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​ = 12 mg/LR = ? mg/hCL = 0,04 L/kg/h63 kg

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 63 kg erhält eine Theophyllin-Infusion. Die Clearance beträgt 0,04 L/kg/h. Welche Infusionsrate R in mg/h ergibt einen Steady-State-Spiegel von 12 mg/L?

63 kgCL = 0,04 L/kg/hCss = 12 mg/L
R = mg/h
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
0,1110t (h)C (mg/L)Cpeak​ = 6τ = ?Ctrough​ = 1

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Die Halbwertszeit von tobramycin beträgt bei einem Patienten 3 h. Das Ziel ist ein Spitzenspiegel von 6 mg/L und ein Talspiegel von 1 mg/L. Welches Dosierintervall τ lässt den Spiegel bei schnellen i.v. Dosen und Elimination erster Ordnung vom Spitzen- auf den Talspiegel fallen? Runde auf eine Nachkommastelle.

t½ = 3 hCpeak = 6 mg/LCtrough = 1 mg/L
τ = h
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
penicillin G 5 000 000 Stückzugegebenes LösungsmittelKonzentration18,2 mL250 000 Stück/mL8,2 mL500 000 Stück/mL3,2 mL1 000 000 Stück/mL1 500 000 Stück → ? mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Durchstechflasche Penicillin G enthält 5 000 000 Einheiten. Ihr Übungsetikett gibt drei Stärken an (siehe Tabelle). Du gibst 3,2 mL Lösungsmittel zu. Die verordnete Dosis beträgt 1 500 000 Einheiten. Welches Volumen V ziehst du auf? Runde auf eine Nachkommastelle.

3,2 mL → 1 000 000 Stück/mL1 500 000 Stück
V = mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
20%30 g+0%Grundlage? g10%zinc oxide

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Du hast 30 g Salbe mit 20 % zinc oxide. Wie viele Gramm m reine Salbengrundlage (0 %) musst du zugeben, um eine Salbe mit 10 % zu erhalten? Runde auf ganze Gramm.

30 g · 20%0%10%
m = g
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
25 000 Stück250 mLheparin? mL/h98 kg14 Stück/kg/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 25 000 Einheiten Heparin in 250 mL. Verordnet sind 14 Einheiten/kg/h für einen Patienten mit 98 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

25 000 Stück/250 mL14 Stück/kg/h98 kg
R = mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
250 mg250 mLdobutamine? mL/h104 kg7,5 mcg/kg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 250 mg dobutamine in 250 mL. Verordnet sind 7,5 mcg/kg/min für einen Patienten mit 104 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

250 mg/250 mL7,5 mcg/kg/min104 kg
R = mL/h
7.PharmakologieMittel

Welche Laborwerte werden bei einem Patienten unter Carbamazepin kontrolliert?

  1. ASerum-Amylase und -Lipase
  2. BINR und aPTT
  3. CBlutbild und Serum-Natrium
  4. DSchilddrüsenantikörper und Cortisol
8.PharmakologieSchwer

Bei einem Mittel mit Elimination erster Ordnung führt eine Verdopplung der Dosis (bei gleichem Intervall) dazu, dass:

  1. Aden Steady-State-Spiegel unverändert lassen, aber die Zeit bis zu dessen Erreichen halbieren
  2. Bsich die Zeit bis zum Steady State halbiert
  3. Csich die Halbwertszeit verdoppelt
  4. Dsich der Steady-State-Spiegel verdoppelt, die Zeit bis zum Steady State aber gleich bleibt

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: R = 30,24 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 = 0,04·63 = 2,52 L/h

Infusionsrate

R = 2,52·12 = 30,24 mg/h

Antwort

R = 30,24 mg/h
2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: τ = 7,8 h

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.

Geschwindigkeitskonstante

k = 0,693/3 = 0,231 h⁻¹

Dosierintervall

τ = ln(6/1)/0,231 = 1,792/0,231 = 7,755 ≈ 7,8 h

Antwort

τ = 7,8 h

In der Praxis wird das Intervall auf einen praktischen Wert wie 8, 12, 24 oder 36 h gerundet, und die Spiegel werden erneut kontrolliert.

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 1,5 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.

Konzentration laut Etikett

3,2 mL → 1 000 000 Stück/mL

Zu verabreichendes Volumen

V = 1 500 000/1 000 000 = 1,5 mL

Antwort

V = 1,5 mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: m = 30 g

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

20%: 10 − 0 = 10 Teile
0%: 20 − 10 = 10 Teile

Auf die vorhandene Menge hochrechnen

m = 30·10/10 = 30 g

Antwort

m = 30 g

Kontrolle: 30 g + 30 g = 60 g Salbe mit 10 %.

5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 13,7 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

14·98 = 1 372 Stück/h

Konzentration

25 000/250 = 100 Stück/mL

Pumpenrate

R = 1372/100 = 13,72 ≈ 13,7 mL/h

Antwort

R = 13,7 mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 46,8 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

250 mg = 250 000 mcg
250 000/250 = 1000 mcg/mL

Dosis pro Minute und pro Stunde

7,5·104 = 780 mcg/min
780·60 = 46800 mcg/h

Pumpenrate

R = 46800/1000 = 46,8 mL/h

Antwort

R = 46,8 mL/h
7.Pharmakologie

Antwort: C · Blutbild und Serum-Natrium

Warum das die Antwort ist

Carbamazepin kann selten eine Knochenmarksuppression verursachen und senkt häufig das Serum-Natrium. Blutbild, Natrium und Leberwerte werden kontrolliert, besonders zu Beginn der Behandlung.

Antwort

C · Blutbild und Serum-Natrium
8.Pharmakologie

Antwort: D · sich der Steady-State-Spiegel verdoppelt, die Zeit bis zum Steady State aber gleich bleibt

Warum das die Antwort ist

Bei Kinetik erster Ordnung ist die Steady-State-Konzentration proportional zur Dosierungsrate, wird aber trotzdem erst nach etwa 4–5 Halbwertszeiten erreicht.

Antwort

D · sich der Steady-State-Spiegel verdoppelt, die Zeit bis zum Steady State aber gleich bleibt

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