Klinische Pharmakokinetik: Lernpaket

Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 8 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.

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1Formeln und Methoden

Klinische Pharmakokinetik

Geschwindigkeitskonstante und Halbwertszeit
k = ln 2/t½ = 0,693/t½
Zerfall erster Ordnung
C = C₀·e−kt = C₀·(1/2)t/t½
Zwei Spiegel
k = ln(C₁/C₂)/Δt
Volumen und Clearance
Vd = dose/C₀, CL = k·Vd
Aufsättigungsdosis
LD = Vd·C/(S·F)
Erhaltungsrate
R = CL·Css/(S·F)
Mittlerer Steady State
Css,avg = S·F·D/(CL·τ)
Stationärer Zustand
1 − (1/2)ⁿ nach n Halbwertszeiten; ≈ 97 % nach 5
Infusion
C = (R/CL)(1 − e−kt)
Intervall und Dosis aus Spitzen- und Talspiegel
τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k, D = Vd·(Cpeak − Ctrough)
Cockcroft–Gault
CrCl = (140 − Alter) × kg/(72 × SCr mg/dL), × 0,85 bei Frauen
Nierenanpassung
Dosis × CrCl/normal; Dettli Q = 1 − fe·(1 − CrCl/normal)

Methode

  1. Rechne die Halbwertszeit in eine Geschwindigkeitskonstante um: k = 0,693/t½.
  2. Rechne Werte pro kg in Gesamtwerte um: Vd (L) = L/kg × Gewicht, CL (L/h) = L/kg/h × Gewicht.
  3. Wähle die Beziehung: C = C₀·e−kt, LD = Vd·C/(S·F), Erhaltungsrate = CL·Css/(S·F), τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k.
  4. Schätze bei der Nierenfunktion zuerst die CrCl nach Cockcroft–Gault und passe dann die Dosis oder das Intervall an.
  5. Prüfe das Ergebnis: Die Spiegel fallen mit jeder Halbwertszeit um die Hälfte, und der Steady State dauert etwa fünf Halbwertszeiten.

Pharmazeutisches Rechnen

Prozentuale Konzentration
% w/v = g pro 100 mL
Wirkstoffmenge in einer Lösung
g = % × mL / 100
Verhältnisangabe
1:X = 1 g in X mL; % = 100 / X
Rekonstitution
Endvolumen = Lösungsmittel + Pulvervolumen
Konzentration
mg/mL = Wirkstoff in der Durchstechflasche / Endvolumen
Mischungskreuz
Teile von H = T − L, Teile von L = H − T
Wasser oder Grundlage
0%

Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Tagesdosis
mg/Tag = mg/kg/Tag × Körpergewicht (kg)
Gaben pro Tag
Anzahl = 24 h / Dosierungsintervall (h)
Pfund in Kilogramm
kg = lb / 2,2
Konzentration der Infusion
Einheiten/mL = Einheiten im Beutel / Beutelvolumen
Pumpenrate
mL/h = Dosis pro Stunde / Konzentration
Titrierte Infusion
mL/h = mcg/kg/min × kg × 60 / (mcg/mL)
Dosis aus der Pumpenrate
mcg/kg/min = mL/h × (mcg/mL) / (60 × kg)
Einheiten
1 mg = 1000 mcg

2Übungsaufgaben

1.Klinische PharmakokinetikMittel
Vd = 7 L/kgC = 0,8 mcg/LLD = ? mcg97 kg · S = 1 · F = 0,7

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 97 kg soll mit digoxin Tabletten aufgesättigt werden, um einen Spiegel von 0,8 mcg/L zu erreichen. Das Verteilungsvolumen beträgt 7 L/kg und die Tabletten haben eine Bioverfügbarkeit F = 0,7. Bestimme die gesamte orale Aufsättigungsdosis LD in mcg.

97 kgVd = 7 L/kgC = 0,8 mcg/LF = 0,7
LD = mcg
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
80 kg61 · MannSCr 2,5 mg/dLCrCl → D = ? mg

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine 61-jährige Person (Mann) wiegt 80 kg und hat ein Serumkreatinin von 2,5 mg/dL (221 µmol/L). Schätze die Kreatinin-Clearance nach Cockcroft–Gault: CrCl (mL/min) = (140 − Alter) × Gewicht (kg)/(72 × SCr in mg/dL), × 0,85 bei Frauen. Die übliche Dosis von cefazolin beträgt 1000 mg alle 8 h bei einer Kreatinin-Clearance von 120 mL/min. Bei gleichem Intervall wird die Dosis proportional zur Kreatinin-Clearance reduziert. Bestimme die angepasste Dosis D. Auf die nächste ganze Zahl runden.

