
C0(i)=c0+R; for j=0:0.1:T

药物动力学模型-数学建模

药物动力学模型-数学建模

药物动力学模型一般说来,一种药物要发挥其治疗疾病的作用,必须进入血液,随着血流到达作用部位。

药物从给药部位进入血液循环的过程称为药物的吸收,而借助于血液循环往体内各脏器组织转运的过程称为药物的分布。

药物进入体内以后,有的以原型发挥作用,并以原型经肾脏排出体外;有的则发生化学结构的改变-称为药物的代谢。

代谢产物可能具有药理活性,可能没有药理活性。

不论是原型药物或其代谢产物,最终都是经过一定的途径(如肾脏、胆道、呼吸器官、唾液腺、汗腺等)离开机体,这一过程称为药物的排泄。

有时,把代谢和排泄统称为消除。

药物动力学(Pharmacokinetics)就是研究药物、毒物及其代谢物在体内的吸收、分布、代谢及排除过程的定量规律的科学。

它是介于数学与药理学之间的一门新兴的边缘学科。

自从20世纪30年代Teorell 为药物动力学奠定基础以来,由于药物分析技术的进步和电子计算机的使用,药物动力学在理论和应用两方面都获得迅速的发展。

至今,药物动力学仍在不断地向深度和广度发展。

药物动力学的研究方法一般有房室分析;矩分析;非线性药物动力学模型;生理药物动力学模型;药物药效学模型。

下而我们仅就房室分析作一简单介绍。

为了揭示药物在体内吸收、分布、代谢及排泄过程的定量规律,通常从给药后的一系列时间⑴采取血样,测定血(常为血浆,有时为血清或全血)中的药物浓度(C);然后对血药浓度一一时间数据数据(C——t 数据)进行分析。

----- 室模型最简单的房室模型是一室模型。

采用一室模型,意味着可以近似地把机体看成一个动力学单元,它适用于给药后,药物瞬间分布到血液、其它体液及各器官、组织中,并达成动态平衡的情况。

下面的图(一)表示几种常见的给药途径下的一室模型,其中C代表在给药后时间t的血药浓度,V代表房室的容积,常称为药物的表观分布容积,K代表药物的一级消除速率常数,故消除速率与体内药量成正比,D 代表所给刘剂量。

图(a)表示快速静脉注射一个剂量D,由于是快速,且药物直接从静脉输入,故吸收过程可略而不计;图(b)表示以恒定的速率K,静脉滴注一个剂量D;若滴注所需时间为T,则K=D/To图(c)表示口服或肌肉注射一个剂量D,由于存在吸收过程,故图中分别用F和心代表吸收分数和一级吸收速率常数。

新药研发中的药物代谢动力学建模方法研究

新药研发中的药物代谢动力学建模方法研究

新药研发中的药物代谢动力学建模方法研究引言药物代谢动力学建模是药物研发过程中的重要环节之一。

通过建立数学模型,可以对药物在人体内的代谢过程进行预测和分析,辅助药物研发人员进行药物设计和优化。

本文将介绍新药研发中常用的药物代谢动力学建模方法及其应用。

一、药物代谢动力学的基本原理药物代谢动力学是指药物在人体内的吸收、分布、代谢和排泄的过程。

这些过程可以用数学模型来描述和预测。

药物代谢动力学的研究对于评估药物的安全性和有效性至关重要。

1. 药物吸收动力学药物的吸收过程是指药物从给药部位进入血液循环的过程。

药物的吸收速率可以用吸收速率常数(ka)来表示,该常数可以通过建立吸收动力学方程来计算。

常用的吸收动力学方程有零级模型、一级模型和口服模型等。

2. 药物分布动力学药物分布动力学研究药物在体内各组织和器官之间的分布情况。

药物的分布可以用药物在组织中的浓度来表示。

分布动力学方程可以用来描述药物在不同组织之间的转移和平衡。

3. 药物代谢动力学药物代谢过程是指药物在体内经过代谢酶的作用转化为代谢产物的过程。

药物代谢动力学研究药物在体内的代谢速率和代谢产物的生成情况。

代谢动力学方程可以用来描述药物代谢的速率和代谢产物的生成量。

4. 药物排泄动力学药物排泄动力学研究药物从体内排泄的过程,包括肾排泄、肝排泄和胆汁排泄等。

排泄动力学方程可以用来描述药物排泄速率和排泄通道的选择。

二、药物代谢动力学建模方法药物代谢动力学建模的目标是通过建立数学模型来描述药物在体内的代谢过程。

以下介绍几种常用的药物代谢动力学建模方法。

1. 生理药动学模型生理药动学模型是一种定量描述药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程的数学模型。

