第十八章治疗药物浓度监测.ppt
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1、1,第十八章治疗药物浓度监测,卫生部“十二五”规划教材 全国高等医药教材建设研究会规划教材,2,教学内容,3,学习要求,掌握治疗药物监测的目的和意义;治疗药物监测常用样品的采集和处理;治疗药物的常用测定方法。,熟悉临床中需要进行TDM的主要药物类型;TDM在临床中的应用价值;药物代谢动力学基础及有关参数的应用。,了解给药方案个体化的实施,4,第一节 概述,一、治疗药物浓度监测目的及意义二、药物在体内的基本过程三、血药浓度与药物效应四、治疗药物监测与给药方案个体化,5,治疗药物监测(therapeutic drug monitoring,TDM)的定义 在临床药理学、药代动力学和临床化学基础上,
2、应用现代先进的体内药物分析技术,测定血液或其他体液中药物浓度,获取有关药动学参数,使临床给药方案个体化,以提高疗效、避免或减少毒副反应的的一门应用性学科。,一、治疗药物浓度监测目的及意义,6,1TDM可为临床制定合理的给药方案,对单一患者确定最佳的给药方式与治疗剂量,即实现给药方案个体化TDM的最主要用途。2对于出现药物过量或中毒,可通过TDM明确诊断,筛选出中毒药物。TDM可为判断中毒程度并为制定治疗方案提供依据;同时可进行药物过量时的临床药理学研究。3确定患者是否按医嘱服药,提高用药的依从性。,7,二、药物在体内的基本过程,吸收(血管内给药除外)分布生物转化排泄,8,(一)药物吸收,1药物
3、理化性质2药物制剂的性质3胃肠道功能与胃肠血流动力学状态,定义:药物从给药部位进入体循环的过程。血管外注射给药时,药物主要通过毛细血管内皮细胞间隙,以滤过方式迅速进入血液,影响口服药物吸收的因素,主要有,首过消除”(first pass elimination),9,(二)药物分布,1药物的理化性质2药物与血浆蛋白的结合3特殊的膜屏障4生理性体液pH差异5主动转运或特殊亲和力,定义:药物随血液循环输送至各器官、组织,并通过转运进入细胞间液、细胞及细胞器内的过程。,影响药物在体内分布的主要因素有:,10,(三)药物生物转化,1药物灭活2药物活化,定义:机体对药物进行的化学转化和代谢过程。,药物的
4、生物转化具有双向性:,药物生物转化在个体存在较大的差异,11,(四)药物排泄,药物排泄的主要途径:经肾脏随尿排出。随胆汁进入肠腔再随粪便排出体外挥发性气体药可由肺排泄经汗液排出经乳汁中排泄,定义:药物及其代谢物排出体外的过程。,药物排泄的途径:,药物的生物转化和排泄,两过程统称为药物消除,12,三、血药浓度与药物效应,剂量、血药浓度与药物效应的关系及其影响因素,13,四、治疗药物监测与给药方案个体化,TDM最主要的用途是为单个患者设计给药方案,(一)需考虑进行血药浓度监测的药物,一般认为可考虑TDM的药物有:1治疗指数低、安全范围窄,毒性反应强的药物2药代动力学的个体差异大的药物 3具有非线性
5、动力学特性的药物 4患心、肝、肾和胃肠道等脏器疾病时使用的药物 5为预防慢性病发作需长期使用的药物 6治疗浓度与中毒浓度很接近的药物 7产生不良相互作用、影响药物疗效的合并用药。8常规剂量下出现毒性反应的药物,14,表18-1 需进行TDM的药物,15,1有客观而简便的观察其作用指标的药物2有效血药浓度范围大、毒性小的药物3短期服用、局部使用或不易吸收进入体内的药物。,(二)不必进行TDM的药物,16,(三)给药方案个体化的实施,给药方案个体化的程序:1患者经检查已明确诊断,并确定所用的药物后,临床医生与实验室人员一起制定药物的试验剂量和给药时间间隔,即确定给药方案。2根据所用的药代动力学参数
6、计算程序要求,给药后按一定时间采集适当次数的血标本,测定血药浓度,求出有关的药代动力学参数,同时观察临床的疗效。3根据求得的个体药代动力学参数与临床观察情况进行用药剂量的调整,得到适合个体的用药剂量。,17,给药个体化程序示意图,18,第二节 药物代谢动力学基础及主要参数的应用,药物代谢动力学(pharmacokinetics),简称药动学.广义药动学:研究药物的体内过程即机体对药物的吸收、分布、生物转化和排泄四个过程及其量变规律。狭义药动学:以数学模型和公式,研究体内药物随时间的量变规律。,19,建立监测个体的体内药量或药物浓度随时间变化的数学表达式,并求算出有关药动学参数;应用上述动力学模
