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经皮给药原理与数学模型分析

徐从娟  
【摘要】:随着科技的发展和生活水平的提高,人们对健康的关注逐渐加强,对生物医药技术和医疗产品也提出了更高的要求。特别是在治疗疾病的过程中,不但要求有良好的治疗效果,还要求最大限度的减少副作用和降低治疗过程中病人的不适感。另一方面,现代生物技术的发展促进了新型药物药剂的出现,如基于蛋白质、DNA的新型药物或者其他一些生物合成药剂,用口服或注射等常见方式给药,已不能充分发挥其治疗疾病的功效。为了满足新的需求,经皮给药这一古老的给药方法以其独特的优势得到了医药工作者的关注。经皮给药可以使药物避免肝脏的首过效应和肠胃灭活,能够维持血液中药物浓度的稳定,提高药物利用率。此外,经皮给药系统体积小巧、操作简单,具有良好的应用前景。因此,国内外对经皮给药的研究越来越广泛和深入。 本文首先对经皮给药研究中所涉及的相关理论进行综述。包括经皮给药的发展历史及研究现状,药物经皮扩散过程原理和影响因素,经皮给药系统的分类与设计方法等。为使内容完整,文章还将现有的促渗方法进行分类和总结,系统介绍了各种方法的原理和应用现状。 经皮给药研究中的数学模型可分为基于物理学原理的机械模型和基于数据集的经验模型。本文的第三章对药物在皮肤内扩散的过程进行简化与抽象,根据Fick扩散定律建立药物经皮扩散的机械模型,并结合设定的初始条件和边界条件进行求解,根据所得结果分析扩散系数、表面药物浓度等因素对药物扩散、吸收的影响。第四章则主要是根据定量构效关系的思想,选取药物的分子重量、正辛醇/水分配系数、氢键供体数和氢键受体数四个结构参数作为BP神经网络的输入,同时将药物经皮渗透系数作为输出,建立基于数据集的数学经验模型,预测药物经皮渗透系数。我们将预测结果与实测值相比较,证明了模型的可靠性。 本文对经皮给药的研究和讨论仅限于理论层面,但对各类模型建立过程的介绍有助于更好的理解经皮给药过程的机理。同时,对求解结果进行分析可以为临床实验提供必要的数据参考。特别是在经皮药物制剂开发前期,可以提高实验效率,降低实验药品和器材的消耗。模型分析结果还可以为促渗方法的研究和优化提供有效的参考和对比。


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