该模型基于对人体生理学过程的理解,结合药物的物化性质和药代动力学参数,可以模拟药物在体内的时空分布和变化规律。

生理药动学模型可以用来预测药物在体内的浓度-时间曲线和药效-时间曲线,对药物的疗效和毒性进行评估。

2. 药物代谢模型药物代谢模型是一种描述药物代谢过程的数学模型。

医药数学模型

医药数学模型

02
另外,目前也有将随机性引入到房室模型中来,从而建立有随机房室模型的趋势。
03
评 注
药物服用模型
问题的背景
医生给病人开处方时,必须注明两点: 服药的剂量 服药的时间间隔。 超剂量的药品会对身体产生严重不良的后果,甚至死亡。 剂量不足,则不能达到治病的目的。 为采用适当剂量,就要研究药品在体内分布。
3
C2(t)= Fe-at+Ge-bt +H·exp(-k01t) 借助待定系数法和初始条件
4
C1(0)=C2(0)=0, 可得系数A、B、E、F、G、H的值。
从上可知,中心室的血药浓度C1(t)与转移速率系数k12、k21,排除速率系数k10、房室容积V1、V2以及输入参数D、k0等因素有关
1
C2(t)= [Dk12/V2(b-a)](e-at-e-bt)
l.快速静脉注射模型
2.恒速静脉注射(点滴)模型
某些药物因溶解度低、刺激性过大,不宜快速注射。则采用恒速静脉注射(点滴)。 初始条件为: f0(t)=k0, C1(0)=0, C2(0)=0, 那么(1)的解为 C1(t)= A1e-at+B1e-bt + k0/k10V1, C2(t)= A2e-at+B2e-bt + k12k0/k21k10V2
将一个机体分为几个房室,要看不同药物的吸收、分布、排泄过程的具体情况以及研究对象所要求的精度而定。
为了讨论方便,这里以二房室模型为例。
即将机体分为 血液较丰富的中心室 (包括心、肺、肾等器官) 血液较贫乏的周边室 (如肌肉组织等)。
房室说明
01
机体分为中心室和周边室,两室容积(即血液体积或药物分布容积)在过程中保持不变。
模型的应用