7、型、表达式和药动学参数,制定和调整个体化的用药方案,保证药物治疗的有效性和安全性。,药动学用途,20,房室模型非线性药物消除动力学模型生理药代动力学模型药理药代动力学模型统计矩模型,一、药物代谢动力学模型,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。,药动学模型定义,常用的有:,21,房室模型(compartment model):为了研究药物动力学特征,把机体看成由一个或几个房室组成的系统。即把药物转运速率常数相同或相近的器官、组织归纳为同一个房室。同一房室内各部分的药物处于动态平衡。实际上房室仅是按药物转运动力学特征划分的抽象模型,并不代表解剖或生理上的固定结构或成分。同一房室
8、可由不同的器官、组织组成,而同一器官的不同结构或组织,可能分属不同的房室。不同的药物,其房室模型及组成均可不同。运用房室模型可将机体视为由一个或多个房室组成的系统,从而将复杂的分布过程模型化。,(一)房室模型,22,1单房室模型,最简单的药物代谢动力学模型。将机体视为一个均匀的单位,假设给药后药物立即且均匀分布至全身各体液和组织中,并以一定的速率从该室消除。药物若经静脉注射进入体内,无吸收过程,其血药浓度-时间曲线为一指数曲线,转换成lgC对时间t作图,则为一直线。,23,单房室模型的药时曲线(静脉给药),24,2二房室模型,将机体视为两部分,并假设药物首先以很快的速度分布到中央室,在该室中瞬
9、间达到动态平衡,然后再以较缓慢的速度分布到周边室。药物只从中央室消除,且不可逆。但药物在中央室与周边室之间是可逆转运,25,二房室模型,26,二房室模型的药时曲线(静脉给药),27,消除动力学研究体内药物浓度变化速率的规律,可用下列微分方程表示:,式中C为药物浓度,t为时间,k为消除速率常数,n代表消除动力学级数。当n1时即为一级消除动力学,n0时则为零级消除动力学。药物消除动力学模型即指这两种。,(二)消除动力学模型,kCn,28,最主要特点:药物浓度按恒定的比值减少,即恒比消除。,1一级消除动力学,表达式为:,积分得,29,最基本特点:药物浓度随时间以恒定量(k)衰减,即恒量消除。必需指出
10、,苯妥英钠、阿司匹林、氨茶碱等常用药,在治疗血药浓度范围内就存在这种消除动力学模型转换现象。,2零级消除动力学,N=0,表达式为:,积分得,30,二、单室模型一级消除动力学,(一)单剂静脉注射,式中k为消除速度常数,血药浓度的数学表达式为,31,不同方式单剂用药的血药浓度-时间关系曲线,32,k表示单位时间消除的药量与该时间内体内药量之比,指体内药物从测量部位消失的速度,由药物的生物转化和排泄过程所决定。k是反映体内药物消除快慢的重要参数,k值越大,表明药物消除越快。一个药物的消除速率常数在不同的个体间存在较大差异,对同一个体来说,若无明显的影响药物体内过程的生理性、病理性改变,则k是恒定的。
11、,1消除速率常数(k),33,t1/2表示体内药量或血中药物浓度下降一半所需要的时间,单位为时间单位。当t=t1/2时,C=C0/2,t1/2=0.693/k。半寿期恒定不变,是一级消除动力学的又一特点。不同药物的t1/2不同,即使相同的药物,当药物剂型和给药方式不同时,其t1/2也不同。药物的t1/2存在个体差异 t1/2是疾病状态下调整给药方案的重要参考依据。,2消除半寿期(t1/2),34,V=Xt/Ct=X0/C0(式中Xt为t时间的体内药量,X0为注射量;Ct为t时间的血药浓度,C0为刚注射完时的血药浓度)。单位为体积单位L或体积单位L/kg体重。V表示给药剂量或体内药量与血药浓度的
12、一个比值。,3表观分布容积(V),35,V越大,表示药物分布广,组织摄取多,而血药浓度低。V是一理论容积,无直接的生理意义,并不代表真实的容积。V仅取决于药物本身的理化性质,反映药物分布的广泛程度或药物与组织成分的结合度。,3表观分布容积(V),36,AUC指血药浓度-时间曲线下所围的面积。单位为浓度单位时间单位。AUC代表一次用药后药物的吸收总量,反映药物的吸收程度。AUC主要用于测定生物利用度,以及用于其他药物动力学参数的计算。AUC常用积分法公式和梯形法计算。,4药-时曲线下面积(AUC),37,其定义为单位时间内机体清除药物的表观分布容积。DC表示药物从机体内清除的药物动力学参数。单位
13、为ml/min。DC表示从血液或血浆中清除药物的速率,反映药物排泄器官和代谢器官消除药物的能力。Cl总=Cl肝+Cl肾+Cl肺+Cl其,5药物清除率(DC),38,恒速静脉滴注用药为危重病症治疗中常用的方法。其药-时关系表达式为:,(二)恒速静脉滴注,式中R0为滴注速度,k为消除速率常数,t为滴注时间,39,Css是指从体内消除的药量与进入体内的药量相等时的血药浓度。血药浓度将维持在坪值或波动在一定范围内(多剂用药时)。当滴注时间t时,,1稳态血药浓度(Css),0,,上式中R0、k、V均是常数,故血药浓度亦为常数,即达到稳态浓度Css。,40,达到Css至少需6个半寿期的时间。对于半寿期长的
