전임상 동물 연구(2) - 투여 경로 및 용량

약물의 약동학은 특히 경구 투여의 경우 동물 종에 따라 크게 다릅니다. 아래 표는 종에 따른 위장의 생리학적 차이를 강조하며, pH가 주요 요인입니다. 예를 들어, 개는 공복 상태와 식사 상태 사이에서 위액의 상당한 pH 변화를 나타냅니다. 많은 화합물이 이온화될 수 있으며 pH에 따라 용해도가 변합니다. 예를 들어, 나트륨 염은 용매에서는 높은 용해도를 가질 수 있지만 위의 산성 환경에서는 용해도가 낮은 유리 형태로 해리되어 침전 및 흡수 감소를 초래할 수 있습니다. 인간의 위 pH는 상대적으로 낮으며, 강수량 실험에서 시뮬레이션된 인간 위액을 사용하면 동물 연구에 적용할 때 결과가 잘못될 수 있습니다. 예를 들어, 나트륨염은 pH 1.2에서는 침전될 수 있지만 pH 4 이상에서는 침전되지 않습니다.

1. 투여경로

다양한 투여 경로에는 적절한 투여 형태 및 용매 한도 선택과 같은 맞춤형 제제 개발 전략이 필요합니다. 전임상 시험에서 소분자 투여 방법에는 현탁액과 용액(유성-기반 및 수성-기반)이 포함됩니다. 경구 투여에는 두 가지 형태를 모두 활용할 수 있지만 정맥(IV) 주사에는 일반적으로 용액이 필요합니다. 일반적인 투여 경로는 다음과 같습니다:

1.위장관 관리: 여기에는 경구, 설하, 직장 경로가 포함됩니다.

• 경구 투여: 일반적으로 정제, 캡슐, 과립제를 사용하는 가장 일반적이고 안전하며 편리하고 경제적인 방법입니다. 전임상 연구에서는 용액이나 현탁액이 자주 사용됩니다. 그러나 일부 약물은 물리화학적 특성, 위점막 자극, 소화효소 및 위산에 의한 분해로 인해 흡수가 잘 되지 않아 생체이용률과 효능이 감소하는 경우가 있습니다. 음식은 또한 약물 흡수에 영향을 미칠 수 있으므로 연구에서 고려되어야 합니다. 실험동물의 경구 투여 방법에는 직접 경구 투여(자발적으로 섭취하기 위해 약물을 물이나 사료에 혼합하는 방식)와 위관 영양법(위관 영양 바늘을 사용하여 약물 용액 또는 현탁액을 위장에 직접 전달하는 방식)이 있습니다. 직접 경구 투여하는 방법은 간단하지만 개인별 섭취량 차이로 인해 정확도가 떨어지므로 일반적으로 사용되는 경우가 적습니다. 위관 영양법은 정확하고 용량 조절이 가능하며 임상 경구 투여를 더 잘 시뮬레이션하므로 연구자들이 숙달해야 하는 널리 인정되는 기술입니다.
• 설하 투여: 구강 점막은 흡수 표면이 제한되어 있지만, 니트로글리세린과 같은 특정 약물의 경우 설하로 빠르게 흡수되어 빠른 치료 효과를 나타냅니다.
• 직장 투여: 환자가 구토를 하거나 의식이 없을 때 사용되며, 직장 투여를 통해 약물의 약 50%가 간을 우회하여 초-통과 대사를 피할 수 있습니다. 소아과에서도 흔하게 발생합니다. 그러나 직장 흡수는 종종 불규칙하고 불완전하여 사용이 제한됩니다.

2.주사제 투여: 정맥주사, 근육주사, 피하주사가 포함됩니다.

• 정맥 주사: 약물을 혈류에 직접 주입하면 다른 방법과 비교할 수 없을 정도로 신속하고 정확한 치료 수준을 얻을 수 있습니다. 그러나 고농도의 급속한 도입으로 인해 부작용의 위험이 높아질 수 있어 용매 사용에 주의가 필요합니다.
• 근육 주사: 수용성 약물은 빠르게 흡수되며 유성-기반 용액 및 특정 자극제에 적합합니다.
• 피하 주사: 심한 통증과 조직 괴사를 일으킬 수 있으므로 비자극성 약물에 적합합니다. 피하 흡수는 일반적으로 느리고 일관되어 장기간 효과를 제공합니다.

3.호흡기 관리: 가스나 휘발성 약물을 흡입하면 폐 상피와 호흡기 점막을 통해 흡수가 가능하며, 표면적이 넓어 혈류로 빠르게 유입됩니다. 직접적인 폐 치료를 위해 용액을 분무할 수 있습니다. 주요 단점은 복용량 조절의 어려움과 복잡성입니다.

4.경피투여: 손상되지 않은 피부에 빠르게 침투할 수 있는 약물은 거의 없으나, 피부를 통한 흡수는 일반적으로 덮힌 표면적과 약물의 지질 용해도에 비례합니다. 표피는 지질 장벽 역할을 하지만 많은 용질이 진피를 자유롭게 통과합니다. 손상된 피부는 흡수율을 크게 증가시킵니다.

전체적으로 경구투여가 가장 경제적이고 일반적으로 사용되는 방법이다. 가능하다면 경구투여, 필요하다면 근육주사, 정맥주사 등을 신중히 선호하는 것이 원칙이며, 특히 전통의학 주사의 경우 더욱 그렇다. 전임상 연구에서는 경구 및 정맥 주사가 일차적입니다. 아래 표에는 일반적인 투여 경로와 그 약어가 나열되어 있으며, PO(경구)와 IV(정맥)가 가장 많이 사용됩니다.

2.투여량

테스트 종 간의 위 용량 차이로 인해 최대 경구 투여량이 제한됩니다. 과도한 양은 통증, 흥분, 생리적 변화(예: 전해질 불균형, 혈압 및 호흡수 증가) 및 비정상적인 흡수를 유발할 수 있습니다. 아래 표는 다양한 종과 투여 경로에 대한 용량 지침을 제공합니다. 경구 투여의 경우 생쥐와 쥐 모두 최대 10mL/kg까지 견딜 수 있는 반면, 개와 원숭이는 최대 5mL/kg까지 견딜 수 있습니다. 일반적으로 몸집이 큰 동물은 투여량과 부형제에 대한 내성이 낮습니다. 제형 개발은 농도와 용량의 균형을 맞춰야 합니다. 예를 들어, 부형제 함량이 높을 경우 용량을 유지하면서 용량을 줄이는 것이 필요할 수 있습니다. 일반적으로 투여량은 mg/kg 단위로 표시되며 이는 체중 대비 투여량을 나타냅니다. 예를 들어, 10mL/kg의 용량을 가진 쥐에게 100mg/kg의 용량을 투여하려면 10mg/mL의 용액 농도가 필요합니다.