Використання методів математичного та комп’ютерного моделювання для дослідження фармакокінетичних процесів

Abstract

В роботі проведено аналіз можливостей використання методів математичного та комп’ютерного моделювання для опису процесів, що відбуваються в організмі при різних способах введення лікарських засобів (ЛЗ). Автори детально розглядають фармакокінетичні моделі, що адекватно описують найбільш уживані у медичній практиці способи введення лікарських засобів – однокамерну лінійну модель, однокамерну лінійну модель з депо. Розглядають етапи створення відповідних моделей за допомогою диференціальних рівнянь, методи їх розв’язання, аналізують отримані результати та ілюструють їх графіками. Ці фармакокінетичні моделі дають змогу достатньо добре описати процеси, що відбуваються при одноразовій ін’єкції в кров, інфузії, пероральному і внутрішньом’язовому введенні лікарських препаратів. Водночас розуміння сутності цих процесів є базовим для створення інноваційних методів, здатних забезпечити ефективний фармацевтичний супровід в умовах сучасного технологічного прогресу. Автори обґрунтовують доцільність використання систем комп’ютерної математики (на прикладі MathCad) для аналізу фармакокінетичних моделей. Широкі можливості програми MathCad дають змогу оперативно змінювати вихідні параметри (сталу елімінації, коефіцієнти розчинення і всмоктування, швидкість інфузії тощо), моделюючи різні сценарії розподілу та зміни концентрації лікарського препарату в організмі при різних способах його введення. У статті автори демонструють спектр можливостей застосування методів комп’ютерного моделювання при підготовці майбутніх фахівців галузі охорони здоров’я. Показано, що уміння застосовувати методи моделювання для розв’язання практичних завдань у сучасній медицині є важливою складовою професійної компетентності сучасного лікаря та фармацевта. На прикладі однокамерних фармакокінетичних моделей продемонстровано методику синергетичного поєднанняфундаментальних (біофізики, математики, комп’ютерного моделювання) та фахових клінічних дисциплін. Натреновані до автоматизму вміння моделювати і аналізувати подібні процеси складають основу дослідницької компетентності і дають змогу виконувати проєкти з трансдермального (підшкірного) введення ЛЗ чи інших новаторських технологій, основами яких майбутні лікарі мають оволодіти в процесі навчання в медичних університетах. Розроблена дидактична система орієнтована на вивчення математичних та комп’ютерних методів моделювання та їх широке використання у наукових дослідженнях і професійних кейсах.