最佳給藥方案

1、最佳給藥方案最佳給藥方案應(yīng)數(shù)應(yīng)數(shù)10-110-1班班 段林甲段林甲學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：20100902202201009022021 摘要： 通常病人每日用藥劑量及次數(shù)是根據(jù)科學(xué)研究由生產(chǎn)廠家嚴(yán)格規(guī)定的，目的是使藥物在人體內(nèi)保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的治療濃度。 然而生活中，人們常會(huì)由于種種原因忘記按時(shí)注射。甚至于有人急于治好病，就盲目增加注射次數(shù)，縮短注射間隔時(shí)間。其實(shí)這些做法是不科學(xué)的。藥效與藥物濃度在特定情況下成一定函數(shù)關(guān)系,可表示為E=f(C)。忘記注射和注射時(shí)間間期太短，均不利于藥效的發(fā)揮。 那么藥物濃度與藥效有怎樣的關(guān)系呢？注射時(shí)間間隔又是如何影響藥效的呢？2 問(wèn)題重述： 一種新藥用于臨床之前，必須

2、設(shè)計(jì)給藥方案.藥物進(jìn)入機(jī)體后血液輸送到全身，在這個(gè)過(guò)程中不斷地被吸收、分布、代謝，最終排出體外，藥物在血液中的濃度，即單位體積血液中的藥物含量，稱為血藥濃度。若假設(shè)在人體中血藥濃度是均勻的，快速靜脈注射后，濃度立即上升；然后迅速下降。當(dāng)濃度太低時(shí)，達(dá)不到預(yù)期的治療效果；當(dāng)濃度太高，又可能導(dǎo)致藥物中毒或副作用太強(qiáng)，故在臨床上，每種藥物有一個(gè)最小有效濃度m和一個(gè)最大有效濃度M。 物有一個(gè)最小有效濃度m和一個(gè)最大有效濃度M。 若藥物P的m為12g/ml，M為28g/ml，并在臨床前的實(shí)驗(yàn)中，用靜脈注射方式一次注入人體該藥物350mg后（注：1mg=103g），人體的血藥濃度如右表所示時(shí)間時(shí)間（h)1

3、24710濃度濃度（ug/ml)22.2 21.1 19.1 16.4 14.2 時(shí)間時(shí)間（h）1315182124濃度濃度（ug/ml)12.2 11.09.58.27.0問(wèn)題問(wèn)題1：若藥物需連續(xù)有效作用人體：若藥物需連續(xù)有效作用人體72小小時(shí)后能取得預(yù)期效果，請(qǐng)給出所有可能時(shí)后能取得預(yù)期效果，請(qǐng)給出所有可能的藥物的注射方案（即注射幾次，分別的藥物的注射方案（即注射幾次，分別在什么時(shí)間注射）。在什么時(shí)間注射）。問(wèn)題問(wèn)題2：若藥物療效的最佳濃度為：若藥物療效的最佳濃度為20g/ml，濃度為，濃度為m和和M時(shí)分別只有時(shí)分別只有50%的療效，試比較問(wèn)題的療效，試比較問(wèn)題1中的方案中的方案。3 問(wèn)題

4、分析： 將整個(gè)機(jī)體看作一個(gè)房室，稱中心室，室內(nèi)血藥濃度是均勻的?？焖凫o脈注射后，濃度立即上升；然后緩慢下降。當(dāng)濃度太低時(shí)，達(dá)不到預(yù)期的治療效果；當(dāng)濃度太高，又可能導(dǎo)致藥物中毒或副作用太強(qiáng)。臨床上，每種藥物有一個(gè)最小有效濃度m和一個(gè)最大有效濃度M。設(shè)計(jì)給藥方案時(shí)，要使血藥濃度 保持在mM之間。本題設(shè)m=12，M=28(ug/ml)。 1. 在快速靜脈注射的給藥方式下，研究血藥濃度（單位體積血液中的藥物含量）的變化規(guī)律； 2. 給定藥物的最小有效濃度和最大治療濃度，設(shè)計(jì)給藥方案：每次注射劑量多大；間隔時(shí)間多長(zhǎng)4 問(wèn)題假設(shè)： 1.機(jī)體看作一個(gè)房室，室內(nèi)血藥濃度均勻 一室模型; 2.藥物排除速率與血藥

