แบบจำลองเภสัชจลนศาสตร์แบบแบ่งช่องที่มีการกำจัดแบบเชิงเส้นและแบบไม่เชิงเส้นสำหรับน้ำมันแคนนาบิไดออลทางการแพทย์A Compartmental Pharmacokinetic Model with Linear and Nonlinear Elimination for Medical Cannabidiol Oil

Abstract

การศึกษานี้นำเสนอการพัฒนาแบบจำลองแบบแบ่งช่อง เพื่ออธิบายเภสัชจลนศาสตร์ของแคนนาบิไดออล (CBD) ในน้ำมันกัญชาทางการแพทย์ภายหลังการให้ยา โดยแบบจำลองได้รวมทั้งการกำจัดยาแบบเชิงเส้นและแบบไม่เชิงเส้นตามสมการจลนศาสตร์ของไมเคิลลิส–เมนเทน (Michaelis–Menten kinetics) เพื่ออธิบายการขับออกของยาทางปัสสาวะและการเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึมของยา สมการเชิงอนุพันธ์สามัญถูกสร้างขึ้นโดยอาศัยกฎการกระทำของมวลเพื่อจำลองความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นและเวลาในแต่ละช่อง และแก้สมการเชิงตัวเลขด้วยโปรแกรม MATLAB โดยใช้ฟังก์ชัน ode45 พร้อมทั้งประมาณค่าพารามิเตอร์ทางเภสัชจลนศาสตร์ผ่านการปรับเส้นโค้งให้สอดคล้องกับข้อมูลทางคลินิก ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่าค่าความเข้มข้นของแคนนาบิไดออลในพลาสมาที่ได้จากแบบจำลองมีความสอดคล้องใกล้เคียงกับข้อมูลทางคลินิก โดยมีค่าความเข้มข้นสูงสุดประมาณ 1.45 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร ที่เวลาประมาณ 120 นาที นอกจากนี้ค่าพารามิเตอร์ที่ได้จากการปรับแบบจำลองยังสามารถนำไปใช้จำลองความเข้มข้นของยาในช่องอื่น ๆ ได้อีกด้วย งานวิจัยนี้มีความสำคัญเนื่องจากช่วยเชื่อมโยงความเข้าใจเชิงกลไกเกี่ยวกับการกระจายและการกำจัดของแคนนาบิไดออลเข้ากับการประยุกต์ใช้ทางคลินิกอย่างเป็นระบบ โดยแบบจำลองที่พัฒนาขึ้นสามารถใช้เป็นเครื่องมือสนับสนุนการกำหนดขนาดยาและการวางแผนการใช้น้ำมันแคนนาบิไดออลทางการแพทย์ในคลินิกอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิผล

This study presents the development of a compartmental model to describe the pharmacokinetics of cannabidiol (CBD) in medical cannabis oil following drug administration. The model incorporates both linear and nonlinear elimination based on Michaelis–Menten kinetics to represent urinary excretion and metabolic transformation of the drug. Ordinary differential equations were formulated based on the law of mass action to simulate the concentration–time relationships in each compartment and were solved numerically using MATLAB with the ode45 function. Pharmacokinetic parameters were estimated through curve fitting to clinical data. Simulation results demonstrate that the model-predicted plasma CBD concentrations are in close agreement with clinical data, with a peak concentration of approximately 1.45 ng/mL occurring at around 120 minutes. In addition, the estimated parameters can be applied to simulate drug concentrations in other compartments. This study is significant because it systematically links mechanistic understanding of CBD distribution and elimination with clinical applications. The developed model can serve as a supportive tool for dose determination and treatment planning, enabling the safe and effective clinical use of medical CBD oil.