单室模型的最佳给药方案

药物剂量和给药间隔时间的确定是临床给药方案设计中的关键问题。给药剂量过小无药效;剂量过大容易引起药物中毒。药物动力学用房室模拟人体,把给药后药物能迅速在周身各部位达到动态平衡的整个机体视为一个房室。针对单室模型的最佳给药方案问题,首先利用常微分方程建立"静注+静滴"的联合给药数学模型,在上次滴注与下次滴注初始剂量相同且等于首剂量的条件下确定重复给药体内药量的表达式;然后构建用积分来表示药量在人体内积蓄程度的目标函数,采用最优化方法,确定给药时间间隔、首次剂量、滴注时间和每天滴注次数等参数,进而得到使体内的毒素积蓄最小、安全有效的最佳给药方案。最后仿真结果表明,该方法可行有效。     

应用马尔科夫链计算药物运转时间和稳态药量

考虑药物在体内平均运转时间和稳态药量的计算及预测问题。首先,建立血管外给药、静脉注射n室模型,分别推导出每个模型下吸收马尔科夫链的基本矩阵,并对静脉注射给药方式,运用其基本矩阵的几个基本性质计算药物在体内的平均运转时间;然后,将一个周期视为单位时间,在此单位时间下,依次重新改写每个模型下吸收马尔科夫链的基本矩阵;之后,给药被认定是一个周期地向马尔科夫链转移部位的输入过程,根据每次的给药剂量给出输入向量,并借助带输入的马尔科夫链的一个基本性质预测两模型下各房室内的稳态药量;最后,运用3个数值模拟结果验证该模型的有效性及可行性,为临床药型设计提供新的理论基础。     

害虫综合治理模型与最优控制策略

针对农作物害虫综合治理问题,提出一个对农作物危害最小的最优方案。由于喷洒杀虫剂,农作物被迫吸收农药,药效随时间下降,其吸收、分布和消除过程与人类用药类似,作者大胆尝试利用药物动力学理论研究建立农作物药效模型。首先根据脉冲微分方程理论,将农作物药效模型与害虫-天敌动态模型结合起来,建立农作物药效模型和喷洒杀虫剂及释放天敌的脉冲控制模型;然后根据脉冲控制理论分析上述模型的稳定性,利用最优控制理论,求出最适杀虫剂药量和喷洒时间间隔,使得杀虫剂药量在农作物的残留和喷洒农药量最少,同时使害虫数量控制在经济危害阈值以下,给出综合治理农业害虫的最佳方案;最后,通过数值模拟解释这一方案的执行。结果表明,该策略行之有效。     

带有脉冲免疫和脉冲隔离SIQV传染病模型的全局结论

讨论了带有免疫和脉冲隔离的SIQV传染病模型.假定在每次免疫期间有m次脉冲隔离发生,利用周期脉冲微分方程理论,证明了无病周期解在一定条件下是全局渐近稳定的.     

在脉冲免疫和脉冲隔离作用下的SIQR模型全局分析

本文讨论了在脉冲免疫和脉冲隔离作用下的SIQR模型．假定在每次免疫期有m次脉冲隔离发生，利用脉冲微分方程解的比较定理^[1]证明了无病周期解在一定条件下是全局渐近稳定的．     

基于二房室模型的个体化给药方案设计的建模与仿真

利用脉冲微分方程,研究了多次静脉注射给药方式下,二房室模型血药浓度的变化规律,血药浓度在稳态情况下将呈现周期性变化。依据用药安全窗口,探讨了给药方案设计的具体流程和算法步骤。进一步地,结合通过实验测得的24位肿瘤患者单次静脉注射氨甲蝶呤后不同时序的血药浓度数据,运用非线性回归分析的方法对24位患者药代动力学特异性参数进行了估计,并运用患者特异性参数值研究了患者个体之间的相似性和差异性。最后,基于不同患者的特异性参数值,给出了患者的个体化给药方案。     

一类有脉冲一阶泛函微分方程的正周期解

利用锥不动点定理研究有脉冲的一阶泛函微分方程正周期解的存在性, 给出了多时滞的一阶脉冲微分方程周期解存在的充分条件, 并且讨论了生态学中所提出的几类时滞脉冲微分方程模型, 包括红细胞再生模型、 果蝇模型和多时滞的Logistic方程等.     

