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L'histoire de la perfusion contrôlée par la cible

Perfusion à commande cible (TCI) est une technique de perfectionnement des médicaments IV pour atteindre une concentration de médicament prédite («cible») définie par l'utilisateur dans un compartiment corporel spécifique ou un tissu d'intérêt. Dans cette revue, nous décrivons les principes pharmacocinétiques du TCI, le développement des systèmes TCI et les problèmes techniques et réglementaires abordés dans le développement du prototype. Nous décrivons également le lancement des systèmes actuels disponibles cliniquement.

L'objectif de chaque forme d'administration de médicaments est d'atteindre et de maintenir un cours thérapeutique dans le temps de l'effet du médicament, tout en évitant les effets néfastes. Les médicaments IV sont généralement administrés en utilisant des directives de dosage standard. En règle générale, le seul covariable du patient incorporé dans une dose est une métrique de taille du patient, généralement du 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 de ces covariables à la dose. Historiquement, il y a eu 2 méthodes d'administration de médicaments IV pendant l'anesthésie: dose de bolus et perfusion continue. Les doses de bolus sont généralement administrées avec une seringue portable. Les perfusions sont généralement administrées avec une pompe à perfusion.

Chaque médicament anesthésique s'accumule dans les tissus lors de l'administration de médicaments. Cette accumulation confond la relation entre le taux de perfusion fixé par le clinicien et la concentration de médicament chez le patient. Un taux de perfusion de propofol de 100 μg / kg / min est associé à un patient presque éveillé à 3 minutes dans la perfusion et à un patient très sédaté 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 peuvent ajuster le taux de perfusion pour maintenir une concentration stable dans le plasma ou les tissus 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 des patients (poids, taille, âge, sexe et biomarqueurs supplémentaires) sont des calculs triviaux pour l'ordinateur.1,2 Il s'agit d'un troisième type de livraison de médicaments anesthésiques, de perfusions sous-contrôlées par cible (TCI). Avec les systèmes TCI, le clinicien entre une concentration cible souhaitée. L'ordinateur calcule la quantité de médicament, livré sous forme de bolus et de perfusions, nécessaire pour atteindre la concentration cible et dirige une pompe à perfusion pour livrer le bolus ou la perfusion calculés. L'ordinateur calcule constamment la quantité de médicament dans le tissu et exactement comment cela influence la quantité de médicament requise pour atteindre la concentration cible en utilisant un modèle de PKS du médicament sélectionné et des covariables du patient.

Pendant la chirurgie, 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 bruffantes de la stimulation ou une diminution des concentrations suffisamment rapidement pour tenir compte des périodes de faible stimulation. Les perfusions conventionnelles ne peuvent même pas maintenir des concentrations de médicaments stables dans le plasma ou le cerveau pendant les périodes de stimulation constante. En incorporant des modèles PK, les systèmes TCI peuvent rapidement titrer la réponse si nécessaire et maintenir de manière similaire des concentrations stables, le cas échéant. L'avantage potentiel pour les cliniciens est le titrage le plus précis de l'effet du médicament anesthésique.

Dans cette revue, nous décrivons les principes PK de TCI, le développement des systèmes TCI et les problèmes techniques et réglementaires abordés dans le développement du prototype. Deux articles de revue qui l'accompagnent couvrent les problèmes d'utilisation et de sécurité mondiaux liés à cette technologie.4,5

À mesure que les systèmes TCI ont évolué, les chercheurs ont choisi des termes idiosyncratiques pour la méthodologie. Les systèmes TCI ont été appelés anesthésie totale par ordinateur (CATIA), 6 titres d'agents IV par ordinateur (TIAC), 7 perfusion continue assistée par ordinateur (CACI), 8 et une pompe à perfusion contrôlée par ordinateur. Le terme TCI doit être adopté comme la description générique de la technologie.10