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L'histoire de la perfusion contrôlée par cible

Perfusion contrôlée par cible (TCI) est une technique de perfusion de médicaments par voie intraveineuse pour atteindre une concentration de médicament prévue (« cible ») définie par l'utilisateur dans un compartiment corporel ou un tissu d'intérêt spécifique. Dans cette revue, nous décrivons les principes pharmacocinétiques du TCI, le développement de systèmes TCI et les problèmes techniques et réglementaires abordés lors du développement de prototypes. Nous décrivons également le lancement des systèmes actuellement disponibles en clinique.

L’objectif de toute forme d’administration de médicaments est d’atteindre et de maintenir un effet thérapeutique dans le temps, tout en évitant les effets indésirables. Les médicaments IV sont généralement administrés selon les directives posologiques standard. Généralement, la seule covariable du patient incorporée dans une dose est une mesure de la taille du patient, généralement son poids pour les anesthésiques IV. Les caractéristiques des patients telles que l'âge, le sexe ou la clairance de la créatinine ne sont souvent pas incluses en raison de la relation mathématique complexe entre ces covariables et la dose. Historiquement, il existe deux méthodes d'administration de médicaments IV pendant l'anesthésie : la dose en bolus et la perfusion continue. Les doses de bolus sont généralement administrées avec une seringue portative. Les perfusions sont généralement administrées avec une pompe à perfusion.

Chaque médicament anesthésique s'accumule dans les tissus pendant son administration. Cette accumulation perturbe la relation entre le débit de perfusion fixé par le clinicien et la concentration du médicament chez le patient. Un débit de perfusion de propofol de 100 μg/kg/min est associé à un patient presque éveillé 3 minutes après le début de la perfusion et à un patient hautement sous sédatif ou endormi 2 heures plus tard. En utilisant des principes pharmacocinétiques (PK) bien compris, les ordinateurs peuvent calculer la quantité de médicament accumulée dans les tissus pendant les perfusions et ajuster le débit de perfusion pour maintenir une concentration stable dans le plasma ou le tissu d'intérêt, généralement le cerveau. L'ordinateur est capable d'utiliser le meilleur modèle de la littérature, car la complexité mathématique de l'intégration des caractéristiques du patient (poids, taille, âge, sexe et biomarqueurs supplémentaires) est un calcul trivial pour l'ordinateur.1,2 C'est la base d'un troisième type d'administration de médicaments anesthésiques, les perfusions ciblées (TCI). Avec les systèmes TCI, le clinicien saisit une concentration cible souhaitée. L'ordinateur calcule la quantité de médicament, administrée sous forme de bolus et de perfusions, nécessaire pour atteindre la concentration cible et ordonne à une pompe à perfusion d'administrer le bolus ou la perfusion calculé. L'ordinateur calcule en permanence la quantité de médicament présente dans les tissus et comment cela influence exactement la quantité de médicament requise pour atteindre la concentration cible en utilisant un modèle des pharmacocinétiques du médicament sélectionné et des covariables du patient.

Pendant l’intervention chirurgicale, le niveau de stimulation chirurgicale peut changer très rapidement, nécessitant un titrage précis et rapide de l’effet du médicament. Les perfusions conventionnelles ne peuvent pas augmenter les concentrations de médicament suffisamment rapidement pour tenir compte des augmentations brusques de la stimulation, ni diminuer les concentrations suffisamment rapidement pour tenir compte des périodes de faible stimulation. Les perfusions conventionnelles ne peuvent même pas maintenir des concentrations stables de médicament dans le plasma ou le cerveau pendant les périodes de stimulation constante. En incorporant des modèles PK, les systèmes TCI peuvent titrer rapidement la réponse si nécessaire et maintenir des concentrations stables le cas échéant. L’avantage potentiel pour les cliniciens réside dans le titrage plus précis de l’effet des médicaments anesthésiques.3

Dans cette revue, nous décrivons les principes PK du TCI, le développement des systèmes TCI et les problèmes techniques et réglementaires abordés lors du développement de prototypes. Deux articles de synthèse connexes couvrent les problèmes mondiaux d’utilisation et de sécurité liés à cette technologie.4,5

À mesure que les systèmes TCI évoluaient, les enquêteurs ont choisi des termes idiosyncrasiques pour la méthodologie. Les systèmes TCI ont été appelés anesthésie IV totale assistée par ordinateur (CATIA),6 titrage d'agents IV par ordinateur (TIAC),7 perfusion continue assistée par ordinateur (CACI)8 et pompe à perfusion contrôlée par ordinateur.9 Suite à une suggestion par Iain Glen, White et Kenny ont utilisé le terme TCI dans leurs publications après 1992. Un consensus a été atteint en 1997 parmi les chercheurs actifs pour que le terme TCI soit adopté comme description générique de la technologie.10