第八章 单室模型-3血管外给药

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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。

生物药剂学与药物动力学资料

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)

第八章 单室模型(血管外).

第八章 单室模型(血管外).

(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

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

生物药剂与药物动力学(附习题及答案)

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

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

生物药剂学与药物动力学(生物制药专业)-已修订

生物药剂学与药物动力学(生物制药专业)-已修订

生物制药专业《生物药剂学与药物动力学》课程教学大纲课程名称:生物药剂学与药物动力学课程代码:05101902 课程类型:限制性专业课总学时:54 学分:3实验(训)学时:12 自主学习学时:4考核方式:分散一、课程教学目标生物药剂学是生物制药专业的一门主要专业课程。

它是研究药物及其剂型在体内的吸收、分布、代谢、排泄过程,阐明药物的剂型因素,机体生物因素和药物疗效间相互关系,并应用动力学原理与数学处理方法,定量描述药物在体内动态变化规律的学科。

它的基本目的是:对体内过程进行定量描述,正确评价药剂质量,设计合理剂型、处方及生产工艺,为临床合理用药提供科学依据,使药物发挥最佳治疗作用。

通过本课程的教与学,力求使理论与实际相结合,不仅培养学生具有生物药剂与药物动力学的基本理论、基本知识和基本技能,而且培养学生独立分析和解决问题的能力及严谨的科学作风。

为从事药学及临床药学工作,保证药品质量,合理用药,充分发挥药效,降低毒副反应,以及研究探讨新剂型和新制剂,更好地为卫生保健事业服务打下良好的基础。

二、教学内容与学时分配第一章绪论[目的要求]1.掌握生物药剂学的定义与研究内容;2.掌握剂型因素与生物因素的含义;3.熟悉药物的体内过程;4.了解生物药剂学研究在新药开发中的作用。

[教学内容]1.生物药剂学的定义;2.药物的体内过程;3.生物药剂学研究内容;4.生物药剂学的发展;5.生物药剂学与相关学科的关系。

[教学方法] 课堂讲授法[讲课时数] 3学时第二章口服药物的吸收[目的要求]1.了解生物膜的结构2.掌握药物通过生物膜的转运机制3.熟悉胃肠道的结构、功能4.掌握影响药物消化道吸收的生理因素、药物因素和剂型因素5.熟悉口服药物制剂作用快慢的主要原因[教学内容]1.药物的膜转运与胃肠道吸收2.影响药物吸收的生理因素3.影响药物吸收的物理化学因素4.剂型因素对药物吸收的影响5.口服药物吸收与制剂吸收与制剂设计[教学方法] 讲授法,实验[讲课时数] 15学时,课堂讲授学时9,实验学时6。

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。

8单室模型

8单室模型
第八章
单室模型


• 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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-katmax 再将e 再将
= 药时曲线方程得: 药时曲线方程得:
-ktmax k/kae
代入
残数法 (K/Ka) K/Ka)
药动学中将一曲线分段分解成若干指数函数 Feathering / peeling / stripping 应用: 应用:血药浓度曲线由多指数函数表达
K/ Ka估算 (残数法) 残数法)
Wagner-Nelson法(W-N) 法 )
又称待吸收百分数法 一室模型法 又称待吸收百分数法;一室模型法 待吸收百分数 是求算Ka的经典方法 是求算 的经典方法