具有阶段结构及脉冲控制的害虫管理模型

研究一类具有阶段结构、时滞及脉冲控制的害虫管理模型,利用时滞微分方程和脉冲微分方程中相关的理论与方法,得到系统害虫灭绝周期解全局吸引及系统一致持续的充分条件,并通过数值模拟验证了结论.     

尖吻蝮蛇凝血酶在大鼠体内的药代动力学

尖吻蝮蛇凝血酶是从尖吻蝮蛇蛇毒中分离纯化得到的一种类凝血酶,是本团队研发的止血一类新药。采用125Ⅰ-标记的放射性同位素法和三氯醋酸沉淀结合放射性检测法研究尖吻蝮蛇凝血酶在大鼠体内的药代动力学。结果表明两种方法测定的AUC值与剂量均呈正相关,相关系数分别为0.999 8和0.999 0;肝、脾、心在给药后5 min药物含量最高,其他绝大部分组织在给药后30 min药物含量最高,以后逐渐降低;在各时间点,肝组织含药量显著高于其他组织;此外,尖吻蝮蛇凝血酶排泄较完全,主要由尿排泄。     

具有脉冲毒素输入的随机收获模型最优捕获策略

考虑一类具有脉冲毒素输入的随机收获模型,研究在收获项受到白噪声干扰下的最优捕获策略。利用随机微分方程和脉冲微分方程理论,讨论确定性模型的灭绝与持久性;研究随机干扰条件下关于种群灭绝性和持久性的阈值;获得了产量最优和经济最优的捕获策略。研究结果表明,随机干扰不利于经济开发。     

多柔比星长效注射微球的评价和对小鼠肿瘤的抑制作用

主要考察了多柔比星(Dox)微球的理化性质、释放特性及其对荷瘤小鼠的抑制作用.以乳酸羟乙酸共聚物(PLGA)为载体材料,用复乳法(w/o/w)制备载Dox长效注射微球;考察粒径大小、外观、包封率、载药量等理化性质;用紫外分光光度法检测了体外释放溶液中的药物含量,以荷Lewis肺癌小鼠的肿瘤质量和体积为指标观察Dox微球(Dox-MS)瘤内注射给药后的抗肿瘤活性.制备得到的微球球形圆整、分散性好,平均粒径为82.94 μm,包封率为92.67%,载药量为9.12%.微球体外第1天释放30.24%, 20 d累积释放91.85%.给药8 d后,Dox微球瘤内注射给药组与对照组相比肿瘤平均体积明显减小,抑瘤率与对照组相比具有极显著性差异(P<0.01),但与Dox溶液静脉、瘤内给药组相比无显著性差异.因此Dox微球对小鼠体内Lewis肺癌具有较好的抑制作用,其抑瘤效果与瘤内注射相同剂量的Dox溶液相当,但局部刺激性较小.     

布洛芬固体脂质纳米粒的制备及家兔体内药动学研究

采用乳化分散-超声法制备布洛芬固体脂质纳米粒(IB-SLN),对其粒径、zeta电位、包封率、载药量、体外释放等进行体外评价,并考察IB-SLN经皮给药后兔体内药动学特征.结果显示,研究制备的IB-SLN的平均粒径为(100±20)nm,zeta电位为-43.9mV,包封率为92.6%,载药量为3.33%.兔体内药动学研究显示,IB-SLN可有效促进布洛芬的经皮吸收,布洛芬固体脂质纳米粒凝胶剂经皮给药后的AUC和Cmax分别为640.86ng·h/mL和65.94 ng/mL,分别是布洛芬凝胶剂的12.6倍和4.5倍.研究结果提示,固体脂质纳米粒作为布洛芬经皮给药载体可有效促进药物的透皮吸收,并可使药物缓慢平稳释放,其应用前景广泛.     

