第八章_单室模型b

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第八章 单室模型

第八章 单室模型

表观分布容积(V)
V X 0 / C0
Drug with low Vd
Drug with high Vd
high tissue binding
血药浓度-时间曲线下面积AUC
AUC Cdt 0 C0e dt


kt
0
C0 k
X0 Vk
清除率(Cl)
dX kX dt kV Cl C C
药物应主要经肾排泄, 药物较多以原型经肾排泄,且此过程符
合一级动力学过程。
1.尿排泄速度与时间的关系(速度法)

原型药物从尿液中排泄
X Xu
ke
其中,X为t时间体内药物的量,Xu为t时间排泄于 尿中原型药物累积量。
速度方程:
dXu = keX dt
dXu -kt = ke· X0e dt
lgC

k 2.303
t
3、基本参数(k和C0)求解
作图法:
C
lgC

k 2.303
t
t
最小二乘法:
(线性回归法)
4、其它参数的求解
半衰期(t1/2)
C0 k 0.693 lg t1/ 2 lg C0 t1/ 2 2 2.303 k

t1/2的临床意义:
(1)是体内药量或血药浓度下降一半所需要 的时间,反映药物在机体贮留的时间。

Xu

ke X 0 kt Xu e k
上式两边取对数得
lg( X u

k Xu ) t lg X u 2.303
式中 ( X u X u ) 项为待排泄原型药物的量, 简称亏量。

第08章 单室模型-第1节 静脉注射

第08章 单室模型-第1节 静脉注射
26
讨论:
通过该直线求出得是总的消除速率常数k,而不是肾排泄 速率常数ke。 理论上的“dXu/dt”应为t时间的瞬时尿药排泄速度,实际 实验过程中是不容易或不可能测出的,而是采用

lg
△X u dX u t C代替理论上的 lg t ,其中tc为集尿 △t dt
中点时刻。 作图时,实验数据点常会出现较大的散乱波动,说明这 种图线对于测定误差很敏感。
也是最重要的一种模型。
2
第一节
一、血药浓度
1.模型的建立:
X0 X
静脉注射
k
静脉注射给药单室模型
X0为静脉注射的给药剂量 X为t时刻体内药物量 药物在体内按照一级速率常数k消除
3
2.血药浓度与时间的关系: dX 拉氏变换 kX dt
X = X0·-kt e
等式两侧同除以表观分布容积V,则: C = C0·-kt e
第八章 单室模型
第一节 静脉注射
1
单室模型

某些药物进入体内后迅速向全身组织器官分布,并迅 速达到分布动态平衡此时整个机体可视为一个隔室。

整体机体视为一个隔室并不意味着机体中各组织器官 内的药物浓度完全相等,而是机体各组织药物水平能 随血浆药物浓度的变化平行的发生变化。

单室模型是隔室模型中最基本、最简单的一种模型,
12
12 12 12
6.42
2.79 1.22 0.52
0.535
0.233 0.102 0.043
-0.272
-0.634 -0.993 -1.363
30
42 54 66
35
1.000 0.500
lg(△Xu/ △ t)
y = -0.03 x + 0.62 R = 1.00

单室模型

单室模型

第八章 单室模型
一、血药浓度
(2) 线性回归法
ti
ti2
1
1
1
2
2
2
3
3
9
4
4
16
5
6
36
6
8
64
7
10
100
34
230
第一节 静脉注射
Yi 2.0405 1.9049 1.7694 1.6338 1.3626 1.0916 0.8220 10.6223
tiYi 2.0405 3.8089 5.3083 6.5354 8.1760 8.7333 8.2020 42.8057
V X0 C0
X0 :静注剂量 C0 :初始浓度
第八章 单室模型
第一节 静脉注射
一、血药浓度
4. 其它参数的计算 (3) 血药浓度 -时间曲线下面积 (AUC)
AUC Cdt 0
C C0.ekt
AUC
0
C0e
k
t
dt
AUC
C0
ektdt
0
AUC C0 X 0 k kV
第八章 单室模型
生物半衰期
lg C0 2
k 2.303 t1/ 2
lgC0
✓药物本身的特性 ✓患者的机体条件
0.693 t1/ 2 k
t0.1 3.32t1/ 2
***
第八章 单室模型
第一节 静脉注射
一、血药浓度
4. 其它参数的计算 (1) 半衰期 (t1/2): 药物消除一半所需要的时间。
消除某一百分数所需的时间(半衰期个数)
一、血药浓度
1. 模型建立
第一节 静脉注射
X0

