Overzicht TCI
De dosis-responsverhouding kan in drie delen worden verdeeld: de verhouding tussen de toegediende dosis en de plasmaconcentratie
(de farmacokinetische fase), de verhouding tussen de effectorgaanconcentratie en het klinische effect (de farmacodynamische fase)
en de koppeling tussen farmacokinetiek en -dynamiek . Bij het toedienen van een bepaalde medicijndosis is het uiteindelijke doel het
gewenste klinische effect te verkrijgen, waarvoor een specifieke therapeutische concentratie van het geneesmiddel op de actielocatie
(de receptor) vereist is .
Afb. 1: Schematische weergave van het farmacokinetische en dynamische proces dat de verhouding bepaalt tussen de toegediende dosis en
de hieruit voortvloeiende effectintensiteit van een geneesmiddel. Farmacokinetische factoren zoals distributie, metabolisme en/of uitscheiding
bepalen de verhouding tussen de geneesmiddeldosis en geneesmiddelconcentratie in het plasma en de biofase (effectlocatie). In de biofase
interageert het geneesmiddel met de receptor, wat leidt tot het farmacologische effect.
Tot voor kort werden intraveneuze anesthetica gebruikt voor het tot stand brengen en onderhouden van de anesthesie . Ze werden
ofwel handmatig (met de hand) of met behulp van eenvoudige infusiepompen toegediend (de anesthesist berekende de infusie aan
de hand van het lichaamsgewicht van de patiënt) . Inline meten van de concentraties is niet mogelijk en de vereiste polyexponentiële
vergelijkingen om de concentraties te voorspellen vereisen een uitgebreide computerverwerkingscapaciteit . Op basis van het
pionierswerk van Kruger-Thiemer
voortgaande ontwikkelingen in de computertechnologie inlinevoorspellingen van geneesmiddelconcentraties uitvoerbaar maakten .
Het farmacokinetische gedrag van de meeste anesthetica kan met een 3-compartimentenmodel wiskundig worden beschreven:
gewoonlijk worden een centraal compartiment (V1), een vaatrijk compartiment (V2) en een vaatarm compartiment (V3) beschreven .
Overdracht van geneesmiddelen tussen verschillende compartimenten (distributie) wordt uitgedrukt in snelheidsconstanten (k
k
, k
en k
) of clearances . Het geneesmiddelmetabolisme wordt uitgedrukt in de snelheidsconstante k
21
31
13
de TCI-technieken is met behulp van een farmacokinetisch model de vereiste infusiesnelheden te berekenen om een gewenste
plasmaconcentratie te bereiken . Op deze manier specificeert de gebruiker op basis van een klinisch inzicht in plaats van een
infusiesnelheid een "doel"-concentratie . Als beoogd wordt een bepaalde concentratie in het plasmacompartiment te bereiken, wordt dit
"open-lus beoogde plasma TCI" genoemd . Als beoogd wordt een bepaalde concentratie in het effectcompartiment te bereiken, wordt
dit "open-lus beoogde effectlocatie TCI" genoemd .
Voor anesthetica is de effectlocatie (of biofase) niet het plasma4 maar de hersenen, waar de concentraties niet rechtstreeks gemeten
kunnen worden . Tot begin jaren '90 nam men aan dat het bloed-hersenevenwicht praktisch onmiddellijk tot stand kwam . De eerste
TCI-systemen waren daarom allemaal plasma-beoogd . Voor veel geneesmiddelen werd de verhouding tussen plasmaconcentratie en
klinisch effect beschreven, gewoonlijk in termen van de Cp50 of Cp95 (de concentraties die vereist zijn om een specifieke klinische
werking bij 50, respectievelijk 95% van de patiënten teweeg te brengen ) . Voor een voorbeeld, zie Ausems et al .5
In de jaren '90 realiseerde men zich steeds meer dat er na een wijziging in de plasmaconcentratie een tijdelijke vertraging optreedt
voordat er een evenwicht tot stand komt tussen de plasma- en effectlocatieconcentratie . Het klinische effect wijzigt parallel
aan de effectlocatieconcentratie . Voor de meeste geneesmiddelen geldt dan dat de snelheid van de geneesmiddeloverdracht
naar en van de actielocatie gekarakteriseerd kan worden door het tijdsverloop van het geneesmiddeleffect6,7 . Dit betekent
dat het effect kan worden omgezet in concentraties, wat resulteert in een kwantitatieve benadering . De concentratie op de
werkingslocatie wordt "de effectlocatieconcentratie" genoemd en het overeenkomstige compartiment8 (zie Afb . 3) wordt "het
effectlocatiecompartiment" genoemd . Omdat de werkelijke hoeveelheid geneesmiddel die doordringt in de hersenen erg klein
is, kan het effectlocatiecompartiment als volumeloos worden beschouwd, de snelheidsconstante k1e kan worden verwaarloosd
en de snelheidsconstante keo kan worden gebruikt voor de beschrijving van de evenwichtssnelheid tussen het plasma- en
effectlocatiecompartiment .
DISTRIBUTIE
DOSIS
EFFECT INTERACTIE GENEESMIDDEL
en Schwilden et al .
werd in de jaren '80 en begin van de jaren '90 het TCI-concept ontwikkeld, toen
2
3
cl2
V2
Perifere
compartiment
Afb. 2: Schematische weergave van het driecompartimentmodel dat gebruikt wordt voor doelgecontroleerde infusies.
1000DF00771 Uitgave 5
EXCRETIE
STOFWISSELING
PLASMACONCENTRATIE
BIOFASE CONCENTRATIE
RECEPTOR
1
cl3
V3
V1
Centrale
Perifere
compartiment
compartiment
Klaring cl1
Alaris™ PK Plus-spuitpomp MK4
(Afb . 2) . Het doel van
10
4/52
Overzicht TCI
,
12