[发明专利]一种茶多酚载药微球药物缓释的数学建模方法

说明书

本发明提供了一种茶多酚载药微球药物缓释的数学建模方法，包括以下步骤：S1.茶多酚标准曲面方程的建立；S2.将公式换算得到释放的药物浓度方程；S3.换算得到时间段T内的释放量方程；S4.将时间T分割成足够多的等长微小时间段，得到累积释放量方程，投药量方程和包封率。本发明的茶多酚载药微球药物缓释的数学建模方法，对茶多酚载药缓控释系统的药物缓释行为重新建模，探索更精准的计算模型。

技术领域

本发明涉及药物缓释建模技术领域，具体涉及一种茶多酚载药微球药物缓释的数学建模方法。

背景技术

近年来，茶多酚突出的抗氧化性能、抗菌抗病毒特性、对多种肿瘤细胞的抑制作用使得它在生物医用领域越来越受关注。但是它的易氧化、在胃肠道环境中易被吸收很少能进入血液循环的特点又限制了它的临床应用。而采用高分子聚合物包埋茶多酚制成具有药物缓控释性能的微米球或纳米粒则可以很好的解决这个问题。

在茶多酚载药缓控释系统的缓释过程中，茶多酚与空气中的氧气作用发生氧化变质，使得传统的定量研究缓释行为的方法误差较大。因此，需要对茶多酚载药缓控释系统的药物缓释行为重新建模，探索更精准的计算模型，并从机制上分析载药系统的释药动力学模型与原理。药物缓控释系统分为缓释系统及控释系统两种，缓释即为在较长时间内可以持续释放药物以达到延长药效的目的，控释是指药物可以在设定的时间内以设置的速度释放，使血药浓度能够长时间维持在有效浓度范围。他们的最终目的都是引导药物缓慢释放，长时间维持适宜的血药浓度，既能够治疗病变部位，又避免血药浓度过高带来的药物毒性。

在缓控释体系中，控制药物适宜的释放量及释放时长是达到缓释与控释目的的手段。而如何控制药物的释放行为，则需要了解影响缓控释系统药物释放的重要因素。首先是药物搭载的方式，有些药物在生产时即加入，而有些药物则是通过吸附的方式搭载，这两种方式必然导致不同的缓释行为。其次，药物本身的分子量使其在缓释过程中拥有不同的缓释曲线，大分子诸如蛋白质等，其释放过程中突释现象不严重，分子量越高释放的时间越长，甚至导致药物疏水性提高使药物累积释放率减小等问题；而药物分子量较小，在释放过程中更容易出现突释的现象，总体的释放时间也较短。再者，亲水性药物与疏水性药物的释放行为也不尽相同，亲水性药物的缓控释体系在人体内释放时，更容易通过水溶液的浸入更快的释放到给药系统中，这会在缓释过程中带来更高的初始释放，疏水性的药物则相反。同时，载体材料的降解速度快慢对于药物释放行为也有较大的影响，比如使用PLA制备的微球相较于其他材料的微球明显释放时间较长。药物与载体材料的选择会影响到缓控释体系的释放行为，甚至缓控释体系本身的粒径也影响药物的释放行为，一般来讲粒径越大载药量越高。

了解药物释放的相关因素，将药物搭载至缓控释系统后，就需要研究该系统的释放机理。药物释放的过程分为两个阶段，首先是进入人体后，体系表面的药物首先受到体液的侵蚀而溶出；第二个阶段是载体被溶蚀瓦解，药物随之释放。第一个阶段的释放机理对应的是扩散过程，通常指的是微球的突释期，第二个阶段则对应的溶蚀过程，通常指的是微球的缓释过程。因此，为统一描述这些复杂的释放行为，进行数学建模描述药物的释药动力学是非常必要的手段。释药动力学可以通过应用动力学的原理与数学模型，准确描述药物释放量与血药浓度变化的动态规律，在临床应用上面具有重要意义。通过测量一些重要的物理参数来描述缓控释系统的释放行为，在理解所有影响系统的释放现象之后，甚至可在测定缓释行为开始之前就预测系统的释放行为，从而优化制备的配方。

释药动力学的存在使微球相关的研究可对载药微球释放性能进行客观评价，对其给药系统的设计及给药方案给出建议，在微球的临床使用上具有重要价值，因此对微球进行释药动力学评价是十分必要的。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供茶多酚载药微球药物缓释的数学建模方法，对茶多酚载药缓控释系统的药物缓释行为重新建模，探索更精准的计算模型。

技术方案：一种茶多酚载药微球药物缓释的数学建模方法，包括以下步骤：

S1.茶多酚标准曲面方程的建立，所述标准曲面方程为：