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1、I摘 要随着社会的发展和人民生活水平的提高,医药卫生水平逐渐成了反映民生的一个重要指标,对临床上用药的要求也越来越高.大量研究表明,药物在完整的机体中,随着时间变化不断地进行着吸收、分布、转化和排泄,而且始终都处在一种动态变化的过程中.在临床上为了提高疗效,避免毒副作用,必然要求对这种动态变化的过程进行准确的刻画,而给药模型的建立就是为了解决这一问题，所以给药问题模型的建立、求解与分析有重要的理论与应用价值.本文首先介绍了药物动力学的基本概念,并根据药物的动力学原理建立了一室模型、两室模型,并对模型进行了分析与求解,求出了反映药物动力变化的主要参数值,然后根据计算结果给出了给药方案.最后本文详
2、细的阐述了多次血管外重复给药模型的建立与求解,并根据卡那霉素肌注实验结果,继而把实验测得值与模型求得的理论值进行比较,从而来验证模型的正确性与可靠性.关键词：给药；建模；临床;模拟；验证AbstractWith the development of society and the improvement of peoples living standard, medicine and health gradually became an important index which reflects peoples livelihood, and the requirements for cli
3、nical medicine become much higher. A mass of research indicate that drugs in the whole body is carrying on the absorption, distribution, transformation and excretion as the time by, and always in a dynamic state. It is generally difficult for us to accurately describe the dynamic changes of the proc
4、ess. In clinic in order to improve the curative effect, avoid toxic effect. It is must to accurately describe the dynamic changes of the process and the establishment of dosing model is to solve this problem, so establishment and solution and analysis of give medicine model have important theory and
5、 application value. This paper firstly introduces the basic concept of pharmacokinetics, and according to the principle of dynamics drugs established one compartment model, two compartment model , then we do some analyzes and solving on the model, and get the main parameter value which reflect the d
6、ynamic changes of drugs ,then according to the calculation result gives dosing. Finally the paper expatiates outside blood-vessel many times repeat administration model establishment and solving, and according to kanamycin muscle note experimental results, and the experimental measurement value and
7、the theoretical model for comparison, thus to validate the accuracy and reliability of the model.Keywords: Give medicine modeling; Clinical; Simulation; Application; Development II目 录摘 要IAbstractII引 言11 药动力学的基本知识21.1 药物浓度变化21.2 药物的消除类型在体内的代谢方式21.3 房室模型的基本概念31.4 药物代谢动力学的主要参数31.5 表观分布容积51.6 半衰期51.7清除率
8、61.8多次给药的时间- 药物浓度曲线和稳态浓度62 给药模型72.1 一室模型的单剂量给药方案72.1.1 单次快速静脉注射给药72.1.2 恒速静脉注射给药92.2 两室模型132.2.1 两室模型药物静脉注射给药132.2.2 各种动力学参数的计算153 多次血管外给药方案173.1 一室开放模型的药代动力学173.2 二室开放模型药代动力学193.3 卡那霉素肌注给药方案的制定21结束语24参考文献25致 谢2626引 言 建模是研究很多实际问题重要手段和前提.凡是用模型描述事物的因果关系或相互关系的过程都属于建模.由于临床上人体内的血药浓度随人体的代谢呈动态变化,所以我们一般通过模型
