2010, Vol. 5 No. 2, Article 66 Pha

2010, Vol. 5 No. 2, Article 66

Pharmacokinetics and Bioavailability of
Ceftriaxone in Patanwadi Sheep
Swati, S. Tiwari, U. D. Patel, S. K. Bhavsar and A. M. Thaker*

Department of Pharmacology and Toxicology,
College of Veterinary Science and A.H., Anand Agricultural University, Anand 388 001

*Corresponding Author; e-mail address: [e-mail]

________________________________________
ABSTRACT
Pharmacokinetics of ceftriaxone following single dose intravenous and intramuscular administration (10 mg/kg) in six Patanwadi sheep was determined. The plasma concentration-time curves were characteristic of a two and one-compartment open model following intravenous and intramuscular administration, respectively. Following intravenous administration the area under plasma drug concentration-time curve (AUC), apparent volume of distribution (Vdarea), elimination half-life (t1/2b) and total body clearance (ClB) were calculated to be 42.65 ± 1.36 µg.h/mL, 0.41 ± 0.02 L/kg, 1.21 ± 0.05 h and 3.91 ± 0.13 mL/min/kg, respectively. Peak plasma drug concentration of 15.53 ± 0.71 µg/mL was obtained at 0.5 h after intramuscular administration. The area under plasma drug concentration-time curve (AUC), apparent volume of distribution (Vdarea), elimination half-life and total body clearance (ClB) were 47.68 ± 1.31 µg.h/mL, 0.43 ± 0.02 L/kg, 2.24 ± 0.07 h and 2.22 ± 0.12 mL/min/kg, respectively. The intramuscular bioavailability of the drug was 64.0 ± 2.0%. Pharmacokinetic profile and moderate bioavailability of ceftriaxone indicated that the drug can be used intramuscularly to treat susceptible bacterial infections in sheep.
KEY WORDS
Pharmacokinetics, ceftriaxone, intravenous, intramuscular, sheep.
INTRODUCTION
Ceftriaxone is a member of third generation cephalosporin having excellent activity against aerobic gram-negative and gram-positive bacteria; however it shows variable activity against anaerobic bacteria. Ceftriaxone distributes in a wide variety of tissues and body fluids such as pleural fluid, peritoneal fluid, bile, bronchial mucosa, myometrium and bone. It crosses not only the inflamed, but also the healthy blood-cerebrospinal fluid barrier in horses and man (Richards et al., 1984 and Ringger et al., 1996). The drug is associated with very low incidence of adverse effects and development of resistance.
The disposition kinetics and dosage schedule of ceftriaxone have been determined in goats (Ismail, 2005; Tiwari et al., 2009), sheep (Guerrini et al., 1985; Goudah et al., 2006), cow calves (Soback and Ziv, 1988; Johal and Srivastava, 1998, 1999; Maradiya, 2004), buffalo calves (Dardi et al., 2004; Gohil et al., 2009), camels (Goudah, 2008), horses (Gardner and Aucoin, 1994; Ringger et al., 1996, 1998) and dogs (Rebuelto et al., 2002). Certain bacterial diseases are major causes of neonatal mortality in sheep where ceftriaxone can be used for the treatment. As ceftriaxone has great potential for clinical use in veterinary medicine, the data on its pharmacokinetics in Patanwadi breed of sheep is not well determined. The present study was therefore conducted to determine the pharmacokinetics of ceftriaxone following single intravenous and intramuscular administration at the dose of 10 mg/kg in Patanwadi breed of sheep.
MATERIALS AND METHODS
Experimental animals and drug administration
The experiment was conducted on six healthy female Patanwadi sheep (20-24 months of age) weighing 20.1-31.5 kg. The animals were kept under constant observation for two weeks before commencement of the experiment at Instructional farm of the college. The animals were examined clinically to evaluate health status and to rule out the possibility of any diseases. Each animal was housed in a separate pen and provided standard ration. Water was provided ad libitum. All animals were randomly grouped to receive either intravenous or intramuscular injection of ceftriaxone sodium (Vetaceph, Unichem Pharmaceuticals Ltd., India) at the dose rate of 10 mg/kg. A washout period of 3 weeks was observed between treatments.