药物药代动力学模型的建模与验证

药物药代动力学模型的建模与验证

药物药代动力学模型的建模与验证药物的药代动力学模型是研究药物在人体内吸收、分布、代谢和排泄的过程的数学模型。

通过建立和验证药代动力学模型,我们可以更好地理解药物的行为和效应,从而为药物疗效评价、用药剂量设计和个体化治疗提供科学依据。

本文将介绍药物药代动力学模型的建模方法以及验证过程。

一、药物药代动力学模型的建模方法药物药代动力学模型的建模是根据药物在人体内的药代动力学过程,通过数学方程来描述药物在不同组织器官间的转移和转化。

建模的过程包括以下几个步骤:1. 收集数据:首先,需要从临床研究或实验室实验中收集药物在人体内的浓度-时间数据。

这些数据可以通过血样、尿液或其他生物样本进行采集。

2. 选择模型类型:根据收集到的数据,需要选择适当的模型类型来描述药物在不同组织器官间的转移和转化。

常见的模型类型包括一室模型、两室模型以及生理药动学模型等。

3. 参数估计:通过数学方法,对模型中的参数进行估计。

参数估计的方法包括最小二乘法、最大似然估计等。

4. 模型评估:评估建立的模型是否符合实际数据。

可以使用统计指标比如残差分析、相关系数等来评估模型的拟合程度。

二、药物药代动力学模型的验证过程建立药物药代动力学模型后,需要对其进行验证,以确保该模型能够准确描述药物在人体内的动力学过程。

验证的过程可分为内验证和外验证两个阶段。

1. 内验证:内验证是指使用收集到的数据对模型进行验证。

通过比较模型预测的药物浓度和实测值,来评估模型的准确性和可预测性。

2. 外验证:外验证是指将建立好的模型应用于新的数据集,检验模型的预测能力。

这些新的数据集可以是来自不同的人群、疾病状态或用药方法等。

在进行验证过程时,需要充分考虑模型的灵敏度、特异性、稳定性和可解释性等指标。

同时,还需要对模型进行不确定性分析,以评估模型预测的置信区间和可靠性。

三、药物药代动力学模型的应用药物药代动力学模型的建立和验证为药物疗效评价和用药剂量设计提供了重要依据。

药代动力学建模与仿真

药代动力学建模与仿真

药代动力学建模与仿真一、药代动力学的概念药代动力学(Pharmacokinetics,PK)是指药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程。

药代动力学的研究可以帮助人们了解药物在体内的行为,为合理用药提供科学依据。

二、药代动力学建模1. 建模的意义药代动力学建模是将数学和计算机技术应用于药物研究中的一种方法。

通过对药物在体内各个过程进行数学描述,可以预测其在不同情况下的行为,优化给药方案,并提高治疗效果。

2. 建模方法(1)生理模型法:建立基于生理学知识和实验数据的数学模型,包括生理流体动力学、组织分布和转运等方面。

(2)经验模型法:基于实验数据和统计分析得出数学公式,进行预测和优化。

3. 建模步骤(1)收集数据:包括给药方案、血浆浓度等数据。

(2)选择合适的建模方法:根据数据类型和目标确定建模方法。

(3)参数估计:通过最小二乘法等统计方法估计模型参数。

(4)模型评估:通过验证数据集对模型进行评估和优化。

三、药代动力学仿真1. 仿真的意义药代动力学仿真是指通过计算机模拟药物在体内各个过程,预测其在不同情况下的行为。

仿真可以帮助人们更好地理解药物在体内的行为,为合理用药提供科学依据。

2. 仿真方法(1)基于微分方程的数值方法:将药代动力学过程建立为微分方程组,采用数值方法求解。

(2)基于质点法的离散方法:将体内组织划分为多个质点,根据各个质点间的距离和速度等信息进行计算。

3. 仿真步骤(1)建立仿真模型:包括吸收、分布、代谢和排泄等过程。

(2)确定初始条件和参数:确定给药方案、初始血浆浓度等条件,并根据实验数据确定模型参数。

(3)选择合适的仿真方法:根据模型特点选择适合的数值或离散方法进行仿真。

(4)进行仿真计算:通过计算机程序进行仿真计算,并得出药物在体内的行为。

四、药代动力学建模与仿真在临床应用中的意义1. 优化给药方案:通过建模和仿真预测药物在体内的行为,为合理用药提供科学依据。

2. 提高治疗效果:通过优化给药方案,提高药物在体内的生物利用度,增强治疗效果。

药物代谢动力学的数学模型与仿真研究

药物代谢动力学的数学模型与仿真研究

药物代谢动力学的数学模型与仿真研究药物代谢动力学是药物安全性评价和新药开发中不可或缺的一部分。

为了更好地理解药物代谢的过程以及药物在体内的行为,科学家们开始使用数学建模和仿真技术来探索药物代谢的基本规律。

这篇文章将深入探讨药物代谢动力学的数学模型和仿真研究。

一、药物代谢动力学的数学模型药物代谢动力学是指药物在体内被代谢和消除的过程。

对药物代谢动力学的研究有助于了解药物的作用机制,药物的安全性,以及如何设计更好的治疗方案。

药物代谢动力学常用的数学模型包括:一室模型、二室模型、非线性模型等等。

其中,一室模型是最为简单的模型,它假设药物在体内的分布是快速均匀的,即药物快速达到平衡状态。

一室模型的动力学方程为:C(t) = C(0) * e^(-kt)其中,C(t)表示时间t时刻血药浓度,C(0)表示初始血药浓度,k表示消除常数。

二室模型则认为药物在体内存在两个相互独立的组织,即血液和其他组织。

该模型的动力学方程为:C(t) = (D/V1) * (ke^-k1t - ke^-k2t) + Ce * e^-αt其中,C(t)表示时间t时刻药物的浓度,D表示药物的剂量,V1表示分布容积,Ce表示消除速率常数。