14、药物为能立即达到治疗药物浓度则首先给一个负荷剂量DD=CssV,2负荷剂量(D),41,(三)血管外单剂用药,包括肌内、皮下、口服等方式。既存在药物从用药部位以一级动力学方式吸收入血液中,也同时存在药物从血液中以一级动力学方式消除。其药-时关系表达式为:,式中:F为生物利用度;ka为吸收速率常数;X0为用药量,42,血管外用药时,药物被机体吸收进入体循环速度和程度。绝对生物利用度:药物吸收进入体循环的量与给药剂量的比值。相对生物利用度:同一药物一种剂型和另一种剂型之间比较吸收程度与速度而得到的生物利用度。主要用于药剂等效性研究。,1生物利用度,43,2吸收速率常数(ka)单位时间内机体从用药部
15、位吸收的固定比值。单位为时间的倒数。反映药物被吸收的快慢。,44,3达峰时间(tp)血管外用药时,其血药浓度首先上升,达到某一浓度后转为下降。达到最高血药浓度所需的时间即tp。4峰浓度(Cmax)血管外用药时所能达到的最大浓度。,45,三、多剂重复用药的消除动力学,(一)多剂量函数及多剂用药的药-时关系表达式,多剂量函数(r):多剂用药时,给药时间间隔和用药次数n,对体内血药浓度或药量影响的通用函数表达式。,ki代表消除速率常数或吸收速率常数,当n6t1/2时,,则,多剂用药稳态函数式,46,多剂静脉用药:,多剂血管外用药:,多剂稳态达峰时间:,47,多剂用药时的药-时关系曲线示意图,48,(
16、二)负荷剂量(D),静脉注射:,,式中X0为拟使用的 固定剂量,首剂使用按上述公式计算得的D,再按恒定剂量X0和间隔时间用药,即可在首次用药后便达到稳态浓度范围,并维持该浓度。,血管外用药:,式中X0为拟使用的固定剂量,对半寿期较长或急需迅速发挥疗效的药物,需使用负荷剂量,49,四、非线性动力学消除,体内药物浓度超过了生物转化酶系的最大催化能力,可用描述酶促反应动力学的米氏方程表达非线性动力学消除的速率,即,Vm为最大消除速度,Km为米氏常数,当CKm时,当CKm时,50,与一级消除动力学不同,非线性动力学消除时,半寿期、表现分布容积等参数均是随血药浓度而改变的变量。,51,当用药速度(R)恰
17、好等于药物自体内消除的速率时,可得:,只要知道Vm和Km,便可计算非线性动力学消除的药物达到某稳态浓度Css所需的用药速度R;或按某用药速度R所能达到的稳态浓度Css。,52,第三节 治疗药物浓度测定的标本处理,在TDM工作中可检测的标本有:,血浆血清唾液尿液脑脊液,53,一、常用标本,(一)血浆(二)血清(三)唾液,54,(三)唾液,主要适用于:1唾液与血浆药物浓度比值较恒定的药物。2在唾液与血浆间较快达到分布平衡的药物3本身或同时使用的药物无抑制唾液分泌的M胆碱受体阻断作用。,可用唾液作为TDM的药物:对乙酰氨基酚、水杨酸类、苯妥英、苯巴比妥、氨茶碱、锂盐等。,55,二、取样时间,恒速静脉
18、滴注时达稳态后,任何时间取样。多剂量间隔用药时,根据实际需要确定取样。长期用药时,在给药前(谷浓度)取样。观察药物是否达中毒浓度,在峰值时取样。诊断急性药物中毒,应立即取样。,(一)计算个体药代动力学参数,一般原则:达到稳态血药浓度后取样,56,(二)计算个体药代动力学参数,1在血药浓度-时间曲线中每个时相取样不少于34点,在曲线有关相转折点附近至少有2个点。2消除相取样时间尽量长,一般应到35个生物半寿期。,计算个体药动学参数的取样时间的原则:,57,三、样品预处理,(一)去蛋白,1液-固提取2液-液提取,(二)提取,1.沉淀离心法2.层析法3.超滤法4.超速离心法,58,光谱法色谱法免疫化
19、学法,第四节 治疗药物浓度测定的常用方法,在TDM中常用的分析方法主要有,59,一、光谱法,快速方法简便,(一)紫外/可见分光光度法,优点:,灵敏度较低特异性差易受内源性物质、代谢产物、联合使用药物的干扰,缺点:,优点:需要的仪器在一般临床实验室具备,检测成本低,技术简单,便于推广。,60,选择性较高灵敏度较高,(二)荧光分光光度法,优点:,多数药物不能发射荧光,样品需经衍生处理后才能测定,缺点:,61,二、色谱法,高效液相色谱法(HPLC)气相色谱法(GC)液相色谱-质谱联用(HPLC-MC),色谱法的主要特点是各组分经分离后测定,专一性好,分辨率、准确性、灵敏度高,且可同时测定多种药物。,
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- 第十八 治疗 药物 浓度 监测
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