Collection of samples
Blood samples (4 mL each) were collected in heparinized glass test tubes through the intravenous catheter fixed in contra-lateral jugular vein before and after administration of the drug. The samples were collected at 2, 5, 10, 15, 30 min before administration and 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24, 36 and 48 h after intravenous administration (through jugular vein) and intramuscular administration ( in deep gluteal muscle). Plasma was separated by centrifugation at 3,000 revolutions per min for 10 min at room temperature and stored at –20°C and assayed with in 24 h.
Ceftriaxone assay and pharmacokinetic analysis
Plasma ceftriaxone concentration was determined by the high performance liquid chromatography (HPLC) method (Hakim et al., 1988) as modified by (Tiwari et al., 2009). Briefly, the HPLC system (Merck-Hitachi LaChrom) consists of isocratic pump (L-7110) with an online degasser (L-7612), interface (D-7000), UV detector (7400), autosampler (7200), sample cooler (L-7200), chromatography data station software (D-7000) and multi HSM-manager. Chromatographic separation was done using Lichrocart RP-18 column (250 mm X 4 mm) at room temperature.
Samples (250 µl) were deproteinized by addition of acetonitrile (500 µl), vortexed for one minute followed by centrifugation for 10 min at 5,000 revolutions per minute. A clear supernatant fluid was decanted in a glass insert (automatic sampler vessels) from which 50 µl was injected into the HPLC system. The mobile phase consisted of a mixture of buffer and acetonitrile (62:38). The buffer was prepared by dissolving 1.78 g of di-sodium hydrogen phosphate dihydrate and 1.0 g of N-acetyl -N, N, N-trimethyl ammonium bromide in 950 mL of Milli Q water, pH (7.0) was adjusted with orthophosphoric acid. Mobile phase was filtered through 0.45µ Millipore filter. Mobile phase was pumped through column at a flow rate of 1.0 mL/min, at an ambient temperature of 25°C. The elute was monitored at a wavelength of 254 nm. All chemicals used in the present study were of HPLC grade.
Ceftriaxone standards (0.19, 0.26, 0.52, 1.68, 4.93, 14.94, 49.79, 76.59, 90.11, 100.12 µg/mL) were prepared by serial dilutions of stock solution of the pure ceftriaxone in drug-free plasma of goats. Calibration curve was prepared for drug concentrations ranging from 0.19 to 100.12 µg/mL and was used to quantify the drug concentration in samples. The calibration curve was prepared daily and it had a R2 value ≥ 0.99. The assay was linear for drug concentrations of 0.19 to 100.12 µg/mL. The lower limit of quantification of assay was 0.19 µg/mL. Different pharmacokinetic parameters were calculated as described by Gibaldi and Perrier (1982) and Notari (1987).
RESULTS
Following intravenous and intramuscular administration, the data was best fitted to two and one compartment open model, respectively. The drug was detected in plasma up to 6 and 12 h following intravenous and intramuscular administration, respectively. Comparative disposition of ceftriaxone following single dose intravenous and intramuscular administration in sheep is shown on semilogarithmic scale in figure 1. Following intravenous administration, concentration of ceftriaxone ≥ 0.48 µg/mL of plasma was maintained up to 6 h. Following single dose intramuscular administration, the therapeutically effective plasma concentration (> 0.2 µg/mL) was detected at 0.083 h (5 minutes) and maintained for 12 h. Peak plasma drug concentration of 15.53 ± 0.71 µg/mL was obtained at 0.5 h after intramuscular administration. The bioavailability of ceftriaxone was 64.0 ± 2.0 per cent following intramuscular administration. Pharmacokinetic parameters determined following intravenous and intramuscular administration of the drug are depicted in table 1.