非线性模型则考虑了许多药物代谢基因等多个因素的影响,对于某些药物代谢来说更加符合实际。

不过,该模型的动力学方程较为复杂,一般需要使用计算机辅助计算。

二、药物代谢动力学的仿真研究药物代谢动力学模型的建立是为了更好地预测药物的药效、药代动力学参数和慢性使用等效果。

为了进一步提高药物代谢动力学模型的精度,许多科学家开始使用仿真技术进行研究。

仿真技术基于数学模型,可以对实验中的数据进行验证,并更好地预测药物的药效和代谢参数。

仿真研究中常用的技术包括基于微分方程的数学仿真和基于个体差异的生理仿真等方法。

其中,基于微分方程的数学仿真是肝脏、肠道和肾脏等人体组织器官药物动力学研究方法常用可靠的方法。

该方法可建立模型评估药物的基本药代动力学参数、计算投与剂量等。

数学建模在药物研发中的应用

数学建模在药物研发中的应用

数学建模在药物研发中的应用数学建模在药物研发中扮演着重要的角色,能够帮助科学家们更好地理解生理学过程和药物作用机制,并优化研发过程。

本文将探讨数学建模在药物研发中的应用,并解析其优势和挑战。

一、药物代谢动力学模型药物代谢动力学模型是数学建模在药物研发中的一项重要应用。

通过模拟药物吸收、分布、代谢和排泄等过程,科学家们可以预测药物在体内的时间-浓度曲线,从而更好地了解药物在人体内的表现和作用机制。

这种模型可以帮助科学家们设计更合理的给药方案,优化药物疗效和减少副作用。

二、药效学模型药效学模型是研究药物作用机制和疗效的重要工具。

通过建立药物与靶点之间的关系模型,科学家们可以预测药物对特定疾病的疗效和剂量-效应关系。

这种模型可以帮助科学家们快速筛选候选药物、优化药物结构和设计更有效的给药方案。

三、灵敏度分析在药物研发过程中,灵敏度分析是一种重要的数学方法。

通过分析药物参数对药物效果的影响程度,科学家们可以识别关键参数,为药物设计和优化提供指导。

灵敏度分析还可以帮助科学家们了解药物疗效的鲁棒性,即在参数变化时药物效果的稳定性。

四、剂量优化药物剂量优化是数学建模在药物研发中的另一个重要应用。

通过建立生理学模型和药物代谢动力学模型,科学家们可以预测不同剂量下药物的疗效和副作用,并找到最佳的药物剂量,从而提高治疗效果和患者的生活质量。

剂量优化还可以帮助科学家们更好地了解药物在不同人群和病理状态下的代谢差异,为个性化治疗提供支持。

五、挑战与前景虽然数学建模在药物研发中具有巨大的潜力,但也面临一些挑战。

首先,药物研发是一个复杂的多学科领域,需要科学家们深入理解药理学、生理学和统计学等知识,并将其融合到建模过程中。

其次,药物代谢和药效等过程涉及到很多未知的生理学和药物学参数,需要科学家们进行深入的研究和实验证明。

此外,数学建模在药物研发中的应用还面临着模型验证和可靠性问题。

然而,数学建模在药物研发中的应用仍然具有广阔的前景。

数学模型辅助药物代谢动力学预测方法综述

数学模型辅助药物代谢动力学预测方法综述

数学模型辅助药物代谢动力学预测方法综述药物代谢动力学是研究药物在人体内经过吸收、分布、代谢和排泄等过程的一门学科。

了解药物在人体内的代谢转化过程对于合理应用药物、设计药物剂型以及预测药物的疗效和安全性具有重要意义。

数学模型作为一种重要的工具,已经被广泛应用于药物代谢动力学预测的研究中。

本文将综述目前常用的数学模型辅助药物代谢动力学预测方法。

1. 机理模型机理模型是一种基于药物代谢动力学机制的数学模型。

通过建立药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程的微分方程,可以定量描述药物的动力学过程。

机理模型可以预测药物在不同生理条件下的动态浓度,为合理应用药物提供依据。

常用的机理模型包括生物利用度模型、生理药动模型和药物靶向模型等。

2. 统计模型统计模型是一种基于统计学原理的数学模型。

通过建立药物浓度与时间、剂量等指标之间的数学关系,可以预测药物在体内的动态变化。

