Dược động học của thalidomid đã được nghiên cứu ở các đối tượng: Người lớn khỏe mạnh, người lớn bị phong, nam giới cao tuổi bị ung thư tiền liệt tuyến, người lớn bị nhiễm HIV. Sinh khả dụng của thalidomid khi uống (nồng độ đỉnh trong huyết tương, AUC) ở người lớn bị bệnh phong cao hơn so với người khỏe mạnh, ở người nhiễm HIV tương tự như người khỏe mạnh. Chưa thấy sự khác biệt về dược động học liên quan đến tuổi ở người khỏe mạnh, bệnh nhân phong 20 – 69 tuổi, bệnh nhân ung thư tiền liệt tuyến 55 – 80 tuổi. Cho đến nay, chưa có nghiên cứu nào về dược động học của thalidomid ở những người ít hơn 18 tuổi; bệnh nhân rối loạn chức năng thận và rối loạn chức năng gan; cũng như nghiên cứu so sánh xác định sự khác biệt về dược động học của thalidomid liên quan đến giới tính và chủng tộc, trong khi có một số dữ liệu hạn chế cho thấy dược động học của thalidomid tương tự nhau giữa nam và nữ.
Trên cơ sở nghiên cứu ở người khỏe mạnh và người nhiễm HIV, dược động học của thalidomid có thể được mô tả tốt nhất bằng mô hình động học một ngăn, hấp thu và thải trừ bậc 1.
Hấp thu: Thalidomid được hấp thu chậm qua đường tiêu hóa khi dùng đường uống và có sự giao động về hấp thu giữa các cá thể. Sinh khả dụng tương đối của thalidomid là 90% khi uống dạng viên nang. ở người khỏe mạnh khi uống tăng liều thalidomid, chỉ số AUC tăng theo tỷ lệ thuận với liều uống, nhưng nồng độ đỉnh trong huyết tương tăng với tỷ lệ thấp hơn và thời gian đạt được nồng độ đỉnh huyết tương chậm hơn. Điều này cho thấy tính hòa tan kém của thalidomid ảnh hưởng đến tốc độ hấp thu qua đường uống.
Nồng độ cao nhất của thalidomid trong huyết tương đạt được sau khi uống khoảng 2,5 – 6 giờ. ở nam giới khỏe mạnh 21 – 43 tuổi, uống liều đơn 200 mg thalidomid dạng viên nén, nồng độ cao nhất trong huyết tương là 1,15 microgam/ml ở thời điểm 4,4 giờ sau khi uống. ở những phụ nữ khỏe mạnh 21 – 45 tuổi, uống liều đơn 200 mg thalidomid dạng viên nang hàm lượng 50 mg, 100 mg nồng độ đỉnh trong huyết tương là 2,3 – 3,2 microgam/ml sau khi uống 6 giờ. ở người lớn khỏe mạnh uống liều đơn 50 mg, 200 mg, 400 mg thalidomid dạng viên nang hàm lượng 50 mg, nồng độ cao nhất lần lượt là 0,62 microgam/ml, 1,76 microgam/ml, 2,82 microgam/ml ở các thời điểm sau khi uống lần lượt là 2,9 giờ, 3,5 giờ và 4,3 giờ. Bệnh nhân phong người lớn uống liều đơn 400 mg thalidomid viên nang hàm lượng 50 mg, nồng độ cao nhất là 3,44 microgam/ml ở 5,7 giờ sau khi uống. Người lớn nhiễm HIV uống liều đơn 100 mg hoặc 300 mg thalidomid, nồng độ đỉnh là 1,2 hoặc 3,5 microgam/ ml sau khi uống 3,4 giờ.
Ở những bệnh nhân ung thư tiền liệt tuyến 55 – 80 tuổi, uống liều đơn 200 mg hoặc 800 mg thalidomid, nồng độ đỉnh trung vị lần lượt là 1,97 hoặc 4,42 microgam/ml sau khi uống lần lượt 3,32 hoặc 4,42 giờ. Những bệnh nhân này khi uống đa liều, nồng độ đỉnh trung bình ở trạng thái cân bằng là 1,8 microgam/ml với liều 200 mg/ngày, 7,57 microgam/ml với liều 800 mg/ngày.