DISCUSSION
Following intravenous administration, the drug was distributed fast as evidenced by short distribution half-life. Similar pattern of distribution of ceftriaxone after intravenous administration has been observed in goats (Tiwari et al., 2009) and buffalo calves (Dardi et al., 2004; Gohil et al., 2009). The drug was moderately distributed following intravenous administration in sheep as evidenced by Vdarea. Apparent volume of distribution of 0.30 L/kg (Guerrini et al., 1985) in sheep and 0.58 ± 0.04 L/kg in goats (Tiwari et al., 2009) has earlier been reported which supports the present observations. Total body clearance of the drug observed in the present study was similar to clearance of the drug reported in calves, sheep, goats and horses (Guerrini et al, 1985; Soback and Ziv 1988; Gardener and Aucoin, 1994; Ismail, 2005; Goudah et al, 2006; Gohil et al., 2009; Tiwari et al., 2009). Elimination half-life and total body clearance suggests faster elimination of cetriaxone in sheep. However, longer elimination half-life of 2.57 ± 0.52 h has been reported in camel (Goudah, 2008) which may be due to slower total body clearance (1.83 ± 0.16 mL/min/kg) of the drug in camel.
Peak plasma concentration (Cmax) of 15.53 ± 0.71 µg/mL observed at 0.5 h following intramuscular injection, was lower than that observed in goats (23.6 ± 1.2 and 21.51 ± 0.61 µg/mL); and sheep (23.16 ± 2.94 µg/mL) (Ismail, 2005; Goudah et al, 2006; Tiwari et al., 2009). Short absorption half-life following intramuscular administration indicates rapid drug absorption from the site of injection. Rapid absorption following intramuscular injection has also been reported for ceftriaxone in goats (Tiwari et al., 2009) and cow calves (Maradiya, 2004). The longer elimination half-life and slow clearance of the drug observed during present investigation indicates that drug may remain in the body of sheep for long time as compared to cow calves (1.94 ± 0.12 h) and goats (1.44 h; 2.03 ± 0.09 h) (Soback and Ziv 1988; Ismail, 2005; Tiwari et al., 2009). The intramuscular bioavailability of ceftriaxone determined in the present study was in agreement wit

Kết quả (Việt) 2:

Năm 2010, Vol. 5 số 2, Điều 66 Dược động học và sinh khả dụng của Ceftriaxone trong Patanwadi Sheep Swati, S. Tiwari, UD Patel, SK Bhavsar và AM Thaker * Khoa Dược và chất độc, Đại học Khoa học thú y và AH, Đại học Nông nghiệp Anand, Anand 388 001 * Tương ứng với tác giả; e-mail address: [e-mail] ________________________________________ TÓM TẮT Dược động học của ceftriaxone sau tiêm tĩnh mạch và tiêm bắp liều duy nhất chính (10 mg / kg) trong sáu cừu Patanwadi đã được xác định. Các plasma đường cong nồng độ-thời gian là đặc trưng của một mô hình hai và một khoang mở sau khi tiêm tĩnh mạch và tiêm bắp, tương ứng. Sau khi tiêm tĩnh mạch vùng dưới plasma thuốc nồng độ thời gian đường cong (AUC), thể