第八章 单室模型(血管外).
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。
得
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。
生物药剂学与药物动力学资料

由此式可以计算静脉注射后,随时间变化的血药浓度值
血药浓度与时间关系
用图解析:
C0 lgC logC0 斜率(slope)= C= C0 e-Kt lgC1
K
2.303
C
=
lgc2-lgc1 t2 - t1
gC0- Kt/2.303
t2
t
Y=a + bt
最小二乘法求算k 和C0
= fss = (1- e
–0.693 n)
5. 达稳态血药浓度后,中止给药时血药浓度 1)设:T 中止给药时的时间 2)体内药物量的变化只与排泄,即消除速度有关 3)反应过程为一级反应过程 此时: K
C0 = Css =
0
KV
K0 –K(t – T) – Kt ’ e = C = Css e KV 取对数得: K0 K lgC = lg (t-T) KV 2.303
lgC=lgC0- Kt/2.303 Y=a + bt
n 1 n t i Yi ( t i )( Yi ) n i 1 i 1 i 1 b n 1 n 2 2 t ( t ) i i n i 1 i 1
n
n 1 n a ( Yi b t i ) n i 1 i 1
无吸收过程的线性单室模型
Kex
Xu Xm Xb
X0
X V C
X= Xu+ Xm+ Xb K=Kex+Km+Kb
Kex:尿中排泄速度常数(hr-1) Km:代谢速度常数( hr-1 ) Kb:胆汁,肺,汗腺等其它 排泄速度常数( hr-1 ) Xu:尿中排泄的药物量(mg) Xm:被代谢的药物量(mg) Xb:其它途径排泄的药物量(mg)
生物药剂与药物动力学(附习题及答案)

⏹课程内容与基本要求生物药剂学与药物动力学是药学专业的一门主要专业课,其中生物药剂学是研究药物及其剂型在体内的吸收、分布、代谢与排泄过程,阐明药物的剂型因素,机体生物因素和药物疗效之间相互关系的科学;药物动力学是应用动力学原理与数学处理方法,定量地描述药物通过各种途径进入体内的吸收、分布、代谢、排泄过程的量时变化或血药浓度经时变化动态规律的一门科学。
本课程教学目的是使学生了解生物药剂学与药物动力学对于新药、新剂型与新制剂的研究与开发及临床合理用药的重要理论和实践意义。
掌握生物药剂学与药物动力学的基本工作原理、基本计算方法和基本实验技能,培养学生分析问题与解决问题的能力,培养学生一定的动手能力,为毕业后从事新药研发和药学服务等专业工作打下必要的基础。
⏹课程学习进度与指导(*为重点章节)第九章多室模型 1 学习课件,理解多室模型特点和识别方法第十章* 多剂量给药 3 学习课件,重点掌握稳态血药浓度的计算第十一章非线性药物动力学 2 学习课件,重点理解特点,机制和识别方法第十二章统计矩分析 1 学习课件,掌握MRT含义及计算第十三章* 药物动力学在临床药学中的应用3 学习课件,重点掌握给药方法设计方法第十四章* 药物动力学在新药研究中的应用3 学习课件,重点掌握第一章生物药剂学概述一、学习目标掌握生物药剂学的定义,剂型因素与生物因素的含义。
熟悉生物药剂学的研究内容和进展,了解生物药剂学研究在新药开发中的作用。
二、学习内容生物药剂学的定义与研究内容;剂型因素与生物因素的含义。
三、本章重点、难点生物药剂学的概念;剂型因素与生物因素的含义。
四、建议学习策略通读教材后观看视频,并复习相关药剂药理知识帮助理解.五、习题一、名词解释1、生物药剂学(Biopharmacutics)2、吸收(absorption)3、分布(distribution)4、代谢 (metabolism) 5、排泄 (excretion) 6、转运 (transport) 7、处置 (disposition) 8、消除 (elimination) 二、简答题1.简述生物药剂学研究中的剂型因素。
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
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

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。
2016药物动力学学 第八章 单室模型

k0 C ss kV
第八章 单室模型
第八章 单室模型
• 达坪分数(ƒss):稳态前,任一时间的C值可达到多 少Css的百分数来表示:
k0 C= (1 - e -kt ) kV
• ƒss= =1-e-kt
k0 C ss kV
达稳时间越短
C=CSS ƒss
• K愈大(t1/2越小)
第八章 单室模型
ke X 0 Xu (1 - e k
u
)
2
ke X 0 ke X 0 (1 - e -kt ) 2 减 1 得: X - X u k k
k e X 0 -kt e 即, X - X u k
u
第八章 单室模型
k e X 0 -kt X - Xu e k
u
lg( X - X u )
第八章 单室模型
EXCEL求解
步骤:1、计算lgC
输入:=log(b2),
其余复制b4公式
2、打开图表向导,绘制lgC-t图
lgC-t 3 2.5
C(ng/ml)
2 1.5 1 0.5 0 0 5 10 t(h) 15 20 lgC-t
3、添加趋势线/选项/显示公式和R方 斜率b=-0.055=-k/2.303 截距a=2.5068=lgC0
第八章 单室模型
2、血药浓度与时间的关系:
dX kX dt
等式两侧同除以V, e-kt 则 C = C0· 血药浓度-时间曲线见右图:
X = X0· e-kt
第八章 单室模型
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
第八章 单室模型
8单室模型