第八章 单室模型

第八章  单室模型

地西泮治疗癫痫发作所需血药浓度为 0.5~2.5μg/mL,已知V=60L,t1/2=55h。今对一患 者先静脉注射10mg,半小时后以每小时10mg速 度滴注,经2.5h是否达到治疗所需浓度?
0.570 μg/mL
第三节 血管外给药 (一、血药浓度)
血管外给药途径包括口服、肌肉注射或皮下注 射,透皮给药,粘膜给药等
Ci 1 Ci Cn [ti 1 - ti ] 2 k
求算时间从0→t的AUC时,不加后缀相
C2
C0
k lg C t lgC0 2.303
C1
t1 t2
t
t
静注: AUC = C0/k
AUC
n 1 i 0
Ci 1 Ci Cn [ti 1 - ti ] 2 k
tc (h) 0.5 1.5 2.5 4.5 9 18 30 ……
(二) 亏量法
dX u ke X dt
拉氏变换
ke X 0 Xu (1 - e k
- kt
)
当t→∞时,最终经肾排泄的原型药物总量为:
X
u
ke X 0 ke X 0 - k (1 - e ) k k
ke X 0 X k
1、tmax由ka、k决定,与剂量无关 2、Cmax与剂量有关
血药浓度-时间曲线下面积(AUC)
AUC 0 Cdt 0 ka FX 0 FX 0 -kat -kt (e - e ) V (ka - k ) kV
AUC也可由实验数据用梯形法求得:
AUC
n 1 i 0
dX a = -k a X a dt dX = k a X a - kX dt
吸收相
消除相

生物药剂学与药代动力学计算公式汇总

生物药剂学与药代动力学计算公式汇总

2.303
V (ka k)
log Cr


ka 2.303
t
lg
ka FX 0 V (ka k)
Wagner-Nelson法
lg 100 [1 - ( X A )t ] lg 100 - ka t
(X A )
2.303
t
( X A )t
(X A)

Ct
k
Cdt
0

k Cdt
X0*
1 1 - e-k
X0
二、平均稳态血药浓度
C ss 0 Cssdt
单室静注
单室血管外给药
C ss

X0
Vk
C ss

FX 0
Vk
三、蓄积系数
R

1
1 ek
第十一章 非线性药物动力学
dC Vm C dt Km C
R1

Vm Css1 Km Css1
C A et B et
α+β = k12 + k21 + k10 α·β = k21·k10
Vc

X0 A B
k21

A
A
B
B
AUC A B

AUC X 0 X 0 k10Vc Cl
Cl

X0 AUC

k10
Vc


V
第十章 多剂量给药
一、血药浓度与时间的关系
)

t max

1 ln k
C ss max
C ss min
X 0(r)

k(r) k

单室模型

单室模型

经过拉氏变换得:
X = X0 • e –k t
∵C=X/V
Ct = Co • e –k t
在此微分方程中,X的指数为1,所以是 一级动力学过程
一、血药浓度-药时曲线方程
Ct = Co ·e -kt
lgCt
=

k 2.303
t+
lgCo
C1 C2 C3 … Ci
t1 t2 t3 … ti 回归直线方程得
• 某患者体重50 kg, 静滴利多卡因,若要 使其稳态血浓达到 3 μg/ml,其静滴速度 应为多少?(已知t1/2=1.9h,Vd=2L/kg )
• 例如:达到Css的90%所需的t1/2的个数n
fss = C/Css= 1 ekt
f ss

C C ss
1 e 0.693n
kt

0.693 t1/ 2
nt1/ 2

0.693n
1 f ss e 0.693n
lg( 1
fss )

lg( e 0.693n )


