Моделирование пространственно-временного распределения лекарственного агента в биологической ткани

Abstract

Предложена математическая модель фармакокинетики противоопухолевых препаратов, представляющая биологическую ткань в виде случайно-неоднородной среды. Модель базируется на системе уравнений реакции-диффузии, в которой коэффициенты являются случайными функциями пространства и времени. Коэффициенты модели вычисляются исходя из вероятности протекания процессов в живой ткани. Показаны примеры применения предлагаемого подхода на двух препаратах: «Цисплатин», используемый при химеотерапии рака, и «Бор-фенилаланин», предлагаемый как агент, повышающий дозу при облучении. Модель демонстрирует хорошее совпадение с результатами известных экспериментов. Описанный метод построения моделей фармакокинетики лекарственных препаратов может служить универсальным подходом для моделирования пространственно-временного распределения многих лекарств, в том числе использующих наночастицы. Результаты моделирования позволили предложить оптимизацию существующих протоколов химиотерапевтического и радиологического лечения.