5、濃度成正比，比例系數(shù) k(0); 3.血液容積v, t=0注射劑量d, 血藥濃度立即為d/v;4.對(duì)血藥濃度數(shù)據(jù)作擬合，符合負(fù)指數(shù)變化規(guī)律Mm0t5 符號(hào)說(shuō)明： m:藥物的最小有效濃度； M:藥物的最大有效濃度； K:藥物排除速率； d:注射劑量； t:給藥時(shí)間間隔； v:血液體積；6 模型建立與求解： 由假設(shè)2得：dm/dt=-km; 由假設(shè)3得：m（0）= d/v ; 得 ： m(t)=(d/v)exp(-kt) 由 m(t)=(d/v)exp(-kt)=ln m=ln(d/v)-kt y=ln m,a1=-k,a2=ln(d/v) y=a1ta2;k=-a1;v=d/exp a2設(shè)計(jì)一個(gè)

6、matlab程序： d=350; t=1 2 4 7 10 13 15 18 21 24 27; m=22.2 21.1 19.1 16.4 14.2 12.2 11.0 9.5 8.2 7.0 6.0; y=log(m); a=polyfit(t,y,1) k=-a(1) v=d/exp(a(2)7 結(jié)果分析與檢驗(yàn): 問(wèn)題1： 計(jì)算結(jié)果為：k=0.2546(1/h);v=15.15(l) 設(shè)每次注射劑量D, 間隔時(shí)間t; 血藥濃度m(t) 應(yīng)m m(t) M; 初次劑量D0 應(yīng)加大; 給藥方案記為：D0,D,t 1.D0=vM,D=v(M-m) 2.m=M*exp(-kt)t=(1/k)*l

7、n(M/m) 計(jì)算結(jié)果為：D0=370.4,D=225,t=3.9 給藥方案：D0=370(mg),D=225(mg),t=4(h) 所以最優(yōu)的給藥方案就是第一次注射370mg,每隔4小時(shí)注射一次，每次注射量為225mg,連續(xù)注射72小時(shí)。問(wèn)題2 由于藥物療效的最佳濃度為20g/ml，濃度為m和M時(shí)分別只有50%療效，計(jì)算結(jié)果為：k=0.325(1/h);v=15.15(l);D=159.37(mg),所以注射時(shí)間間隔為3小時(shí)，每次注射160mg,連續(xù)注射72小時(shí)，方能達(dá)到最佳的治療效果。8 模型的評(píng)價(jià)： 優(yōu)點(diǎn)：1）藥物濃度與時(shí)間關(guān)系簡(jiǎn)化的指數(shù)模型，優(yōu)點(diǎn)：藥效總能控制在最佳水平；初次時(shí)間間隔需

8、單獨(dú)規(guī)定，以后可按時(shí)注射，該求每次藥劑量及時(shí)間間隔方案適合于需長(zhǎng)期注射的藥物，如胰島素。故該模型能說(shuō)明病人按時(shí)注射才能達(dá)到最佳治療效果的道理。 2) 濃度與藥效關(guān)系線性模型：可探求低藥效水平時(shí)任意時(shí)段的藥物作用效果。 缺點(diǎn)：模型限制于低藥效水平，且與藥物散失能力（k）及注射周期相關(guān)，若k值較大（即藥物易被吸收）或注射間期較長(zhǎng)，每次再注射前，藥物濃度已達(dá)最低水平，藥效會(huì)呈周期性指數(shù)變化，有其最大值。若相反，則藥效會(huì)不斷增強(qiáng)，是藥三分毒，如此下去，反而物極必反。故該模型能解釋為什么縮短注射間隔反而會(huì)對(duì)身體造成傷害，并且注射某種藥物時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)積累的藥物越來(lái)越多進(jìn)而損傷身體。 而且只把血藥含量看成是時(shí)間的函數(shù)，忽略了其他因素，比如人的新陳代謝旺盛程度和所吃的食物與藥物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 改進(jìn)方向：增加幾個(gè)變量，考慮不同人的新陳代謝等因素對(duì)血藥量的影響，考