单室模型
定
义
• 药物进入体内以后,可迅速分布于机体 各组织器官,并迅速在血液、其它体液 和各组织器官之间达到动态平衡,即药 物在全身各组织部位的转运速率是相同 或相似的,此时,把整个机体视为一个 房室,称之为单室模型或一室模型。
第一节
(一)模型的建立
X0 公式推导:
静脉注射
一、血药浓度
X
k
lg Ct / Co = k t = lg 1/2 t = lg2 2.303/k = 0.693 / k ∴ t1/2 = 0.693 / k
2.303
• 体内消除到某一百分数所需的时间即所需半 衰期的个数:
C0 2.303 C0 2.303 t lg t 1 / 2 lg k C 0.693 C
lg
-
k t+ 2.303
lg Xu∞
其中( Xu∞ - Xu ) 为待排泄原形药物的量,即亏量
得到直线方程,其斜率为 -k/2.303, 求得k消除速度常 数, 截距为lg Xu∞
图8-5 尿药累积曲线
图8-6 尿药亏量-时间关系
k e X0 已知 Xu = k
∞
当药物完全以原型经肾排泄时,k=ke 则 Xu∞=X0 即尿中原型药物排泄总量等于静脉注射的给药剂 量。 X ke u X0 k
(三)药动学参数的求算
1、作图法
静脉注射给药后,测定不同时间ti的血药
浓度Ci(i=1, 2, 3, 4, 5…..n),将血药浓度
的对数lgC对时间t作图,可得一条直线,
从直线斜率和截距求出k和C0。
2、线性回归法 (求算k和Co)
• 半衰期
lgCt = 当Ct = 0.5 Co 时 :
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(二)曲线下面积AUC
1.积分法
AUC 0 M e kt e k t dt 0
a
M kt M e d kt 0 k ka M M 0 1 0 1 k ka M M k ka FX 0 kV
ci 1 ci cn AUC 0 ti 1 t i 2 k i 0
n 1
(三)k和ka的计算
1.残数法: 是药物动力学中把一条曲线分解成若干指数成分,从 而求药动学参数的方法。 在单室模型和二室模型中均有应用。 总之,凡C-T曲线为多项指数时,均可采用此方法。
该式为待排泄的原型药物量与时间t的关系。
当ka>k,t充分大时,e
u
-ka t
0
X k kt X Xu e ka k
X k k lg( X X u ) lg t ka k 2.303
u u a
u a
以
lg( X u X u ) 对t作图,从直线的斜率可求出K。
对上式积分得
( X A )t VCt KV Cdt
0
t
其中,(XA)t为t时间体内已吸收的药量,Ct为t时的血药浓度
( X A )t VCt KV Cdt
0
t
当t→∞时
( X A ) KV Cdt
0
其中,(XA) ∞为体内完全被吸收的药量。
( XA)t VCt kV 0 Cdt Ct k 0 Cdt 吸收分数 XA kV Cdt k Cdt 0
dX u / dt 故 C= keV
(dX u / dt) k dX u 1 d . ke dt ke dt
对上式自时间
0t
积分:
dX A 1 d (dX u / dt) k dX u . ke dt ke dt dt
得
1 dX u k (X A) ( . ) ( X u) t t t ke dt ke
利用此公式可求出消除速率常数k。
C =Me kt Me kat
Me
设Me
kt
kt
C =Me
ka t
C =Cr
ka lg C r=lgM t 2.303
由此直线可求出吸收速率常数ka。
残数法计算步骤:
(1)作lgC-t图
(2)用消除相(曲线尾段)几个点作直线求消除速率常数k
0
t
t
该式描述了一定时间被吸收药物量与完全被吸 收药物量之间的关系。 先求:
ka FX 0 ka t kt k Cdt k (e e )dt 0 0 V (k k ) a
t t
ka FX 0 kt ke kat k 1 e V ( ka k ) ka ka
1 e k t ke kat ka k ka ka (k ka )
ka t k t 1 e ke X u ka X u ka k ka ka (k ka ) ka t k t e ke X u 1 1 k k k ( k k ) a a a X u ka t k t k e ke a ka k
ka k tmax 2.303
解出tmax
t max =
2.303 lg ka ka - k k
由上式可知,药物的tmax由ka、k决定,与剂
量大小无关。
Cmax=
代入式 e k t
kaFX0 V(ka-k)
(e
-ktmax_ -kat max)
e
a max
k ktmax e ka
当t 时 e-k t 0
a
dX u ke ka FX o kt e dt ka k
X u ke ka FX o k lg lg t中 t ka k 2.303
X u 以 lg 对t中作图, 即可求出k值 t
尿药总排出量的 X 计算
u
X (X ) (X )
dXa kaXa dt
dX kaXa kX dt
2.血药浓度— 时间关系
体内药量与时间关系:
kaFX 0 kt ka t X e e ka k
体内药物浓度与时间关系:
kaFX 0 ka t kt C e e V (ka k )
F: 吸收药量与给药量剂量之比。取值范围:0-1
ka FX 0 k ka kat ka k e ) V (ka k ) ka ka
FX 0 ka t 1 e V
而
k
0
FX 0 FX 0 Cdt k kV V
所以:
FX 0 ka t 1 e C K Cdt t ( XA)t V 0 FX XA 0 K Cdt 0 V
t u 0
u
u t
对下式进行积分
得
dX u ke ka FX o kt e dt ka k
(X u / t )t (X ) k
u t
所以
(X u / t )t X (X ) k
u t u 0
2、亏量法(药物半衰期短采用此法)
ke ka FX 0 kt kat dX u (e e ) ka k dt
上式经拉氏变换得:
ke ka FX o Xu k
1 e kt ke kat k k k k ( k k ) a a a a
上式即为血管外给药,尿中原形药物量Xu与 时间t的关系。
当t 时
ke FX o X k
u
ke ka FX 0 Xu Xu Xu k
Cmax
ka FX 0 k ktmax ktmax (e e ) V ( ka k ) ka
ka FX 0 ka k ktmax ( )e V ( ka k ) k a
FX 0 ktmax e V
Cmax与X0成正比。 tmax 与Cmax反映药物吸收的速度。
残数法:
ka FX 0 kt kat C e e V ( ka k )
令:
ka FX 0 M V ( ka k ) C M (e
kt
e
ka t
)
Ka/k>3,且t充分大时(3-4个半衰期),
e
ka t
0
C =Me
两边取对数得:
kt
k lg C =lgM t 2.303
ka t ka FX 0 kt kat ke k kt Ct k Cdt 1 ) (e e ) (e 0 V ( ka k ) ka ka t
ka t ka FX 0 ka k ke ka t e ) V (ka k ) ka ka
0
e kat d kat
2.梯形法(参数未知时)
血药浓度(ug/ml)
c(ug/ml) 35 30 25 20 15 10 5 0 0 20 时间(h) 40 60
c(ug/ml)
1 AUC 0 [c1 t1 t 0 c1 c 2 t 2 t1 c 2 c3 t 3 t 2 2
( XA)t 3. 求出吸收分数 XA ( XA)t ] 对t作图,从斜率求出Ka。 4. 以 lg100[1 XA
t
0
Cdt 和
0
Cdt
W-N法应用范围:
只适用于一室模型,二室模型用L-R法。 W-N法结果有助于进行药物体内外相关 性研究,即以吸收分数与释药百分数作 图。
dXA dX dXE V dC kVC dt dt dt dt
对上式积分得
( X A )t VCt KV Cdt
0
t
其中,(XA)tCt为t时的血药浓 度)
dXE kX kVC dt
dX dVC V dC
dXA dX dXE V dC kVC dt dt dt dt
当 0 时,得
k (X A) Xu ke
将上两式相除得:
dX u ( ) k X u) t+( t (X A) dt t = (X A) kX u
1 VX u ( X A) . ) (X u) t= ( t t (X A) k Vt
用W-N法根据尿药排出量测定吸收程度和速度 ( X A )t ka lg100[1 ] lg100 t ( X A ) 2.303
dX u ke X keCV dt
dXA VdC 又 kVC dt dt
dX u / dt 将 C= 代入得: keV
dX A V. dt d ( dX u / dt ) keV dX u / dt kV dt keV
3.单室模型血管外给药的血药浓度-时间曲线
c(ug/ml) 35 30 25 20 15 10 5 0 0 20 时间(h) 40 60
血药浓度(ug/ml)
c(ug/ml)
血管外给药的血药浓度-时间曲线
(一)达峰时间tmax和血药峰浓度 0 ka t kt C e e V (ka k )
第三节 一室模型血管外给药
药学院药剂教研室 高秀蓉
一.单室模型血管外给药的血药 浓度-时间关系
1.模型的建立 2.血药浓度— 时间关系