若以(Xa)t/(Xa)∞ 对释放百分数作图 , 可得出 对释放百分数作图, ① 若以 体外释放百分数和体内吸收百分数之间关系。 体外释放百分数和体内吸收百分数之间关系 。 ② 若 [1- (Xa)t/(Xa)∞]对 t作图为一直线 , 属于零 作图为一直线, 对 作图为一直线 级吸收;即本法可用于一些零级吸收过程。 级吸收;即本法可用于一些零级吸收过程。 本法只适用于单室模型, ③ 本法只适用于单室模型,对于双室模型要用 L-N(Loo-Riegelman)法 Loo-Riegelman)
滞后时间: 滞后时间:
A:图解法 图解法
B 参数计算法: 参数计算法:
C = Ae-kt – Ae-ka t 尾段直线 lnC = – Kt +lnC0 残数线 ln (C0e-kt – C) = – Kat+ lnA 在两直线的交点处: 在两直线的交点处: lnC = ln (C0e-kt – C) 则: lnC0 - Kt = lnA – Kat 所以: 所以:t = (lnA-lnC0) / (Ka-K)
备注: 备注: 1. 第一段和第二段曲线 ,血药 浓度由k 共同支配, 浓度由 a 和 k共同支配 , 呈双指数 共同支配 下降。 下降。 2. 第三段为消除相,血药浓度只受 第三段为消除相, k支配,呈单指数下降。 支配,呈单指数下降。 3. V吸 和V除 是指吸收速度和消除 速度, 速度,等于浓度和速率常数的乘积 (V吸= kaXa、V除= kX);而ka和k ) 是恒定不变的。 是恒定不变的。
第三节 血 管 外 给 药
一、模型的建立和 关系式 模型的建立和C-t关系式
dXa/dt = -KaXa dX/dt = KaXa – kX 求解: 求解:由(1)式得:Xa = FX0e-Kat )式得: 代入( 代入(2): dX/dt = KaFX0e-Kat – kX 两边乘以积分因子e 两边乘以积分因子eKt得:
(K所以: 所以: d(XeKt)/dt = KaFX0e(K-Ka)t (K积分得: /(K积分得: XeKt = KaFX0e(K-Ka)t/(K-Ka) + C
已知: 0时 已知: t = 0时,X = 0 所以: /(K所以: C = -KaFX0/(K-Ka)
将积分常数代入并整理得: 将积分常数代入并整理得:
( kat) )
式中X 为待吸收药量; 式中 na为待吸收药量;FX0为吸收总量 = (Xa)∞ 故待吸收分数又等于: 故待吸收分数又等于: Xna / FX0 = e-kat = [1- (Xa)t/(Xa)∞] 所以: 所以: [1- (Xa)t/(Xa)∞] = e-kat
取对数: 取对数:ln100[1- (Xa)t/(Xa)∞] = -Kat + ln100
残数法
条件: 条件: 1. ka > >k(大多数符合) (大多数符合)
2. 吸收相内多次取样( >3),减少误差 吸收相内多次取样( ),减少误差 ), 3. 取样时间足够大,减少误差 取样时间足够大, 4. 药时曲线须能拟合某一合适模型 * k > ka 残数法先求出的是 ka Page 205 残数法步骤
(2) 进一步求算ka ) Ae-kt – C =Ae-kat ln (Ae-kt – C ) = lnCr = – kat +lnA
用lnCr对t进行线性回归,截距=lnA 斜率 = -ka 注意: 注意:此处回归时,应采用实验测定的吸收相端的数 据点。其中Ae-kt – C为残数浓度 残数浓度(记为Cr),等于用 残数浓度 求算的k在吸收相端外推得到的Ae-kt减去该时刻的血 药浓度实测值C。
4.清除率: Cl = KVd = X0F/AUC .清除率: 5.峰时和峰浓度(tmax,Cmax): .峰时和峰浓度 ) (1) 公式法: 即令其一介导数等于零,(药量变化为零 公式法: 即令其一介导数等于零, 药量变化为零 药量变化为零) 则: dc/dt = A(e-kt - e-kat)’= 0 kae-katmax - ke-ktmax = 0 ke-ktmax = kae-katmax 取对数: lnk-ktmax = lnka-katmax 取对数: 整理得: 整理得:
A线 ( 吸收曲线 ) 线 吸收曲线)
Ka FX 0 Ka lg(C ' C) = lg( ) t Ka K V 2.303
线为吸收曲线, 若Ka<K时,则刚好反过来,B线为吸收曲线, 时 则刚好反过来, 线为吸收曲线 A线为消除曲线。 线为消除曲线。 线为消除曲线
(1) 先求算 ) 先求算k (当ka > >k;并t ∞) ; C ≈ A e-kt 药时曲线的尾段 lnC = lnM – kt 斜率就是-k, 截距就是lnM 注意: 注意:此处回归时,应采用实验中 实验中 最尾端的几个数据点。(只有消除) 最尾端的
两边除以V得: 两边除以 得
该式即为单室血管外给药的C-t曲线方程 该式即为单室血管外给药的 曲线方程
二、方程的确定