Thức ăn có thể làm chậm hấp thu nhưng không làm giảm mức độ hấp thu thalidomid. Khi uống thalidomid cùng với bữa ăn nhiều mỡ, thời gian đạt nồng độ đỉnh có thể tăng lên đến khoảng 6 giờ, nhưng chỉ giảm 10% nồng độ đỉnh và AUC.
Phân bố: Chưa có thông tin về phân bố thalidomid ở người. Mặc dù tác dụng dược lý và tác dụng không mong muốn biểu hiện ở một số cơ quan cụ thể. Nhưng những tác dụng đó không phù hợp với dữ liệu về phân bố dược động học trên động vật. Một số nghiên cứu trên động vật cho thấy nồng độ thalidomid cao ở đường tiêu hóa, gan, thận; nồng độ ở cơ, não, mô mỡ có nồng độ thấp hơn, trong khi đó các nghiên cứu khác không cho thấy thuốc được tích lũy ở cơ quan nào đặc biệt. Thực nghiệm trên động vật bằng thalidomid gắn phóng xạ cho thấy có tăng nhẹ hoạt tính phóng xạ ở thận, gan, đường mật, chất trắng thần kinh trung ương, dây thần kinh ngoại biên. Trên thỏ, nồng độ thalidomid ở dịch não tủy bằng 50% nồng độ trong huyết tương ở cùng thời điểm.
Thalidomid qua được nhau thai ở người và động vật.
Thể tích phân bố của thalidomid ở bệnh nhân nhiễm HIV là 69,9 – 82,7 lít. Kết quả nghiên cứu in vitro cho thấy thalidomid có tỷ lệ gắn với protein huyết tương là 55% với đồng phân tả tuyền và 66% với đồng phân hữu tuyền.
Chuyển hóa: Chuyển hóa thalidomid ở người chưa được biết chính xác, nhiều chất chuyển hóa được hình thành do kết quả của chuyển đối quang, hydroxy hóa và thủy phân thalidomid. Thalidomid không làm tăng hoặc ức chế chất chuyển hóa chính nó. ở những phụ nữ khỏe mạnh uống liều 200 mg/ngày trong 18 ngày, dược động học ở ngày đầu tiên và ngày cuối cùng tương tự nhau. Chuyển hóa thalidomid qua gan rất ít. Chuyển hóa chính của thalidomid qua con đường thủy phân không enzym thalidomid trong huyết tương thành 10 chất chuyển hóa khác nhau. Các chất chuyển hóa của thalidomid hình thành qua con đường hydroxy hóa có thể gây tác dụng quái thai ở những cơ thể nhạy cảm.
Thải trừ: Con đường thải trừ của thalidomid ở người vẫn chưa được biết chính xác. Thalidomid bài tiết rất ít (<1%) qua thận, một phần được bài tiết qua mật. Tổng thanh thải thalidomid của cơ thể là 170 – 207 ml/phút, thalidomid đào thải qua thận ở dạng không chuyển hóa là 1,15 – 1,38 ml/phút, chỉ có < 0,7% được bài tiết qua nước tiểu dưới dạng thalidomid không chuyển hóa.
Nửa đời thải trừ trung bình của thalidomid sau khi uống liều đơn 200 mg khoảng 3 – 6,7 giờ và tương tự như khi uống đa liều. ở người lớn khỏe mạnh sau khi uống liều đơn 50 mg, 200 mg, 400 mg nửa đời thải trừ trung bình lần lượt là 5,5; 5,5; và 7,3 giờ. Bệnh nhân phong uống liều 400 mg nửa đời thải trừ trung bình là 6,9 giờ; người nhiễm HIV nửa đời thải trừ trung bình là 4,6 – 6,5 giờ sau khi uống liều đơn 100 – 300 mg.
Sự thanh thải thalidomid không bị ảnh hưởng bởi tình trạng suy chức năng gan hoặc thận, nhưng ở bệnh nhân lọc máu ngoài thận, tốc độ thanh thải tăng lên gấp đôi.