61 Jahre80 kgMannSCr = 2,5 mg/dL1000 mg q8hCrCl normal 120 mL/min
D = mg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
024681010 mL

Eine Lösung hat eine Verhältnisstärke von 1:10 000. Du brauchst 0,22 mg. Ziehe das Volumen in der 10-mL-Spritze auf: Welches Volumen V ist das?

1:10 0000,22 mg
V = mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
70%dextrose? mL+10%dextrose40%450 mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Du sollst 450 mL dextrose mit 40 % herstellen, indem du dextrose mit 70 % und mit 10 % mischst. Wie viele mL V der Lösung mit 70 % brauchst du? Runde auf ganze mL.

70%10%40%450 mL
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
12 500 Stück250 mLheparin? mL/h103 kg18 Stück/kg/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 12 500 Einheiten Heparin in 250 mL. Verordnet sind 18 Einheiten/kg/h für einen Patienten mit 103 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

12 500 Stück/250 mL18 Stück/kg/h103 kg
R = mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
25 mg250 mLnitroglycerin? mL/h87 kg30 mcg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Für einen Patienten mit 87 kg Körpergewicht sind nitroglycerin mit 30 mcg/min verordnet. Der Beutel enthält 25 mg in 250 mL. Bestimme die Pumpenrate R in mL/h. Runde auf eine Nachkommastelle.

25 mg/250 mL30 mcg/min87 kg
R = mL/h
7.PharmakologieMittel

Welche Nebenwirkung von Ciprofloxacin sollte ein Patient sofort melden?

  1. ADunklerer Stuhl als gewöhnlich
  2. BEin leicht bitterer oder metallischer Geschmack für einige Zeit nach jeder Dosis
  3. CLeichte Müdigkeit in den ersten Tagen
  4. DSchmerzen oder Schwellung in einer Sehne, etwa der Achillessehne
8.PharmakologieSchwer

Eine Heparin-Infusion enthält 25,000 Einheiten in 500 mL. Verordnet sind 1,000 Einheiten pro Stunde. Welche Rate ist an der Pumpe einzustellen?

  1. A20 mL/h
  2. B10 mL/h
  3. C25 mL/h
  4. D50 mL/h

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: LD = 776 mcg

Clearance und Volumen: Im Steady State entspricht die Dosierungsrate der Eliminationsrate, daher gilt die Erhaltungsrate = CL × Css. Eine Aufsättigungsdosis ist LD = Vd × C/(S × F), wobei S der Salzfaktor (Anteil des Wirkstoffs im Salz) und F die Bioverfügbarkeit (1 bei i.v.) ist. Aus zwei Spiegeln ergibt sich k = ln(C₁/C₂)/Δt; bei einem i.v. Bolus gilt Vd = Dosis/C₀ und CL = k × Vd. Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Verteilungsvolumen

Vd = 7·97 = 679 L

Benötigte Menge an Wirkstoff

Vd·C = 679·0,8 = 543,2 mcg

Aufsättigungsdosis

LD = 543,2/(1·0,7) = 776 mcg

Antwort

LD = 776 mcg

In der Praxis wird die Dosis auf eine praktische Menge gerundet.

2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: D = 293 mg

Ein Dosierschema entwerfen: Bei schnellen i.v. Dosen fällt der Spiegel im Intervall vom Spitzen- auf den Talspiegel, daher gilt τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k, und die Dosis, die den Spitzenspiegel wiederherstellt, ist Vd × (Cpeak − Ctrough). Der mittlere Steady-State-Spiegel ist Css,avg = S·F·Dosis/(CL·τ). Bei einer Infusion steigt der Spiegel als C = (R/CL)(1 − e−kt). Bei einem über die Nieren ausgeschiedenen Arzneimittel wird die Dosis mit der Kreatinin-Clearance angepasst. Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Kreatinin-Clearance (Cockcroft–Gault)

CrCl = (140 − 61)·80/(72·2,5) = 35,11 mL/min

Angepasste Dosis

D = 1000·35,11/120 = 292,6 ≈ 293 mg

Antwort

D = 293 mg

In der Praxis wird die Dosis auf eine praktische Menge gerundet und anhand der Produktinformation geprüft.