ka FX0 M= (ka k)V
-kt M(e
则:C =
(8-71)
-kat) e
C-T曲线图分析: 曲线图分析: 曲线图分析 第一段 相应时间 变化状态 浓度 变化 速度变化 一阶导数 二阶导数 0 ~ tmax 凸形上升 峰点 tmax 峰顶 第二段 tmax ~ ti 凸形下降
待吸收百分数法( 待吸收百分数法(Wagner-Nelson法) 法 求ka
应用: 应用:
药时曲线不能拟合合适模型时 1. 此方法与数据符合哪个吸收模型无关 2. 此方法与吸收常数符合哪个吸收速度类型无关 一级/零级 一级 零级
待吸收百分数法( 待吸收百分数法(Wagner-Nelson法) 法 求ka
(2)W-N法的计算步骤 ) 法的计算步骤 lnC对 作图,从后段直线求K ① 以lnC对t作图,从后段直线求K; ② 用梯形法求 ③ 计算 K 计算C+ ④ 计算C+ 计算[1⑤ 计算 (Xa)t/(Xa)∞]值 ∞值 计算ln100[1- (Xa)t/(Xa)∞]值 ⑥ 计算 值 作图得Ka值 ⑦ 以ln100[1- (Xa)t/(Xa)∞]对t作图得 值 对 作图得 和 和 K
单剂量口服某药物, 例 单剂量口服某药物,测得各时间 的血药浓度如下表所示, 的血药浓度如下表所示,用WagnerNelson法求吸收速度常数。 法求吸收速度常数。 法求吸收速度常数
T(h) C(ug/ml) T(h) C(ug/ml) T(h) C(ug/ml) 0 1 2 3 4 0 28.24 46.31 57.33 63.48 5 7 10 15 66.29 65.90 58.60 43.51 20 50 100 31.14 3.91 0.12
(K(dX/dt+kX) eKt(dX/dt+kX)= KaFX0e-Kat eKt = KaFX0e(K-Ka)t
上式左边符合微分法则-函数积的公式, 上式左边符合微分法则-函数积的公式, (uv) u 即: (uv)= uv + uv 这里: 这里: u = X; 即: v = eKt d(XeKt)/dt = eKt(dX/dt + kX) kX)
第一段:达峰以前,吸收为主, 第一段:达峰以前,吸收为主, /dt>dX/dt直至 dXa/dt>dX/dt直至 dXa/dt=dX/dt 第二段:峰点-拐点,消除为主, 第二段:峰点-拐点,消除为主, /dt<dX/dt直至 dXa/dt<dX/dt直至 /dt→0, dXa/dt→0, 曲线呈双指数下降 第三段:拐点以后,只有消除, 第三段:拐点以后,只有消除, /dt=0,dX/dt→0, dXa/dt=0,dX/dt→0, 曲线呈单指数下降
据题意, 据题意,取tlag = 0.079 h (2) k、t,有 C = Ae-kt 即 lnC = lnA – kt, 充分大时 用实验数据的后三点回归得: 用实验数据的后三点回归得: lnA = 4.5724 k = 0.1099/h A = 96.7788 t1/2 = 0.693/0.11 = 6.3h
A线 线
一般来说, 一般来说,Ka> > K, 则 有当经过一定时间药物绝 大部分被吸收, 大部分被吸收,这时
lgC t0
B线 线
e
Kat
→ 0(t →∞)
近似有: 近似有:
K a FX 0 Kt C = e Ka K V
'
(完全吸收后C`---t) 完全吸收后 )
t
取对数有:
Ka FX0 K ) t lgC = lg( Ka K V 2.303
三、参数的计算 1.半衰期:t1/2 = 0.693/k; t1/2Ka = 0.693/ka; .半衰期: ; ; 2.分布容积: 因为 A = KaX0F/(Ka-K)Vd .分布容积: 所以 Vd = Ka X0F /(Ka-K) A 3.AUC:(1)积分法: . : )积分法:
(2) 梯形法:同前 ) 梯形法:
吸收半衰期 0.693/K 消除半衰期 0.693/Ka
例:8人口服强的松龙10mg,测得药-时 数据如下:
t(h) 0.25 0.5 1 2 3 5 8 12 C(ng/ml) 15.38 30.75 36.38 49.13 58.63 54.75 41.63 25.5
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