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  1. Origin軟件擬合溶蝕型載體藥物傳輸系統的Ritger-Peppas方程研究

    發布時間:2014-09-20
    資源大小:0.37 MB
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    資源內容概述:本文示例用origin軟件來處理藥物釋放度數據的擬合規律,方便處理數據的同時能直觀觀察變量的趨勢及其偏差。

    Origin軟件擬合溶蝕型載體藥物傳輸系統的Ritger-Peppas方程研究主要包含的內容:

    目的:計算溶蝕型載體藥物傳輸系統的Ritger-Peppas方程的相關參數,以便更直觀地了解其釋放規律。

    方法:引用相關文獻資料中關于制劑體外釋藥特性的數據,運用軟件Origin進行Ritger-Peppas擬合及其相關曲線繪制等。

    結果:通過Origin軟件對溶蝕型載體藥物傳輸系統釋藥規律的曲線進行快速擬合。

    結論:Origin軟件能方便、準確地擬合溶蝕型載體藥物傳輸系統的釋放度曲線,從而尋找其釋藥規律。

    隨著人們對藥物傳輸系統(drug delivery system)的可靠性等方面的要求日益增長,藥物釋放動力學的研究方法逐漸由試錯法(trial-and-error method)向模型法(modelbased method)轉變。目前藥物傳輸系統中常采用生物溶蝕型骨架系統、親水凝膠骨架系統等溶蝕型系統,藥物從骨架材料中擴散出來同時,骨架本身也處于溶蝕中,加速藥物的釋放。Peppas等研究了可降解體系的藥物釋放動力學,并針對其釋放行為提出了一個可用來描述可降解體系藥物釋放規律的經驗方程,一般被稱為Ritger-Peppas方程,它可以簡單地描述為:MtM∞=kt n(Mt為t時間的累計釋放量;M∞為∞時累計釋放量,k、n為系數,釋放指數n是表征釋放機制的特征參數,t為釋放時間)。本體溶蝕型含藥體系通常滿足0.5

    目前,復雜數據擬合軟件較多,但是大多存在擬合步驟較多等問題,不利于兩個變量從圖形上直觀觀察其變化趨勢和偏差,從而難于剔除分偶然誤差造成的數據;部分軟件如MATLAB和SAS要求使用者有一定的編程知識基礎。本文示例用origin軟件來處理藥物釋放度數據的擬合規律,方便處理數據的同時能直觀觀察變量的趨勢及其偏差。

    1、材料

    1.1、數據軟件

    OriginPro8.0軟件。

    1.2、數據來源

    溶出數據來源于文獻,法莫替丁生物黏附緩釋片在1、2、3、4、5、6、7h、8、10、12h,釋放度數據分別為Q(%):18.2±0.8;26.9±1.7;34.2±2.0;43.7±2.6;50.1±2.7;58.2±2.3;63.2±1.9;71.6±2.5;83.4±2.4;99.5±3.4。

    2、方法與結果

    2.1、數據輸入

    啟動Origin Pro8.0軟件,選中“bookl”窗口進入Origin數據編輯窗口,在第一列A(X)“Long Name”處輸入“t”,輸入各溶出度測定時間;在第2列B(Y)“Long Name”處輸入“Q(t)”,輸入各溶出度測定時間的累計溶出度;點擊“column”選擇“add new column”新建一列C(Y)列,在C(Y)列中輸入各測定時間累計溶出度的標準偏差。選中C(Y)列右擊,將C(Y)列設為B(Y)的“Y error”。

    2.2、曲線擬合

    選擇非線性擬合,彈出NL Fit對話框。在“Category”選項中選擇“Origin Basic Functions”,然后再在“Function”選項中選擇“”,進行方程的自定義設置,在Parameters參數項填a,n,“Function Body”輸入“y=a*(x^n)”,點擊“OK”,分別設置parameters和bounds項,選擇X2或迭代擬合方式看擬合結果合適性,再點擊“Fit”按鈕進行擬合。

    2.3、擬合結果

    從“Nonlinear Curve Fit”處可以查詢擬合結果。由圖1可知,曲線對實驗數據呈現較好的擬合。由輸出結果可知,擬合方程為Mt =17.12t0.69 ;曲線的r2=0.995 6;p=6.217 3E-15(P<0.01),由圖2可以看出,累計釋放度最后時刻點的偏差較大,和實驗數據上最后一個時刻點的標準偏差值較大是一致的,說明最后一個點的測定誤差較大,還可以由FitNLCurves1直接得到藥物釋放百分率對應的時間點。由n=0.69可知,片劑的釋放是兩種方式(藥物擴散和骨架溶蝕)的耦合結果。法莫替丁生物黏附緩釋片中藥物擴散和溶蝕哪種方式居主導地位,采用peppas修正式進行分析:Mt/M∞ =k1tn1 +k2t2n1 ,涉及到多變量的分析。在文獻中n1采用的是經驗值,本文嘗試運用origin軟件處理數據,如同前述處理方程一樣,得到結果是:k1=25.06;k2=1.22E-14;n=0.45;r2=0.8627(p=4.5383E-8,P<0.01),擬合結果中n值和文獻報道的經驗值n=0451基本一致。可以看出法莫替丁生物粘附緩釋片主要是擴散為主。

    NL fit對話框

    圖1 NL fit對話框

    Ritger-Peppas擬合對話框

    圖2 Ritger-Peppas擬合對話框

    3、討論

    中國藥典2010版二部附錄ⅪⅩ緩釋、控釋和遲釋制劑指導原則中“釋藥模型的擬合”項下,釋藥數據可用3種常用數學模型擬合,即零級擬合、一級擬合、Higuchi方程擬合。上述三種擬合方式基于釋藥系統取決于溶出或者擴散(Fick定律)。對于本體溶蝕型的載體材料釋藥行為是擴散和骨架溶蝕兩種作用的綜合結果,用Higuchi方程(擴散方程)合,釋放的后階段,實際釋放度與擬合結果出現較大的偏差;用Ritger-Peppas方程擬合釋藥曲線將得到比較好的擬合結果。對于Ritger-Peppas方程釋藥曲線中釋藥特征指數n值討論:

    ①當k≤0.45,藥物的釋放機制為Fick擴散(Fickian Diffusion);

    ②當0.45 溶蝕。溶蝕性材料因為其在體內降解,不會形成空骨架,釋藥比較完全,逐漸被廣泛應用,其釋藥動力學較難控制。

    目前學界存在對此類載體藥物釋放度采用非統計學模型與統計學模型預測的討論,對于用統計學方法預測本體溶蝕型含藥體系的藥物釋放度,其中比較常用的是蒙特卡洛法(Monte Carlo Method)。

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