鞘内药物分布的计算模拟和体外实验研究:关于注药容积、脑脊液搏动和药物摄取的参数研究

Computational and In Vitro Experimental Investigation of Intrathecal Drug Distribution: Parametric Study of the Effect of Injection Volume, Cerebrospinal Fluid Pulsatility, and Drug Uptake

在临床医师进行鞘内药物输注治疗时,可供于确定输注参数设置的指南较少。本文的目的是通过研究输注参数设置、药物化学作用以及受试者个体化解剖学和脑脊液动力学,阐明本计算机模型预测药物生物分布的能力。采用影像学技术从受试者分别获得解剖学数据和脑脊液流动速度的数据,以此重建受试者个体化中枢神经系统计算机模型,并构建受试者个体化中枢神经系统(Central Nervous System,CNS)台式模型。通过人体磁共振成像(MRI)数据的重建和优化,构建一种用于预测受试者个体化药物扩散的计算机模型。通过实验发现,脊髓MRI测量的脑脊液速度大小与受试者个体化计算机模型的流场相符,台式模型的药物扩散情况与相应的计算模型中的示踪剂扩散情况相符。通过模拟表明,多次注药可将药物靶向输注至颈段和胸段,而连续药物输注泵和单次给药可将药物靶向输注于腰段。通过多次给药并且冲洗可以将药物靶向输注于组织。本研究提出的指导涉及了组织药物摄取能力的药物特异性动力学,可帮助医师为病人选择临床输注参数,优化治疗方案。