0.693n 2.303
二、尿药排泄数据
• 运用尿药排泄数据求算药动学参数的条 件
– 尿中排泄的原形药物较多 – 肾排泄符合一级速度过程,尿中原形药物
出现的速度与体内当时的药量成正比。即 尿中药物的排泄不是以恒速进行,尿药浓 度的变化与血药浓度的变化成正比。
(一)尿排泄速度与时间关系(速度法)
dX u dt
keX
dXu :原形药物经肾排泄速度
t(h)
1.0 2.0 3.0 4.0 6.0 8.0 10.0
C(μg/ml) 109.78 80.35 58.81 43.04 23.05 12.35 6.61 lgC 2.041 1.905 1.769 1.634 1.363 1.092 0.820

药科大生物药剂学第八章单室模型

药科大生物药剂学第八章单室模型

生物半衰期
01
生物半衰期(t1/2)表示药物在体内消除一半所需的时间, 单位为h。
02
t1/2的大小取决于药物的清除率和给药剂量,与体重无关。
03
t1/2可以帮助了解药物在体内的消除速率,对于指导临床用 药和药物研发具有重要意义。
吸收速率常数
01
吸收速率常数(Ka)表示药物 从给药部位进入血液循环的速 度,单位为h^-1。
特点
单室模型是一种简化的药物分布模型,适用于药物在体内分布较为均匀的情况 。它能够简化药物在体内的分布过程,方便数学建模和药物动力学分析。
适用范围
适用于药物在体内分布较为均匀的情况,如某些口服给药后药物在胃肠道、肌肉注射后药物在肌肉组 织等。
对于某些具有高穿透力或高渗透性的药物,其在体内分布较为均匀,也可以采用单室模型进行描述。
总结词
该案例通过单室模型研究某药物与另一种药物同时使用时的相互作用,评估联合用药的 效果。
详细描述
首先,选取两种药物,将它们同时给药于单室模型中。然后,记录两种药物在不同时间 点的血药浓度,分析它们在吸收、分布、代谢和排泄等过程中的相互作用。接着,根据 实验数据评估两种药物联合使用的效果,如药效增强、减弱或产生新的不良反应等。最
详细描述
首先,建立单室模型,通过实验测定药物在不同时间点的血药浓度,并计算药物的吸收速率常数、消 除速率常数等参数。其次,利用这些参数评估药物的生物利用度、药代动力学特征以及药物在体内的 分布情况。最后,根据研究结果,为该药物的制剂设计和临床用药提供依据。
案例二:某药物制剂的生物利用度评估
总结词
该案例通过单室模型评估某药物制剂的 生物利用度,比较不同制剂形式的药效 。
02
Ka的大小取决于药物的溶解度 和渗透性,与体重无关。

第八章 单室模型

第八章 单室模型

X u 代替 dX u t dt
2
• 具体实例见教科书 p176 (用速度法和亏量法求药 动学参数)。
第二节 静脉滴注
一、血药浓度
1、模型的建立
• 是以恒定速度向血管内给药的方式。单室模型以静 脉滴注方式进入体内,在滴注时间T之内,体内除有 消除过程外,同时存在一个恒速增加药量的过程, 当滴注完成后,体内才只有消除过程 • 因此这种模型包括两个过程:(1)药物以恒定速度 k0 进入体内;( 2 )体内药物以 k 即一级速度从体内 消除。其模型如下图:
静脉注射计算公式汇总:
C C0 e
lgC
kt
X=X0 e
lgC 0
V = X0 / C0
-kt
kt
2.303
t1/2 = 0.693/k
斜率(-k/2.303)和截距(lgC0)
• T (min) 2 5 10 15 20 • C(mg/100ml) 10.20 7.20 3.80 2.05 1.11 • ㏒C 1.0086 0.8570 0.5798 0.3118 0.0453
Clr keV
• 从(8-37)可得:
dX u Clr C dt
………………..(8-40)
• 从(8-40)可知,用尿药排泄速度对相应的集 尿间隔内中点时间tc的血药浓度C作图(前 有讲述),可得到一条直线,直线的斜率 即为肾清除率(见教科书p176)。
• 在实际工作中,用实验所测得的 ,对 集 ti ti 1 尿期中点时间tc( )的血药浓度作图。
lg( X u X u ) k t lg X u 2.303

