Mô hình dược động học là sử dụng các thuật toán để mô tả quá trình cơ thể chấp nhận từng thuốc riêng biệt. Bằng cách định lượng nồng độ trong huyết tương tại các thời điểm khac nhau của một thuốc nào đó sau khi tiêm truyền, từ đó tìm ra mối tương quan toán học giữa liều lượng thuốc đưa vào tĩnh mạch với các thay đổi quan sát được và nồng độ thuốc trong huyết tương theo thời gian. Chính nhờ mối tương quan này người ta mới xây dựng nên các mô hình toán học về dược động học, cho phép dùng để tính toán dễ dàng các chế độ liều lượng thuốc và thời gian sử dụng để đạt hiệu quả theo ý muốn.
Các mô hình khoang
Mô hình này sử dụng khái niệm về các khoang khi mô tả sự biến đổi nồng độ thuốc ở trong cơ thể. Nhưng các khoang này không phải là thành phần giải phẫu thực thể nào của cơ thể. Đó chỉ là các khoang theo tính toán, được xây dựng
nên để xác định sự di chuyển của thuốc theo thuật toán và chúng chỉ nói lên một sự thật là thuốc được phân bố vầo các tổ chức khác nhau trong cơ thể theo các tốc độ khác nhau.
Đầu tiên, các nhà khoa học mô tả mô hình một khoang. Đây là mô hình sơ khai nhất, mô tả cơ thể như một khoang duy nhất có thể tích phân bố đã được xác định và chấp nhận rằng thuốc được cơ thể hấp thu, phân bố và thải trừ chỉ qua nồng độ thuốc trong huyết tương giảm dần theo dạng đơn biến và duy nhất. Mô hình này chỉ phù hợp cho một số rất ít các thuốc, mà sự phân bố của nó trong cơ thể rất hạn chế và chỉ tồn tại trong cơ thể trong khoảng thời gian ngắn.
Hầu hết các thuốc mê tĩnh mạch và opioid có sự thay đổi nồng độ trong huyết tương theo dạng hai hoặc ba biến thiên sau khi tiêm truyền. Khi nồng độ thuốc giảm đi, có các quá trình biến thiên riêng biệt xảy ra không chỉ bởi sự phân bố thuốc vào các vùng khác nhau của cơ thể mà còn bởi sự đào thải thuốc. Các hệ số dùng để mô tả tốc độ của các quá trình phân bố riêng biệt được gọi là hệ số phân bố riêng biệt. Các hệ số phân bố là các chỉ số có thể tính toán ra được và áp dụng cho các mô hình 2 hoặc 3 khoang.
Mô hình 3 khoang điển hình cho rằng khi tiêm thuốc trước tiên vào khoang trung tâm (V1). Sau đó thuốc được phân bố vào 2 khoang khác. Quá trình phân bố vào khoang thứ 2 là giai đoạn phân bố nhanh vì đó là phân bố vào các tổ chức được tưới máu nhiều. Quá trình phân bố vào khoang thứ 3 chính là giai đoạn phân bố chậm vì đó là phân bố vào tổ chức tưới máu kém hơn. Các hệ số phân bố được mô tả chính là tỷ lệ dịch chuyển của thuốc giữa khoang trung tâm và các khoang khác cũng như tỷ lệ đào thải của thuốc thường là tính từ khoang trung tâm.
Mô hình dược động học của thuốc
Với mỗi loại thuốc có thể có nhiều mô hình dược động học khác nhau. Propofol có mô hình của Marsh, Schnider, Schuttler, … Mô hình Masrh, ta cần
nhập dữ liệu về cân nặng, tuổi và nồng độ đích; Mô hình Schnider, ta cần nhập dữ liệu tuổi, cân nặng, chiều cao và nồng độ đích; Mô hình Schuttler, ta cần nhập dữ liệu tuổi, giới, cân nặng và nồng độ đích.
Hệ thống TCI-Diprifusor dành riêng cho sản phẩm Diprivan PFS sử dụng mô hình dược động học của Marsh.
1.3.3. Ứng dụng
Gây mê tĩnh mạch có kiểm soát nồng độ đích (TCI) ngày nay được ứng dụng khá rộng rãi. Ngoài sử dụng trong gây mê phẫu thuật tại phòng mổ, TCI còn được dùng trong gây mê ngoài phòng mổ (gây mê tại phòng chụp XQ, phòng chụp cộng hưởng từ, phòng can thiệp mạch máu, phòng soi dạ dày,...) hay sử dụng để an thần trong phòng hồi sức tích cực.