Calculation of pharmacokinetic parameters using Non-Compartmental Analysis (NCA)

Pharmacokinetics is the process that determines the drug amount in the body over time, which is essential for understanding the pharmacodynamics of a drug. It is a study of drug disposition in the body and focuses on the changes in the blood drug concentration. The pharmacokinetic characteristics ca...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Ρούσσου, Θεοδώρα
Άλλοι συγγραφείς: Roussou, Theodora
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2022
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/24150
id nemertes-10889-24150
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Pharmacokinetics
Noncompartmental analysis (NCA)
Φαρμακοκινητική
Διαμερισματική ανάλυση
spellingShingle Pharmacokinetics
Noncompartmental analysis (NCA)
Φαρμακοκινητική
Διαμερισματική ανάλυση
Ρούσσου, Θεοδώρα
Calculation of pharmacokinetic parameters using Non-Compartmental Analysis (NCA)
description Pharmacokinetics is the process that determines the drug amount in the body over time, which is essential for understanding the pharmacodynamics of a drug. It is a study of drug disposition in the body and focuses on the changes in the blood drug concentration. The pharmacokinetic characteristics can be quantitatively expressed by its parameters, such as the elimination rate constant (denoted as K), terminal half-life (t1/2), apparent volume of distribution (Vd) and total clearance rate (CL). These parameters are important to define the fate of a drug after administration by a particular route. Pharmacokinetic study is mainly performed by the compartmental or non-compartmental analysis. The non-compartmental analysis is the most popular method in pharmacokinetic studies at the present time. The noncompartmental analysis (NCA) is similar to kinetic analyses used in other scientific disciplines, such as chemical kinetics and chromatographic theory, both of which are analyzed basing on statistical moments principles. The noncompartmental method evaluates the exposure of a drug by estimating the area under the curve (AUC) of a drug concentrationtime graph, which is more versatile in that it relies very little on the compartmental model or the in vivo process of the drugs. The compartmental method estimates the concentration-time graph using kinetic models. Several functional models have been developed in order to simplify the study of pharmacokinetics, and these models are based on the consideration of the organism as a number of related compartments. Modelling of the pharmacokinetic and pharmacodynamic (PK/PD) characteristics of drugs can support the optimization of dosing regimens. PK/PD of drugs describe the relationship between efficacy, the in vitro susceptibility of a drug to the microorganism (usually expressed as MIC, minimal inhibitory concentration) and the in vivo exposure to the drug, which relies on the PK and the dose. Sufficient understanding of the interpretation of modelling results is essential for good implementation of these dosing recommendations. Therefore, this project provides background information on the PK/PD principles of antibiotics and the different approaches of analyzing PK/PD data with the objective to understand the published population PK models and their clinical applications. Last but not least, discusses the clinical applications of population PK models of drugs (setting clinical MIC breakpoints and therapeutic drug monitoring) including challenges regarding the interpretation of modelling results.
author2 Roussou, Theodora
author_facet Roussou, Theodora
Ρούσσου, Θεοδώρα
author Ρούσσου, Θεοδώρα
author_sort Ρούσσου, Θεοδώρα
title Calculation of pharmacokinetic parameters using Non-Compartmental Analysis (NCA)
title_short Calculation of pharmacokinetic parameters using Non-Compartmental Analysis (NCA)
title_full Calculation of pharmacokinetic parameters using Non-Compartmental Analysis (NCA)
title_fullStr Calculation of pharmacokinetic parameters using Non-Compartmental Analysis (NCA)
title_full_unstemmed Calculation of pharmacokinetic parameters using Non-Compartmental Analysis (NCA)
title_sort calculation of pharmacokinetic parameters using non-compartmental analysis (nca)
publishDate 2022
url https://hdl.handle.net/10889/24150
work_keys_str_mv AT roussoutheodōra calculationofpharmacokineticparametersusingnoncompartmentalanalysisnca
AT roussoutheodōra ypologismospharmakokinētikōnparametrōnmechrēsēnoncompartmentalanalysisnca
_version_ 1771297161948954624