…………..(8-36)
上式中, ( X u X u ) 项称为待排泄原型药物 量,或称为亏量。
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熟悉静注给药后,利用尿药数据计算药动学参数
的方法及尿药法的特点。源自 熟悉血管外给药后尿药数据计算药动学参数的方
法。
了解Wagner-Nelson 求吸收速率常数。
3
主要内容
静脉注射给药 静脉滴注给药 血药浓度法 尿排泄数据法
血管外给药
参数的求算
4
第一节 静脉注射给药
一、血药浓度 1、模型的建立 单室模型药物静脉注射
6
血药浓度与时间的关系:
dX kX dt
等式两侧同除以V,则 C = C0· e-kt 血药浓度-时间曲线见图
X = X0· e-kt
7
C = C0· e-kt
k LgC t LgC 0 2.303
单室模型静脉注射血药浓度对数-时间图
8
3、参数的求算
k lgC lgC 0 t 2.303
该药消除95% 需多少时间?
18
该药的血药浓度低于2 (µ g/ml) 时无效,它的 作用时间有多长? 如果将该药物剂量增加一倍,则药物作用持续 时间增加多少?
19
(1) 以lnC-t回归: ln C = 2.15 – 0.17 t (r = 0.9999)
k = 0.17 h-1, C0 = 8.57 g/mL
t’为滴注结束 后的时间
t (h) 1 2 3 C( ug/ml) 110 80.4 58.8
4 43
6 8 10 23.1 12.4 6.61
15
One compartment 1000 100 10 1 0 2 4 6 t (h) 8 10 12
k = 0.312 h-1 C0=150 g/ml → t1/2、V 、Cl、AUC *可求出某时间的血药浓度或达某一浓度所需时间。
23
(一)尿排泄速度与时间的关系(速度法)
静脉注射某一单室模型药物,其原形药物经肾排 泄的速度过程,可表示为:
dX u ke X dt
将 X X 0e
kt
代入上式,得:
dX u - kt ke · X 0e dt
24
两边取对数,得:
k dX u lg t lg ke · X0 dt 2.303
26
(二)尿排泄量与时间关系(亏量法)
dX u ke X dt
拉氏变换
SX u = ke X
ke X 0 解得: X u = S (S + k )
拉氏 变换表
ke X 0 Xu (1 - e k
- kt
)
27
当t→∞时,最终经肾排泄的原型药物总量为:
X
u
ke X 0 ke X 0 - k (1 - e ) k k
(Intravenous injection,iv)不存在吸收过程,
很快在体内达到分布平衡。
Injection dose X0
Drug in body X
k
5
2、血药浓度与时间关系
引起体内药量变化的因素只有两个:
1. 给药剂量 X0
2. 药物的消除 k 目前大多数药物符合一级消除:
_
dX dt kX
13
讨论: V的大小说明什么? V<血浆容量,说明该药物血浆蛋白结合率高, 主要分布在血液中; V=体液总量,说明该药物在体液分布均匀;
V>体液总量,说明该药物多被机体的器官、 组织所摄取。
14
例1 :给某患者静脉注射一单室模型药物,剂量 1050 mg,测得不同时刻血药浓度数据如下: 试求该药的k,t1/2, V, CL, AUC,以及12h的血药 浓度。
39
例4、例5 见课本 二、参数的求算 稳态后停滴 稳态前停滴
40
二、药动学参数计算
1. 稳态后停滴
当静脉滴注达到稳态水平时停止滴注,
血药浓度的变化速度可由微分方程表示为:
dC = -kC dt k 0 -kt ' 利用拉氏变换解得: C = e kV
取对数,得: log C =
21
例4:静注某单室模型药物200 mg,测得血药初浓 度为20 ug/mL,6 h后的血药浓度为12 ug/mL,试 求药物的消除半衰期?
22
二、尿排泄数据法
X
knr
Xnr