tích phân phối (Vdarea), nửa đời thải trừ (t1 / 2b) và độ thanh thải toàn thân (CLB) được tính là 42,65 ± 1,36 μg.h / mL, 0,41 ± 0,02 L / kg, 1,21 ± 0,05 và 3,91 ± h 0,13 ml / phút / kg, tương ứng. Nồng độ thuốc trong huyết tương của đỉnh 15.53 ± 0,71 mg / ml thu được ở mức 0,5 h sau khi tiêm bắp. Diện tích dưới đường cong nồng độ thuốc trong huyết tương theo thời gian (AUC), thể tích phân phối (Vdarea), thời gian bán thải và độ thanh thải toàn thân (CLB) là 47,68 ± 1,31 μg.h / mL, 0,43 ± 0,02 L / kg, 2.24 ± 0,07 và 2,22 ± h 0,12 ml / phút / kg, tương ứng. Sinh khả dụng của thuốc tiêm bắp là 64,0 ± 2,0%. Dược và sinh khả dụng trung bình của ceftriaxone chỉ ra rằng loại thuốc này có thể được sử dụng tiêm bắp để điều trị nhiễm trùng do vi khuẩn nhạy cảm ở cừu. WORDS KEY Dược, ceftriaxone, tiêm tĩnh mạch, tiêm bắp, cừu. GIỚI THIỆU Ceftriaxone là một thành viên của nhóm cephalosporin thế hệ thứ ba có hoạt động tuyệt hảo chống lại gram aerobic vi khuẩn -phủ và gram dương; Tuy nhiên nó cho thấy hoạt động chống lại biến vi khuẩn kỵ khí. Ceftriaxone phân phối trong một loạt các mô và dịch cơ thể như dịch màng phổi, dịch màng bụng, mật, niêm mạc phế quản, myometrium và xương. Nó đi qua không chỉ là viêm, mà còn là rào cản chất lỏng máu-não khỏe mạnh ở ngựa và con người (Richards et al., 1984 và Ringger et al., 1996). Loại thuốc này được kết hợp với tỷ lệ rất thấp các tác dụng phụ và sự phát triển của kháng chiến. Động học bố trí và tiến độ liều ceftriaxone đã được xác định ở dê (Ismail, 2005;. Tiwari et al, 2009), cừu (Guerrini et al, 1985. ;. Goudah et al, 2006), bê bò (Soback và Ziv, 1988; Johal và Srivastava, 1998, 1999; Maradiya, 2004), bắp chân trâu (Dardi et al, 2004;.. Gohil et al, 2009), lạc đà (Goudah, 2008), ngựa (Gardner và Aucoin, 1994;. Ringger et al, 1996, 1998) và chó (Rebuelto et al., 2002). Một số bệnh do vi khuẩn là nguyên nhân chính gây tử vong ở trẻ sơ sinh ở cừu nơi ceftriaxone có thể được sử dụng để điều trị. Như ceftriaxone có tiềm năng lớn cho việc sử dụng lâm sàng trong y học thú y, các dữ liệu về dược động học của nó trong Patanwadi giống cừu cũng không phải là xác định. Do đó, nghiên cứu này đã được tiến hành để xác định dược động học của ceftriaxone sau liều duy nhất tiêm tĩnh mạch và tiêm bắp với liều 10 mg / kg trong Patanwadi giống cừu. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP động vật thực nghiệm và dùng thuốc Các thí nghiệm được tiến hành trên sáu khỏe mạnh cừu Patanwadi nữ (20-24 tháng tuổi) có trọng lượng 20,1-31,5 kg. Các loài động vật được đặt dưới sự quan sát liên tục trong hai tuần trước khi bắt đầu các thí nghiệm tại Giảng trang trại của các trường đại học. Các loài động vật đã được kiểm tra lâm sàng để đánh giá tình trạng sức khỏe và để loại trừ khả năng của bất kỳ bệnh. Mỗi con vật được đặt trong một bút riêng biệt và cung cấp suất ăn tiêu chuẩn. Nước được cung cấp tự do. Tất cả