spelling nemertes-10889-241502022-12-08T04:35:56Z Calculation of pharmacokinetic parameters using Non-Compartmental Analysis (NCA) Υπολογισμός φαρμακοκινητικών παραμέτρων με χρήση Non-Compartmental Analysis (NCA) Ρούσσου, Θεοδώρα Roussou, Theodora Pharmacokinetics Noncompartmental analysis (NCA) Φαρμακοκινητική Διαμερισματική ανάλυση Pharmacokinetics is the process that determines the drug amount in the body over time, which is essential for understanding the pharmacodynamics of a drug. It is a study of drug disposition in the body and focuses on the changes in the blood drug concentration. The pharmacokinetic characteristics can be quantitatively expressed by its parameters, such as the elimination rate constant (denoted as K), terminal half-life (t1/2), apparent volume of distribution (Vd) and total clearance rate (CL). These parameters are important to define the fate of a drug after administration by a particular route. Pharmacokinetic study is mainly performed by the compartmental or non-compartmental analysis. The non-compartmental analysis is the most popular method in pharmacokinetic studies at the present time. The noncompartmental analysis (NCA) is similar to kinetic analyses used in other scientific disciplines, such as chemical kinetics and chromatographic theory, both of which are analyzed basing on statistical moments principles. The noncompartmental method evaluates the exposure of a drug by estimating the area under the curve (AUC) of a drug concentrationtime graph, which is more versatile in that it relies very little on the compartmental model or the in vivo process of the drugs. The compartmental method estimates the concentration-time graph using kinetic models. Several functional models have been developed in order to simplify the study of pharmacokinetics, and these models are based on the consideration of the organism as a number of related compartments. Modelling of the pharmacokinetic and pharmacodynamic (PK/PD) characteristics of drugs can support the optimization of dosing regimens. PK/PD of drugs describe the relationship between efficacy, the in vitro susceptibility of a drug to the microorganism (usually expressed as MIC, minimal inhibitory concentration) and the in vivo exposure to the drug, which relies on the PK and the dose. Sufficient understanding of the interpretation of modelling results is essential for good implementation of these dosing recommendations. Therefore, this project provides background information on the PK/PD principles of antibiotics and the different approaches of analyzing PK/PD data with the objective to understand the published population PK models and their clinical applications. Last but not least, discusses the clinical applications of population PK models of drugs (setting clinical MIC breakpoints and therapeutic drug monitoring) including challenges regarding the interpretation of modelling results. Η φαρμακοκινητική είναι η διαδικασία που καθορίζει την ποσότητα του φαρμάκου στο σώμα με την πάροδο του χρόνου, η οποία είναι απαραίτητη για την κατανόηση της φαρμακοδυναμικής ενός φαρμάκου. Είναι μια μελέτη διάθεσης του φαρμάκου στο σώμα και εστιάζει στις αλλαγές στη συγκέντρωση του φαρμάκου στο αίμα. Τα φαρμακοκινητικά χαρακτηριστικά μπορούν να εκφραστούν ποσοτικά από παραμέτρους, όπως η σταθερά του ρυθμού αποβολής (που συμβολίζεται ως K), ο χρόνος ημιζωής (t 1/2), ο φαινομενικός όγκος κατανομής (Vd) και ο ρυθμός ολικής κάθαρσης (CL). Αυτές οι παράμετροι είναι σημαντικές για τον καθορισμό της τύχης ενός φαρμάκου μετά τη χορήγηση από μια συγκεκριμένη οδό. Η φαρμακοκινητική μελέτη πραγματοποιείται κυρίως με διαμερισματική ή μη διαμερισματική ανάλυση. Η μη διαμερισματική ανάλυση είναι η πιο δημοφιλής μέθοδος στις φαρμακοκινητικές μελέτες αυτή τη στιγμή. Η μη διαμερισματική ανάλυση είναι παρόμοια με τις κινητικές αναλύσεις που χρησιμοποιούνται σε άλλους επιστημονικούς κλάδους, όπως η χημική κινητική και η χρωματογραφική θεωρία, οι οποίες αναλύονται και οι δύο με βάση τις αρχές στατιστικών ροπών. Η μη διαμερισματική μέθοδος αξιολογεί την έκθεση ενός φαρμάκου υπολογίζοντας την περιοχή κάτω από την καμπύλη (AUC) ενός γραφήματος συγκέντρωσης φαρμάκου-χρόνου, το οποίο είναι πιο ευέλικτο καθώς βασίζεται πολύ λίγο στο διαμερισματικό μοντέλο ή στο in vivo διαδικασία των φαρμάκων. Η διαμερισματική μέθοδος εκτιμά το γράφημα συγκέντρωσης-χρόνου χρησιμοποιώντας κινητικά μοντέλα. Πολλά λειτουργικά μοντέλα έχουν αναπτυχθεί προκειμένου να απλοποιηθεί η μελέτη της φαρμακοκινητικής και αυτά τα μοντέλα βασίζονται στη θεώρηση του οργανισμού ως ενός αριθμού σχετικών διαμερισμάτων. Η μοντελοποίηση των φαρμακοκινητικών και φαρμακοδυναμικών (PK / PD) χαρακτηριστικών των φαρμάκων μπορεί να υποστηρίξει τη βελτιστοποίηση των δοσολογικών σχημάτων. Η PK / PD των φαρμάκων περιγράφει τη σχέση μεταξύ της αποτελεσματικότητας, την in vitro ευαισθησίας ενός φαρμάκου στονμικροοργανισμό (συνήθως εκφράζεται ως MIC, ελάχιστη ανασταλτική συγκέντρωση) και την in vivo έκθεση, η οποία βασίζεται στην PK και τη δόση. Η επαρκής κατανόηση της ερμηνείας των αποτελεσμάτων μοντελοποίησης είναι απαραίτητη για την καλή εφαρμογή αυτών των συστάσεων δοσολογίας. Ως εκ τούτου, αυτό το πρότζεκτ παρέχει βασικές πληροφορίες σχετικά με τις αρχές PK/PD των αντιβιοτικών και τις διαφορετικές προσεγγίσεις ανάλυσης δεδομένων PK/PD με στόχο την κατανόηση των δημοσιευμένων μοντέλων PK πληθυσμού και τις κλινικές τους εφαρμογές. Τελευταίο αλλά εξίσου σημαντικό, συζητούνται οι κλινικές εφαρμογές των πληθυσμιακών μοντέλων φαρμάκων PK (καθορισμός κλινικών τελικών σημείων MIC και παρακολούθηση θεραπευτικών φαρμάκων) συμπεριλαμβανομένων των προκλήσεων σχετικά με την ερμηνεία των αποτελεσμάτων μοντελοποίησης. 2022-12-07T10:06:22Z 2022-12-07T10:06:22Z 2022 https://hdl.handle.net/10889/24150 en Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ application/pdf