9、来模拟人体血药浓度的变化.通过对药物代谢规律的分析,根据药物代谢的机理来建模;也可以通过实验或统计数据的处理,并根据我们已有的知识和经验来建模.在当代随着医药水平的提高,药物品种日益增加,但临床上滥用和不合理用药亦日益增多,临床药物治疗水平在某些方面并没有随着药品品种的增加而有较大提高,由于滥用或不合理用药,临床不断出现严重的医疗事故或引起药源性疾病. 在建模和医药的共同发展下,一门新的学科药动力学产生了, 我国药动学较系统的研究始于陈琼华教授1963年对单味中药大黄的体内过程的研究其发展经历3个阶段：一阶段( 1949-1970年) ，主要进行活性成分的体内过程研究，但未应用现代药动学理论，
10、对实验数据作动力学分析 ；二阶段(1970-990年) ，药动学迅速发展，相关论文大幅增加，更多高灵敏的现代分析仪器和测定方法的应用，在有效成分的药动学研究中动力学模型理论广泛开展，如丹参、人参、 银杏叶等的药动学研究资料已在文献中有阐述.新药审评办法对新药药动学研究要求的提高促进药动学发展 ；三阶段(1990年至今) ，药动学作为一门新兴学科正在形成.新理论 、新学说如证治药动学嘲、辨证药动学、复方散弹理论等涌现，极大丰富了中药药动学研究. 药物动力学是定量研究药物在生物体内吸收、分布、排泄和代谢随时间变化的过程的一门学科,它的发展对药物评价,新药设计,药物剂型改进,临床指导合理用药,以及优
11、化给药方案等具有重大的实用价值.药物动力学模型是为了定量研究药物体内过程的速度规律而建立的模拟数学模型,常用的有房室模型和生理药动学模型.通过房室模型可以分析药物在人身体的运行情况,得到药物在血液中的浓度变化（即血药浓度）,从而给出最佳给药方式及血药浓度的峰值时间.这样就可以选择最佳治疗方案.而生理药动学模型则主要用于预测药物在器官组织中药物浓度及代经时过程和药物处置在动物间的外推.本文主要是根据药动力学原理进行数学建模,进而对模型进行求解,再根据求解结果,设计出合理的给药方案.1 药动力学的基本知识大量研究表明,药物在完整的机体中,随着时间变化不断地进行着吸收、分布、转化和排泄,而且始终都处
12、在一种动态变化的过程中.我们一般很难准确地描述这种动态变化的过程,因此常借用时间-药物浓度曲线图的测定,并选定数学模型,用特定的数学公式或计算机程序软件测算出一系列药代动力学参数,通过这些参数既可从各个侧面反映药物在体内变化的动态过程,还可借以指导临床设计或调整给药方案（如确定给药的剂量、给药的途径以及给药的间隔时间等）,真正做到合理用药.现将药代动力学的一些基本概念和主要药代动力学参数介绍如下：1.1 药物浓度变化用药后,药物在体内是不断地吸收、分布、转化和排泄的,血药浓度随着时间的推移也不断发生着变化,刚开始主要以吸收为主,与此同时,分布及少量的代谢和排泄也已开始进行；当代谢和排泄过程逐渐
13、占主要地位后,药物浓度就开始下降.由此可见药物的吸收、分布、转化和排泄其实并没有严格的分界线,只是在某段时间内以哪一过程为主而已.一般我们通过药物浓度的测定,画出近似的时间-浓度曲线,我们可采用计算机程序测算出一系列药代动力学参数,以反映药物在体内吸收、分布、转化与排泄的规律和特点.1.2 药物的消除类型在体内的代谢方式 药物消除类型药物在体内的消除方式,按其速率可归纳为以下三种类型：(1）一级消除动力学（first-order elimination kinetics）又称恒比消除,即单位时间内,药物总是按血药浓度的恒定比例进行消除,其消除速率总是与血药浓度成正比.大多数药物的消除都属于一级
14、动力学消除.而且药物吸收、分布中的被药物运动,也是按照一级动力学方式进行的.一级动力学的方程式：.式中,表示药物消除速率,为一级消除速率常数（即恒定比例）,负号表示药物浓度下降,为消除初始时药物浓度. （2）零级消除动力学（zero-order elimination kinetics） 又称恒量消除,即单位时间内,药物始终以一个恒定的数量进行消除,其消除与血药浓度无关.完全属于零级动力学消除的药物甚少,但药物吸收、分布中的主动转运及易化扩散则多是按零级动力学方式进行的.零级动力学的方程式：.式中, 表示药物消除速率,为零级消除速率常数,因为的指数为零,所以消除与血药浓度无关.（3）米氏消除动
15、力学（Michaelis-Menten elimination kinetics） 是指包括零级和一级动力学消除在内的混合型消除方式.如当药物剂量急剧增加或患者有某些疾病（如肝、肾功能不全）,或与其他药物配伍使用等情况时,药物在体内达到一定浓度后,会出现饱和现象（肝药酶代谢药物的能力达到饱和）,消除方式则可从一级动力学消除转变为零级动力学消除,苯妥英钠、普萘洛尔、苯海拉明、保泰松、乙醇等少数药物的消除就可出现这种情况.如当乙醇在血液中浓度时,按一级动力学消除；但当时,则可转成按零级动力学消除.零级消除动力学和米氏消除动力学又合称非线性消除动力学（nonlinear elimination kinetics）.1.3 房室模型的基本概念为预测药物在体内的动力学过程,我们可以从数学的角度把机体概念化为一个系统,并按动力学的特点将系统分为若干房室（compartments）来进行研究,称为房室模型.这个房室只是从数学的角度提出的一个抽象概念,与生理学上实际的体液房室概念不同.根据房室数目组成的不同,又可将其分为一室开放模型和多室开放模型.我们可根据不同的模型类型,采用不同的计算式或计算机程序包来估算出特定的药代动力学参数,供临床用药参考.对于一个具体药物的研究来说,准确地判定和选择模型类型是进行药代动力学分析的关键,因为不同类型的模型,将采用不同的计算式来估算其特定的药代动力