强脉冲光对大鼠II度烫伤模型的建立

为探索脉冲光对大鼠深Ⅱ度烫伤模型建立的实验条件,将24只大鼠随机分成四组,每组6只,选取大鼠脊柱两侧皮肤作为烫伤部位。第1组为正常对照组,第2、3、4组烫伤条件分别为强脉冲光照射7次、8次和9次,每次能量为20 J/cm~2。建立模型后并进行组织形态学检查。结果表明:第2组大鼠为Ⅰ度烫伤,第3组大鼠为深Ⅱ度烫伤,第4组为Ⅲ度烧伤。大鼠模型制作过程中,烫伤的程度同时受照射次数、能量的影响。实验中所建立的大鼠深Ⅱ度烫伤模型制备方法可以通过控制光照强度和次数,利用强脉冲光建立模型操作简单,制造的损伤程度、损伤面积均匀,重复性好。     

具有脉冲生育的随机SIS传染病模型的动力学分析

本文主要研究了一类带有脉冲生育和随机干扰的SIS传染病模型。利用随机微分方程理论,得到了平凡解随机稳定的充分条件;利用随机非线性理论中Lyapunov指数,得到无病解随机指数渐近稳定的充分条件;利用It公式和脉冲微分方程理论证明了正解是全局存在的。此外,本文还通过数值模拟验证以上结论。     

状态依赖脉冲Caputo分数阶微分方程解的存在唯一性

针对状态依赖脉冲Caputo分数阶微分方程,利用不动点方法研究方程解的存在唯一性;首先,定义一个全连续算子,利用Schaefer不动点定理及Gronwall不等式讨论对应的非脉冲方程解的存在性结论;然后利用状态依赖脉冲函数项的单调条件及解的延拓方法得到每个脉冲区间上状态依赖脉冲Caputo分数阶微分方程局部解及整体解的存在性结论;最后利用压缩映射原理得到状态依赖脉冲Caputo分数阶微分方程整体解的唯一性,改进了已有的结果。     

SD大鼠房颤模型的建立

目的研究一种发病机制,病理改变与临床接近且造模周期较短的大鼠房颤模型制备方法与技术。方法大鼠连续给药,经尾静脉注射乙酰胆碱-氯化钙混合液,每次给药后记录房颤持续时间。寻找能诱发稳定房颤的给药剂量和给药时间。电生理学方法观察正常和模型大鼠心房不应期的变化。结果CaCl210 mg/mL,乙酰胆碱66μg/mL模型大鼠从第4 d起房颤时间缓慢增长,7 d后趋于稳定。与正常组相比,模型大鼠心房肌ERP显著缩短(59.3 ms±5.8 ms)。结论CaCl210 mg/mL+乙酰胆碱66μg/mL混合液连续给予7 d诱导产生的大鼠房颤模型,其电生理学的病理变化与临床房颤相似,适用于化合物抗房颤活性筛选研究。     

优化复方CK制剂对肾性高血压大鼠的药效学

通过动物实验进行优化复方CK的药效学研究。取雄性wistar大鼠80只,随机分为假手术组（n=12）和模型组（n=68）。采用二肾一夹法复制肾性高血压大鼠模型。取造模成功的大鼠随机分为五组：模型组,优化复方CK高、中、低剂量组,卡托普利组,后4组灌胃给予相应的药物,模型组和假手术组灌服蒸馏水,每日1次,连续灌胃8周。根据体重随时调整给药量。观察药物对模型动物收缩压及血浆肾素活性、血管紧张素Ⅱ和一氧化氮含量的影响。给药8周后,与模型组相比,优化复方CK高、中剂量组能显著地（P〈0．01）降低模型动物收缩压、血浆肾素活性和血管紧张素Ⅱ含量,升高血浆一氧化氮含量。由此可知优化复方CK有降压作用,其作用可能与降低血浆肾素活性和血管紧张素Ⅱ含量、促进血液中的一氧化氮合成与释放有关。     

基于脉冲控制的害虫管理模型

基于喷洒杀虫剂及投放病虫的综合控制害虫策略,建立了具有脉冲控制的微分方程模型.利用脉冲微分方程的Floquet定理、比较定理,证明了害虫灭绝周期解的全局渐近稳定性与系统的持久性,并利用分支理论给出了正周期解存在的分支参数.     

抗生素脉冲作用的微生物竞争模型分析

基于抗生素对宿主体内有无质粒微生物的影响,提出了一种具有脉冲效应的微生物竞争模型,并进行了分析,根据Floquet乘子理论和脉冲微分方程的比较定理,给出两种微生物灭绝周期解局部渐近稳定与系统持续生存条件.