k=ke+knr
ke
Xu
缺乏灵敏度较高的测定方法 血药浓度过低,难以准确测定 血药浓度测定有干扰 不便多次采血
药物的浓度变化取决于两个参数:X0、k lgC-t回归,根据斜率(k/2.303)求k 根据截距求lgC0求得C0;
9
3、参数的求算
1. 半衰期(t1/2): t1/2表示药物在体内消除一半所 需要的时间。 将t=t1/2,C=C0/2代入lgC-t关系式,得:
C0 k lg =t1 / 2 + lg C 0 2 2.303
5
6 7
3.12
1.56 0.78
96.88
98.44 99.22
消除90%, 3.32 t1/2; 消除99%, 6.64 t1/2; 消除99.9%,9.96 t1/2;
11
2. 表观分布容积(V):体内药量与血药浓度间 相互关系的一个比例常数。
X0 V C0
3. 血药浓度-时间曲线下面积(AUC)
V = X0/C0 = 0.70 L/kg
t1/2 = 0.693/k =4.07 h
CL = kV = 0.12 (L/(kg · h) (2) C = 8.57 · e-0.17t (3) t = 10 h, C = 8.57 · e-0.17t = 1.56 g/mL (4) ke/k = 60% Clr = 0.6 · Cl = 0.072 (L/(kg · h)
Cu μg/ml
Vu/ml ΔXu (mg) Δt t中
Xu Xu- Xu
16 83.7
30 69.7
50 49.7
75 24.7
93.8 5.9
98.4 1.3
99.6 0.1
99.7 0
99.7 0
34
第二节 静脉滴注
一、血药浓度
k X 单室模型静脉滴注给药模型
k0
35
第二节 静脉滴注
一、血药浓度
ln 2 0.693 k k
10
t1/ 2
消除某一百分数所需的时间:
C0 2.303 C t lg 3.32t1 / 2 lg k C C0
t 1/2个数 0 剩余% 100 消除% 0 t1/2个数 4 剩余% 6.25 消除% 93.75
1
2 3
50
25 12.5
50
75 87.5
31
尿排泄速率法与亏量法比较
速率法 亏量法
可间断取样
取样周期>4~5t1/2
必须连续取样
取样周期>7t1/2
结果波动大
Δt越大,误差越大
结果波动小
可求得有关参数
可求得有关参数
根据Xu可求相对生物利用度
k, ke, Clr
k, ke, Xu, Clr, F, Fe
32
(三)肾清除率(Clr)
Clr的定义:单位时间内从肾中萃取或排泄掉
20
(5) C/C0 =5%, t = -3.32 t1/2 lg(C/C0 ) =17.6 h
(6) C = 2 g/mL, t =? ln 2 = 2.15-0.17 t t = 8.5 h 或t = -3.32 t1/2 lg(2/8.57 ) =8.5 h (7)X0* = 2X0, C0* = 2C0 = 17.1, lnC0 = 2.84, 各时间点的血药浓度增加1倍 当C = 2时, t = -3.32 t1/2 lg(2/17.1 ) =12.5 h
的所有药物相当于占据血液的体积数。
dX u / dt Cl r C
ke X Cl r C
Clr = keV
33
例题:某病人,60kg, 静注某药物2.0 mg/kg,收集 尿液, 数据如下, 求有关参数。
t(h) 0.25 800 20 16 0.25 0.125 0.5 500 28 14 0.25 0.375 1.0 400 50 20 0.5 0.75 2.0 250 100 25 1.0 1.5 4.0 200 94 18.8 2.0 3.0 6.0 40.0 115 4.6 2.0 5.0 8.0 5.81 200 1.16 2.0 7.0 10 1.10 273 0.3 2.0 9.0 12 0 200 0 2.0 11
16
C (ug/ml)
例2:某一单室模型药物静脉注射20mg,消除半衰 期为3.5h,表观分布容积为50L,问清除药物注射 量的95%需要多少时间?10h的血药浓度为多少?
17
例3: 给一个50 kg体重的患者静脉注射某抗
生素6mg/kg ,测得不同时间的血药浓度如下:
T (h) 0.25 0.50 1.00 3.00 6.00 12.0 18.0 C (g/mL) 8.21 7.87 7.23 5.15 3.09 1.11 0.40 以lnC-t回归: ln C = 2.15 – 0.17 t 求该药的k,t1/2, V, CL, AUC,静注10h的血药浓度 若剂量的60% 以原形从尿中排出,则肾消除率?
AUC C dt C0 / k X 0 / kV X 0 / CL
0

12
4. 体内总清除率(TBCl):机体在单位时间内能 清除掉多少体积的相当于流经血液的药物 。
TBCl =
dX / d t C
kX ,即 TBCl = kV TBCl = C
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