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
VCss​ = 15 mg/LR = ? mg/h · S = 0,8CL = 0,05 L/kg/h69 kg

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 69 kg soll eine Aminophyllin-Infusion erhalten (Salzfaktor S = 0,8: 80 % des Aminophyllins sind Theophyllin). Die Theophyllin-Clearance beträgt 0,05 L/kg/h. Welche Aminophyllin-Infusionsrate R in mg/h ergibt einen Steady-State-Theophyllin-Spiegel von 15 mg/L?

69 kgCL = 0,05 L/kg/hCss = 15 mg/LS = 0,8
R = mg/h
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
Vd = 7 L/kg0,3 → 0,8 mcg/LLD = ? mcg95 kg · S = 1 · F = 0,7

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Bei einem Patienten mit 95 kg beträgt der Spiegel von digoxin 0,3 mcg/L; das Ziel ist 0,8 mcg/L. Das Verteilungsvolumen beträgt 7 L/kg und die Tabletten haben F = 0,7. Welche zusätzliche Aufsättigungsdosis LD hebt den Spiegel auf das Ziel?

95 kgVd = 7 L/kgC = 0,3 → 0,8 mcg/LF = 0,7
LD = mcg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
ceftriaxone 2 g19,2 mL steriles Wasser zugeben.Pulvervolumen: 0,8 mL.? mg/mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Durchstechflasche enthält 2000 mg ceftriaxone als Pulver. Laut Übungsetikett gibt man 19,2 mL steriles Wasser zu; das Pulver vergrößert das Volumen um 0,8 mL. Wie groß ist die Konzentration C in mg/mL nach der Rekonstitution?

2000 mg19,2 mL+0,8 mL
C = mg/mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
0123455 mL

Eine Durchstechflasche enthält 250 mg Pulver. Du gibst 3,6 mL Lösungsmittel zu, und das Pulver trägt 0,4 mL Volumen bei. Die Verordnung lautet 87,5 mg. Ziehe die Dosis auf: Welches Volumen V gibst du?

250 mg3,6 mL + 0,4 mL87,5 mg
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
25 000 Stück500 mLheparin? mL/h82 kg16 Stück/kg/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 25 000 Einheiten Heparin in 500 mL. Verordnet sind 16 Einheiten/kg/h für einen Patienten mit 82 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

25 000 Stück/500 mL16 Stück/kg/h82 kg
R = mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
800 mg500 mLdopamine19 mL/h69 kg? mcg/kg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Infusion mit dopamine (800 mg in 500 mL) läuft mit 19 mL/h. Der Patient wiegt 69 kg. Welche Dosis D in mcg/kg/min erhält der Patient? Runde auf eine Nachkommastelle.

800 mg/500 mL19 mL/h69 kg
D = mcg/kg/min
7.PharmakologieMittel

Welcher Hinweis zu Antiepileptika ist am wichtigsten?

  1. ADas Mittel absetzen, wenn man eine ganze Woche lang keinen Anfall hatte
  2. BEine doppelte Dosis einnehmen, wenn man einen Anfall kommen spürt
  3. CAlkohol hat keinen Einfluss auf die Anfallskontrolle
  4. DDas Mittel nicht abrupt absetzen, da dies schwere Krampfanfälle auslösen kann
8.PharmakologieSchwer

Ein postoperativer Patient mit Morphin-PCA ist sehr schläfrig, kaum erweckbar und hat eine Atemfrequenz von 7 pro Minute. Was sollte die Pflegekraft zuerst tun?

  1. ADen Patienten schlafen lassen und in einer Stunde erneut kontrollieren
  2. BDen Patienten ermutigen, den Knopf nur zu drücken, wenn er wach ist und Schmerzen hat
  3. CDie PCA stoppen, versuchen, den Patienten zu wecken, und Naloxon gemäß Protokoll geben
  4. DDie PCA-Dosis verringern und die Pumpe weiterlaufen lassen

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: R = 64,69 mg/h

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.

Clearance

CL = 0,05·69 = 3,45 L/h

Infusionsrate

R = CL·Css/S = 3,45·15/0,8 = 64,69 mg/h

Antwort

R = 64,69 mg/h
2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: LD = 475 mcg

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.

Verteilungsvolumen

Vd = 7·95 = 665 L

Nötiger Anstieg

0,8 − 0,3 = 0,5 mcg/L

Aufsättigungsdosis

LD = 665·0,5/(1·0,7) = 475 mcg

Antwort

LD = 475 mcg

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

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: C = 100 mg/mL

Rekonstitution: Das Pulver nimmt Raum ein, daher ist das Endvolumen das Lösungsmittel plus das Pulvervolumen. Konzentration = Wirkstoff in der Durchstechflasche/Endvolumen, und das zu verabreichende Volumen = Dosis/Konzentration. Verwende bei einem Etikett mit mehreren Stärkeangaben die Konzentration, die zur tatsächlich zugegebenen Menge Lösungsmittel gehört. Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Endvolumen

19,2 + 0,8 = 20 mL

Konzentration

C = 2000/20 = 100 mg/mL

Antwort

C = 100 mg/mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 1,4 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.

Endvolumen und Konzentration

3,6 + 0,4 = 4 mL
C = 250/4 = 62,5 mg/mL

Volumen

V = 87,5/62,5 = 1,4 mL

Antwort

V = 1,4 mL
5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 26,2 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

16·82 = 1 312 Stück/h

Konzentration

25 000/500 = 50 Stück/mL

Pumpenrate

R = 1312/50 = 26,24 ≈ 26,2 mL/h

Antwort

R = 26,2 mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: D = 7,3 mcg/kg/min

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

800 000/500 = 1600 mcg/mL

Mikrogramm pro Minute

19·1600 = 30400 mcg/h
30400/60 = 506,7 mcg/min

Pro Kilogramm

D = 506,7/69 = 7,343 ≈ 7,3 mcg/kg/min

Antwort

D = 7,3 mcg/kg/min
7.Pharmakologie

Antwort: D · Das Mittel nicht abrupt absetzen, da dies schwere Krampfanfälle auslösen kann

Warum das die Antwort ist

Das abrupte Absetzen von Antiepileptika kann Rebound-Anfälle und sogar einen Status epilepticus auslösen. Jede Änderung erfolgt schrittweise unter ärztlicher Aufsicht.

Antwort

D · Das Mittel nicht abrupt absetzen, da dies schwere Krampfanfälle auslösen kann
8.Pharmakologie

Antwort: C · Die PCA stoppen, versuchen, den Patienten zu wecken, und Naloxon gemäß Protokoll geben

Warum das die Antwort ist

Eine übermäßige Sedierung und eine niedrige Atemfrequenz weisen auf eine opioidbedingte Atemdepression hin. Das Opioid wird gestoppt, der Patient wird stimuliert und mit Sauerstoff unterstützt, Naloxon wird gemäß Protokoll gegeben und Hilfe wird gerufen.

Antwort

C · Die PCA stoppen, versuchen, den Patienten zu wecken, und Naloxon gemäß Protokoll geben

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