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 2,2 mL

Von der Stärke zum Volumen: Rechne die Stärke zuerst in mg pro mL um. Ein w/v-Prozentwert sind Gramm pro 100 mL, also x % = 10x mg/mL. Eine Verhältnisstärke 1:n ist 1 g in n mL. Nach der Rekonstitution ist die Konzentration die Dosis des Pulvers geteilt durch das Endvolumen (Lösungsmittel + Pulvervolumen). Dann gilt Volumen = Dosis/Konzentration.

Stärke in mg/mL

1000 mg/10 000 mL = 0,1 mg/mL

Volumen

V = 0,22/0,1 = 2,2 mL

Antwort

V = 2,2 mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 225 mL

Mischungskreuz: Um eine höhere Konzentration H und eine niedrigere Konzentration L zu einer Zielkonzentration T zu mischen, nimmt man (T − L) Teile von H und (H − T) Teile von L. Die Teile werden über Kreuz bestimmt: Jede Ausgangslösung bekommt den Abstand vom Ziel zur jeweils anderen Ausgangslösung. Wasser oder eine reine Grundlage zählt als 0 %. Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Teile nach dem Mischungskreuz

70%: 40 − 10 = 30 Teile
10%: 70 − 40 = 30 Teile
gesamt: 60 Teile

Das Volumen aufteilen

V = 450·30/60 = 225 mL

Antwort

V = 225 mL

Kontrolle: 225 mL mit 70 % + 225 mL mit 10 % = 450 mL.

5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 37,1 mL/h

Heparin- und Insulininfusionen: Konzentration = Einheiten im Beutel/Beutelvolumen (Einheiten/mL). Pumpenrate (mL/h) = Einheiten pro Stunde/Konzentration, und Einheiten pro Stunde = mL/h × Konzentration. Bei einer gewichtsbezogenen Verordnung zuerst Einheiten/h = Einheiten/kg/h × Körpergewicht. Bolusvolumen = benötigte Einheiten/Stärke der Durchstechflasche. Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Einheiten pro Stunde

18·103 = 1 854 Stück/h

Konzentration

12 500/250 = 50 Stück/mL

Pumpenrate

R = 1854/50 = 37,08 ≈ 37,1 mL/h

Antwort

R = 37,1 mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 18 mL/h

Titrierte Infusionen: Bestimme zuerst die Konzentration in mcg/mL (mg × 1000/mL). Bei einer gewichtsbezogenen Verordnung gilt mcg/min = mcg/kg/min × Körpergewicht. Dann mL/h = mcg/min × 60/Konzentration. Rückwärts gerechnet: mcg/kg/min = mL/h × Konzentration/(60 × Körpergewicht). Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Konzentration

25 000/250 = 100 mcg/mL

Dosis pro Stunde

Die Verordnung gilt pro Minute für den ganzen Patienten, daher wird das Körpergewicht nicht gebraucht.

30·60 = 1800 mcg/h

Pumpenrate

R = 1800/100 = 18 mL/h

Antwort

R = 18 mL/h
7.Pharmakologie

Antwort: D · Schmerzen oder Schwellung in einer Sehne, etwa der Achillessehne

Warum das die Antwort ist

Fluorchinolone können Tendinitis und Sehnenrisse verursachen. Patienten sollten die körperliche Belastung beenden und Sehnenschmerzen umgehend melden.

Antwort

D · Schmerzen oder Schwellung in einer Sehne, etwa der Achillessehne
8.Pharmakologie

Antwort: A · 20 mL/h

Warum das die Antwort ist

25,000 Einheiten ÷ 500 mL = 50 Einheiten/mL, und 1,000 Einheiten/h ÷ 50 Einheiten/mL = 20 mL/h. Heparin ist ein Hochrisiko-Arzneimittel, daher werden Berechnung und Pumpeneinstellung unabhängig doppelt kontrolliert.

Antwort

A · 20 mL/h

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