统计模型不需要考虑药物代谢的具体机制,适用于大规模的临床数据分析。

常用的统计模型包括药物动力学模型、药物生物等效性模型和药物释放模型等。

3. 体外研究模型体外研究模型是一种建立在体外实验基础上的数学模型。

通过体外实验数据和药物代谢动力学的理论知识,可以预测药物在体内的代谢和排泄情况。

体外研究模型主要包括体外体液平衡模型、体外肝功能模型和体外肾功能模型等。

4. 体内研究模型体内研究模型是一种基于动物实验数据的数学模型。

通过动物实验数据和数学统计方法,可以预测药物在人体内的代谢动力学过程。

体内研究模型主要包括物种间外推模型、人体模拟模型和人体比例扩展模型等。

5. 特殊应用模型除了上述常用的数学模型,还有一些特殊应用模型在药物代谢动力学预测中得到广泛应用。

例如,药物-靶蛋白互作模型可以预测药物与靶蛋白的结合情况;药物荧光探针模型可以用于药物代谢动力学研究中的荧光成像;药物代谢途径模型可以预测药物在体内的代谢途径等。

总结起来,数学模型在药物代谢动力学预测中发挥着重要的作用。

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药物动力学模型一般说来,一种药物要发挥其治疗疾病的作用,必须进入血液,随着血流到达作用部位。

药物从给药部位进入血液循环的过程称为药物的吸收,而借助于血液循环往体各脏器组织转运的过程称为药物的分布。

药物进入体以后,有的以厡型发挥作用,并以厡型经肾脏排出体外;有的则发生化学结构的改变--称为药物的代。

代产物可能具有药理活性,可能没有药理活性。

不论是厡型药物或其代产物,最终都是经过一定的途径(如肾脏、胆道、呼吸器官、唾液腺、汗腺等)离开机体,这一过程称为药物的排泄。

有时,把代和排泄统称为消除。

药物动力学(Pharmacokinetics)就是研究药物、毒物及其代物在体的吸收、分布、代及排除过程的定量规律的科学。

它是介于数学与药理学之间的一门新兴的边缘学科。

自从20世纪30年代Teorell为药物动力学奠定基础以来,由于药物分析技术的进步和电子计算机的使用,药物动力学在理论和应用两方面都获得迅速的发展。

至今,药物动力学仍在不断地向深度和广度发展。

药物动力学的研究方法一般有房室分析;矩分析;非线性药物动力学模型;生理药物动力学模型;药物药效学模型。

下面我们仅就房室分析作一简单介绍。

为了揭示药物在体吸收、分布、代及排泄过程的定量规律,通常从给药后的一系列时间(t)采取血样,测定血(常为血浆,有时为血清或全血)中的药物浓度( C );然后对血药浓度——时间数据数据(C——t数据)进行分析。

一一室模型最简单的房室模型是一室模型。

采用一室模型,意味着可以近似地把机体看成一个动力学单元,它适用于给药后,药物瞬间分布到血液、其它体液及各器官、组织中,并达成动态平衡的情况。

下面的图(一)表示几种常见的给药途径下的一室模型,其中C代表在给药后时间t的血药浓度,V代表房室的容积,常称为药物的表观分布容积,K 代表药物的一级消除速率常数,故消除速率与体药量成正比,D代表所给剂量。

图(a)表示快速静脉注射一个剂量D,由于是快速,且药物直接从静脉输入,故吸收过程可略而不计;图(b)表示以恒定的速率K,静脉滴注一个剂量D;若滴注所需时间为丅,则K=D/丅。

图(c)表示口服或肌肉注射一个剂量D,由于存在吸收过程,故图中分别用F和K代表吸收分数和一级吸收速率常数。

1. 快速静脉注射在图(a)中所示一室模型的情况下,设在时间t,体药物量为x,则按一级消除的假设,体药量减少速率与当时的药量成正比,故有下列方程:dxKtdt(5.1)快速静脉注射恒速静脉滴注口服或肌肉注射0K FK图(一)初始条件为t=0,x=0,容易解得-Ktx=De……………………..(5.2)注意到房室的容积为V,故c=x/V;记t=0时血药浓度为C,因此0C=D/V,则有C=C Kte…………………….(5.3)这就是快速静脉注射(简称静注)一个剂量D时,符合一室模型的药物及其血药浓度随时间递减的方程。

