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 = 0,5 L/kgC = 10 mg/LLD = ? mg88 kg · S = 0,8 · F = 1

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 88 kg soll intravenös mit aminophylline aufgesättigt werden, um einen theophylline-Spiegel von 10 mg/L zu erreichen. Das Verteilungsvolumen beträgt 0,5 L/kg und der Salzfaktor ist S = 0,8. Bestimme die Aufsättigungsdosis LD von aminophylline in mg.

88 kgVd = 0,5 L/kgC = 10 mg/LS = 0,8
LD = mg
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
VCss,avg​ = 15 mg/LD = ? mg · q12hCL = 0,04 L/kg/h76 kg · S = 1 · F = 1

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 76 kg nimmt alle 12 h Theophyllin oral ein (F = 1). Die Clearance beträgt 0,04 L/kg/h. Welche Dosis D in mg ergibt einen mittleren Steady-State-Spiegel von 15 mg/L?

CL = 0,04 L/kg/hτ = 12 hS = 1F = 176 kgCss,avg = 15 mg/L
D = mg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
ampicillin 500 mg1,8 mL steriles Wasser zugeben.Pulvervolumen: 0,2 mL.? mg/mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Durchstechflasche enthält 500 mg ampicillin als Pulver. Laut Übungsetikett gibt man 1,8 mL steriles Wasser zu; das Pulver vergrößert das Volumen um 0,2 mL. Wie groß ist die Konzentration C in mg/mL nach der Rekonstitution?

500 mg1,8 mL+0,2 mL
C = mg/mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
0123455 mL

Eine Durchstechflasche enthält 250 mg Pulver. Du gibst 9,2 mL Lösungsmittel zu, und das Pulver trägt 0,8 mL Volumen bei. Die Verordnung lautet 20 mg. Ziehe die Dosis auf: Welches Volumen V gibst du?

250 mg9,2 mL + 0,8 mL20 mg
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
heparin 1 000 Stück/mL60 Stück/kg · 70 kg → V = ? mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Übungsprotokoll sieht einen Heparinbolus von 60 Einheiten/kg für einen Patienten mit 70 kg Körpergewicht vor. Die Durchstechflasche enthält 1 000 Einheiten/mL. Welches Volumen V ziehst du auf? Runde auf eine Nachkommastelle.

60 Stück/kg70 kg1 000 Stück/mL
V = mL
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
500 mg250 mLdobutamine? mL/h55 kg12,5 mcg/kg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 500 mg dobutamine in 250 mL. Verordnet sind 12,5 mcg/kg/min für einen Patienten mit 55 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

500 mg/250 mL12,5 mcg/kg/min55 kg
R = mL/h
7.PharmakologieMittel

Welche Nebenwirkungen treten zu Beginn einer Gabapentin-Therapie am häufigsten auf?

  1. AHaarausfall und Gewichtsverlust
  2. BSchlaflosigkeit und Unruhe
  3. CSchläfrigkeit und Schwindel
  4. DHusten und Schnupfen
8.PharmakologieSchwer

Ein Patient unter Methadon bekommt zusätzlich Diazepam gegen Angst verordnet. Was ist das wichtigste Sicherheitsrisiko?

  1. ADiazepam hebt die Wirkung von Methadon vollständig auf
  2. BAdditive Sedierung und Atemdepression
  3. CSchwere Hypertonie durch die Kombination
  4. DMethadon bewirkt, dass Diazepam sehr schnell ausgeschieden wird

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: LD = 550 mg

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 = 0,5·88 = 44 L

Benötigte Menge an Wirkstoff

Vd·C = 44·10 = 440 mg

Aufsättigungsdosis

LD = 440/(0,8·1) = 550 mg

Antwort

LD = 550 mg

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

2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: D = 547,2 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.

Clearance

CL = 0,04·76 = 3,04 L/h

Dosis

D = Css,avg·CL·τ/(S·F) = 15·3,04·12/(1·1) = 547,2 mg

Antwort

D = 547,2 mg
3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: C = 250 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

1,8 + 0,2 = 2 mL

Konzentration

C = 500/2 = 250 mg/mL

Antwort

C = 250 mg/mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 0,8 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

9,2 + 0,8 = 10 mL
C = 250/10 = 25 mg/mL

Volumen

V = 20/25 = 0,8 mL

Antwort

V = 0,8 mL
5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: V = 4,2 mL

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.

Benötigte Stückzahl

60·70 = 4 200 Stück

Volumen

V = 4200/1000 = 4,2 mL

Antwort

V = 4,2 mL
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 20,6 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

500 mg = 500 000 mcg
500 000/250 = 2000 mcg/mL

Dosis pro Minute und pro Stunde

12,5·55 = 687,5 mcg/min
687,5·60 = 41250 mcg/h

Pumpenrate

R = 41250/2000 = 20,63 ≈ 20,6 mL/h

Antwort

R = 20,6 mL/h
7.Pharmakologie

Antwort: C · Schläfrigkeit und Schwindel

Warum das die Antwort ist

Gabapentin und Pregabalin verursachen häufig Sedierung, Schwindel und Unsicherheit beim Gehen, was das Sturzrisiko erhöht. In Kombination mit Opioiden verstärken sie zudem die Sedierung.

Antwort

C · Schläfrigkeit und Schwindel
8.Pharmakologie

Antwort: B · Additive Sedierung und Atemdepression

Warum das die Antwort ist

Die Kombination von Opioiden mit Benzodiazepinen erhöht das Risiko für Sedierung, Atemdepression und Tod erheblich. Sind beide nötig, werden die niedrigsten Dosen verwendet und der Patient wird engmaschig überwacht.

Antwort

B · Additive Sedierung und Atemdepression

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