động vật đã được nhóm ngẫu nhiên để được tiêm hoặc tiêm tĩnh mạch hoặc tiêm bắp ceftriaxone sodium (Vetaceph, Unichem Dược phẩm Ltd., Ấn Độ) với tỷ lệ liều 10 mg / kg. Một khoảng thời gian rửa trôi của 3 tuần đã được quan sát giữa phương pháp điều trị. Bộ sưu tập các mẫu Mẫu máu (4 mL mỗi) đã được thu thập trong ống nghiệm thủy tinh heparin qua ống thông tĩnh mạch cố định trong tĩnh mạch cổ contra phương trước và sau khi uống thuốc. Các mẫu được thu thập tại 2, 5, 10, 15, 30 phút trước khi dùng và 1, 2, 4, 6, 8, 12, 24, 36 và 48 giờ sau khi tiêm tĩnh mạch (thông qua tĩnh mạch) và tiêm bắp (ở vùng sâu mông cơ bắp). Plasma được tách bằng ly tâm ở 3000 vòng mỗi phút trong 10 phút ở nhiệt độ phòng và được lưu trữ ở -20 ° C và khảo nghiệm với 24 h. Ceftriaxone khảo nghiệm và phân tích dược động học tập trung ceftriaxone Plasma được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) phương pháp (Hakim et al., 1988) được sửa đổi bằng (Tiwari et al., 2009). Tóm lại, hệ thống HPLC (Merck-Hitachi LaChrom) bao gồm bơm isocratic (L-7110) với một khử trực tuyến (L-7612), giao diện (D-7000), detector UV (7400), mẫu tự động (7200), mẫu lạnh (L-7200), sắc ký phần mềm trạm dữ liệu (D-7000) và đa HSM-manager. Tách sắc ký đã được thực hiện bằng cách sử dụng 18-RP cột (4 X mm 250 mm) ở nhiệt độ phòng. Lichrocart mẫu (250 ml) được deproteinized bằng cách thêm acetonitrile (500 ml), vortexed cho một phút sau đó ly tâm 10 phút ở 5.000 vòng mỗi phút. Một chất lỏng trên bề rõ ràng đã được gạn trong một chèn kính (tàu sampler tự động) mà từ đó 50 ml được bơm vào hệ thống HPLC. Giai đoạn di động bao gồm một hỗn hợp của các bộ đệm và acetonitrile (62:38). Các bộ đệm đã được chuẩn bị bằng cách hòa tan 1,78 g di-sodium hydrogen phosphate dihydrate và 1,0 g N-acetyl-N, N, N-trimethyl ammonium bromide trong 950 mL của Milli Q nước, pH (7.0) đã được điều chỉnh với axit orthophosphoric. Pha động được lọc qua bộ lọc Millipore 0.45μ. Pha động được bơm qua cột với tốc độ dòng chảy 1,0 ml / phút, ở nhiệt độ môi trường xung quanh 25 ° C. Việc rửa giải được theo dõi ở bước sóng 254 nm. Tất cả các hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu này là của HPLC lớp. tiêu chuẩn Ceftriaxone (0,19, 0,26, 0,52, 1,68, 4,93, 14,94, 49,79, 76,59, 90,11, 100,12 mg / mL) đã được chuẩn bị bằng cách pha loãng nối tiếp dung dịch chứng khoán của ceftriaxone tinh khiết trong huyết tương không có ma túy của dê. Đường chuẩn đã được chuẩn bị sẵn sàng cho nồng độ thuốc khác nhau, 0,19-100,12 mg / ml và được sử dụng để định lượng nồng độ thuốc trong mẫu. Các đường cong hiệu chuẩn đã được chuẩn bị hàng ngày và nó có một giá trị R2 ≥ 0,99. Xét nghiệm này là tuyến tính với nồng độ thuốc ,19-100,12 mg / mL. Giới hạn dưới của lượng khảo nghiệm là 0,19 mg / mL. Các thông số dược động học khác nhau đã được tính toán như mô tả của Gibaldi và Perrier (1982) và Notari (1987). KẾT QUẢ Sau khi tiêm tĩnh mạch và tiêm bắp, các dữ liệu đã được trang bị tốt nhất để hai và một khoang mô hình mở, tương ứng. Các loại thuốc được phát hiện trong huyết tương lên đến 6 và 12 giờ sau khi tiêm tĩnh mạch và tiêm bắp, tương ứng. Bố trí tương đối của ceftriaxone sau tiêm tĩnh mạch liều duy nhất và tiêm bắp ở cừu được hiển thị trên quy mô semilogarithmic trong hình 1. Sau khi tiêm tĩnh mạch, nồng độ ceftriaxone ≥ 0,48 mg / ml huyết tương được duy trì cho đến 6 h. Sau khi tiêm bắp liều duy nhất, nồng độ trong huyết tương hiệu quả điều trị (> 0,2 mg / ml) đã được phát hiện tại 0,083 h (5 phút) và duy trì trong 12 h. Nồng độ thuốc trong huyết tương của đỉnh 15.53 ± 0,71 mg / ml thu được ở mức 0,5 h sau khi tiêm bắp. Sinh khả dụng của ceftriaxone là 64,0 ± 2,0 phần trăm sau khi tiêm bắp. Các thông số dược động học được xác định sau khi tiêm tĩnh mạch và tiêm bắp thuốc này được mô tả trong bảng 1. THẢO LUẬN Sau khi tiêm tĩnh mạch, thuốc được phân phối nhanh chóng được minh chứng bằng phân phối ngắn nửa cuộc sống. Mô hình tương tự của các phân phối của ceftriaxone sau khi tiêm tĩnh mạch đã được quan sát thấy ở dê và trâu bò (Dardi et al., 2004; Gohil et al., 2009) (Tiwari et al., 2009). Thuốc được phân bố vừa tiêm tĩnh mạch sau đây trong cừu bằng chứng là Vdarea. Tích phân bố là 0,30 L / kg ở cừu 0,58 ± 0,04 L / kg ở dê (Guerrini et al., 1985) và (Tiwari et al., 2009) đã được báo cáo trước đó mà hỗ trợ quan sát hiện tại. Tổng giải phóng cơ thể của các thuốc quan sát trong nghiên cứu này là tương tự để giải phóng mặt bằng của ma túy trong bê, cừu, dê, ngựa (Guerrini et al, 1985; Soback và Ziv 1988; Gardener và Aucoin, 1994; Ismail, 2005; Goudah et al, 2006;. Gohil et al, 2009;. Tiwari et al, 2009). Nửa đời thải trừ và thanh thải toàn phần cơ thể gợi ý loại bỏ nhanh các cetriaxone ở cừu. Tuy nhiên, thời gian bán thải dài hơn 2,57 ± 0,52 h đã được báo cáo ở lạc đà (Goudah, 2008) mà có thể là do giải phóng mặt bằng tổng thể chậm hơn (1,83 ± 0,16 ml / phút / kg) của thuốc trong camel. Nồng độ đỉnh trong huyết tương (Cmax) của 15.53 ± 0,71 mg / mL quan sát ở mức 0,5 h sau khi tiêm bắp, thấp hơn so với quan sát ở dê (23,6 ± 1,2 và 21,51 ± 0,61 mg / ml); và cừu (23,16 ± 2,94 mg / mL) (Ismail, 2005; Goudah et al, 2006;. Tiwari et al, 2009). Hấp thu ngắn nửa cuộc sống sau khi tiêm bắp cho sự hấp thu thuốc nhanh chóng từ chỗ tiêm. Hấp thu nhanh sau khi tiêm bắp cũng đã được báo cáo cho ceftriaxone ở dê và bê bò (Maradiya, 2004) (Tiwari et al., 2009). Việc loại bỏ còn một nửa cuộc sống và giải phóng mặt bằng chậm của thuốc quan sát trong quá trình điều tra hiện nay cho thấy rằng thuốc có thể vẫn còn trong cơ thể của con chiên cho thời gian dài so với bê bò (1,94 ± 0,12 h) và dê (1,44 h; 2,03 ± 0,09 h ) (Soback và Ziv 1988; Ismail, 2005;. Tiwari et al, 2009). Sinh khả dụng của bắp ceftriaxone xác định trong nghiên cứu này là trong thỏa thuận wit