对方程3两边取对数得ln lnC C Kt这表明在一室模型的情况下,将实测的C_t数据在以t为横轴,ln C 为纵轴的坐标系上作图,各个数据点应呈直线散布趋势。

据此,用图测法或最小二乘法拟合一条直线,其斜率为K,截距为0ln C,于是K和C便可求得。

当然,如果数据点的散布明显地不是呈直线趋势,则可断言不宜采用一室模型来解释该药物在快速静脉注射时的体动力学过程。

在实际应用中,表征药物消除快慢常用的参数是生物半衰期,记为1t /2,它是指药物浓度降至原定值的一半所需的时间。

在方程(3)中令t=1t /2,C =0C /2,可得1ln 20.6922t K K………………(5.4) 可见半衰期是常数,且与消除速率常数成反比。

例如,给一名志愿者一次静脉注射某药物100mg ,测得给药后一些时刻的血药浓度见下表,和在坐标系上作出各数据点,它们是呈直线散布趋势,故可采用一室模型。

一次静注100mg 所得数据5.42 5.32 4.80 4.10如用最小二乘法拟合如下的直线方程ln Ca bt……………..(5.5)利用实测的C 一t 数据计算直线斜率和截距的公式为:1112211111ln ln 11ln nn ni iiii i i nniii i nniii i t C t C n btt naC bt n……………..(5.6)其中n 为C 一t 数据点的个数。

将上表中的有关数据代入(6)式得 b=-0.02744 a=1.7386 于是,拟合数据点的直线方程为lnC=1.7386-0.02744与方程(4)对照,便得0C 和K 的估计值为15.689/,0.0274C g ml K h进而,可得该药物的生物半衰期1/2t 和表观分布容积V 为1/2t =0.69325.30.0274h 010017.65.689D Vl C2.恒速静脉滴注在图(b)所示一室模型的情况不,体药量x 随时间t 变化的微分方程如下:dxK Kxdt……………(5.7)在初始条件t=0,x=0之下,可得其解为1KtK xe K…………..(5.8)其中0,t T ,这里T 为滴注持续的时间。

利用x=VC ,由(8)式得1KtK Ce VK…………(5.9)这就是恒速静脉滴注期间,符合一室模型的药物浓度随时间递增的方程。

假如t=丅时,所给剂量D滴注完毕,则此后的血药浓度便按静注射时的规律下降(如图二),不过此时初始浓度为01/KTK e VK,故滴注停止后的C一t方程(为区别起见,特记为''C t)如下:''1KTKtK eC eVK…………..(5.10)由此可见,我们可以从滴注停止后测得''C t数据,求得K和V的估计值(K和丅皆已知)假如滴注总是持续进行,则由(10)式可知,血药浓度将趋于一个极限,记作001lim KtsstK KC eVK VK…………..(5.11)这个血药浓度称为稳态浓度,又称坪水平。

记在时刻t的血药浓度达到坪水平的分数为ssf,则有1/20.69311ttKtssssCf e eC…………..(5.12)可见达到稳态的快慢取决于消除速率常数K 或半衰期,与滴注速率K 无关。

例如,当滴注持续时间等于5倍半衰期时,由(12)式算得0.969ssf ,此时血药浓度约为坪水平彻97%。

3.口服或肌肉注射在图(c )所示一室模型的情况下,设在时刻t ,体药量为x ,吸收部位的药量为a x ,则可建立如下的微分方程组a a aa adxK x Kx dtdx K x dt……………(5.13) 在初始条件t=0,a x =FD ,x=0之下,可解得a K tKta a K FDxeeK K…………(5.14)从而血药浓度随时间变化的方程为a K tKta a K FDCeeV K K………… (5.15)令M=/a aK FD V K K,则上式可写为 a K tKtC M ee………… (5.16)在通常情况下,吸收比消除快的多,即aK K ,故对于足够大的t ,血药浓度实际上是时间的单项指数函数,为区别起见,记为Kt C Me *-=………… (5.17)或 ln ln C M Kt *=-………… (5.18)据此可得K 和M 的估计值,然后计算足够大的t 之前各个实测浓度与按 (5.17) 式推算的C 与C 值之差称为“剩余浓度”r C :a K trC C C Me………… (5.19)或ln ln r a C M K t =-………… (5.20)据此可得K 的估计值。

上述这种估计消除和吸收速率常数的方法称为剩余法。

(二)二室型二室模型是从动力学角度把机体设想为两部分,分别称为中央室和周边室。

中央室一般包括血液及血流丰富的组织(如心、肝、肾等),周边室一般指血液供应少,药物不易进入的组织(如肌肉、皮肤、某些脂肪组织等)。

在快速静注的情况下常见的二室模型如图4-2 所示。

图中1V 代表中央室的容积,10k 代表药物从中央室消除的一级速率常数,12k 和21k 分别代表药物从中央室到周边室和反方向的一级转运速率常数,其余符号同前。

设在时刻t ,中央室和周边室中的药物量分别为1x 和2x ,则可写出下列微分方程组:()1212121012121212dx k x k k x dt dx k x k xdt⎧=-+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩………… (5.14) 在初始条件120,,0t x D x ===之下,可解得()()()21121122t tt t D k D k x e e Dk x e e αββααβαβαβαβ----⎧--=+⎪--⎪⎨⎪=-⎪-⎩…………(5.15)其中α和β由下列关系式决定:1012211021k k k k k αβαβ+=++⎧⎨=⎩………… (5.16) 通常规定α>β。

由于11x V C =,故描述血药浓度随时间变化的方程为()()()()212111t tD k D k C e e V V αβαβαβαβ----=+--………… (5.17)令()()()()211211/,/A D k V B D k V ααββαβ=--=-- 则有at t C Ae Be β--=+………… (4.18)根据(4.18)式,利用实测C ——t 数据,用剩余法或电子计算机作曲线拟合,可得α、β、及A 、B 的值,而后按下列公式计算模型参数:1211021121021D V A B A B k A B k k k k k βααβαβ⎧=⎪+⎪+⎪=⎪+⎨⎪=⎪⎪⎪=+--⎩………… (4.19) 这组公式不难从(4.17)、(4.18)式及A 、B 的定义导出。

(三) 多次给药在临床药物治疗中绝大多数药物都需要多次给药,以使血药浓度在足够长的一段时间处于安全,有效的治疗围。

因此,认识多次给药下血药浓度的变化规律是拟订合理的给药方案的基础。

这里,我们只讨论一室模型多次重复静活的情况。

假定某药在快速静注下,符合一室模型的动力学规律,那末,每隔一段时间τ,静注一个剂量D 时,血药浓度C 随时间t 将如何变化呢?静注第一剂后,C —t 关系为0kt C C e -=其中0/,0C D V t τ=≤≤,显然,最高浓度为0C ,最低浓度为0k C e τ-,记为()10max C C =()10min k C C eτ-=不难理解,静注第二剂后,则有()()()()()2000max 220min max 11K K K K K C C C e C e C C e C e e τττττ-----=+=+==+ 静注n 剂后,就有()()100max 111nK n K K n K e C C e e C e ττττ-----⎛⎫-⎡⎤=+++= ⎪⎣⎦-⎝⎭…………… (5.21)()()0min max 11nK K K n n K e C C e C e e ττττ----⎛⎫-== ⎪-⎝⎭…………(5.22) 由此可知,重复静注n 剂后,血药浓度随时间的变化规律为011nK K n K e C C e e τττ---⎛⎫-= ⎪-⎝⎭0t τ≤≤………… (5.23) 假如n 充分大,使血药浓没达到稳态,那么,对(5.22)式取n →∞的极限,使得稳态浓度的变化规律为01K K C C e e ττ-∞-⎛⎫= ⎪-⎝⎭………… (5.24) 最高和最低稳态浓度分别为()()0max 11K K C D C e V e ττ∞--==--………… (5.25) ()()00min 111K K K K C C D C e e e V e ττττ-∞-⎛⎫=== ⎪---⎝⎭………(5.26) 在一个给药间隔时间,平均稳在浓度为00111T TKtss KC DC C dt e dte VKττττ-∞-⎛⎫===⎪-⎝⎭⎰⎰…………(5.27)图4-4表示每隔6小时重复静注一个剂量D产生的C——t曲线最后,我们举一个实例。

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