Vergleichende theoriebasierte Analyse der Wirksamkeit und Sicherheit oral verabreichter Medikamente mit kurzer Halbwertszeit

Jedes eingenommene Medikament durchläuft im menschlichen Organismus pharmakologische Prozesse, die zu einer Wirkung führen. Dabei weist jedes Arzneimittel individuelle Eigenschaften auf, die diesen Wirkmechanismus beeinflussen. Medikamente mit geringer Halbwertszeit verlassen den Organismus demzufolge nach kurzer Zeit. Doch sind solche Substanzen trotz kurzer Aufenthaltsdauer im Körper, in der Lage ausreichend und sicher zu wirken, insbesondere bei nur einmaliger Applikation pro Tag? Besteht zudem eine Möglichkeit diese Wirkung und die im Blutplasma erreichten Wirkstoffkonzentrationen theoretisch zu ermitteln, ohne aufwendige Blutuntersuchungen durchführen zu müssen? Diese Zusammenhänge sollen mit einem entwickelten Modell zur Simulation von Wirkstoffkonzentrationsverläufen von Arzneimitteln geprüft werden. Dieses in Form eines Tabellenblatt (Microsoft Excel) vorliegende Modell ermöglicht, die Wirkung eines Medikamentes zu bewerten, indem dessen Wirkstoffkonzentration nach oraler Verabreichung im Blut berechnet und grafisch dargestellt wird. Dazu wurde ein Datensatz von 1023 Arzneimitteln bearbeitet, von denen 22 Medikamente die für eine Simulation notwendigen Kriterien erfüllten. Diese wurden simuliert, hinsichtlich ihrer Wirksamkeit und Sicherheit analysiert und mit klinischen Studienergebnissen verglichen, um die Anwendbarkeit des Modells beurteilen zu können. Bei 18 der 22 analysierten Substanzen stimmten die simulierten Wirkstoffkonzentrationsverläufe mit den Ergebnissen durchgeführter Studien überein. Dadurch konnte den Medikamenten trotz kurzer Halbwertszeit eine ausreichende Wirkung nachgewiesen und die Aussagekraft des Modells positiv bewertet werden. Jedoch wurde festgestellt, dass es bei 11 dieser Arzneimittel bei spezifischen Patientengruppen zu einem nicht ausreichenden Effekt oder Nebenwirkungen durch Unter- oder Überschreitung des therapeutischen Bereiches kommen könnte. Hier wurden die Einnahmeschemata überarbeitet, um den Wirkeffekt zu optimieren. Bei vier der 22 Medikamente bestanden Diskrepanzen zwischen den Ergebnissen der Simulation und Studien, wodurch Defizite des Modells offen gelegt werden konnten. Mit diesem Projekt wurde bewiesen, dass Medikamente trotz kurzer Halbwertszeit fähig sind, effektiv zu wirken. Der Effekt wird jedoch nicht ausschließlich durch die Eliminationszeit beeinflusst, sondern ebenso durch individuelle Patienteneigenschaften, die zu Wirkungsänderungen führen können. Die Dosisanpassung an diese Individualität findet im klinischen Alltag häufig keine Berücksichtigung, sondern erfolgt meist anhand der von den Pharmaherstellern empfohlenen Mengen und anschließender Beobachtung der Dosis-Wirkung-Beziehung. Eine Möglichkeit die Medikamentendosis auf die Bedürfnisse des Patienten abzustimmen, bietet die Medikamentenspiegelbestimmung, die jedoch nur bei ausgewählten Medikamenten routiniert Anwendung findet. Das Simulationsmodell bietet in seiner aktuellen Form einen Ansatzpunkt, um die Wirkung und Sicherheit eines Medikamentes theoretisch abzuschätzen, obwohl Defizite hinsichtlich der Integration der individuellen Patienteneigenschaften bestehen. Durch Weiterentwicklung könnten genauere Simulationen möglich sein und das Modell als Hilfestellung bei der individuellen Dosisfindung dienen.
Each taken drug passes through certain pharmacological processes in the human organism, leading to an effect. Though, each drug has individual properties influencing this mechanism of action. Therefore medications with a low half-life are eliminated after a short time. But are these substances despite the short stay in the body able to act effectively, especially when given only once a day? Furthermore is there a possibility to estimate the effect and the blood-plasma concentrations theoretically without doing expensive blood examinations? These correlations should be solved with a designed model for the simulation of the blood concentration of pharmaceuticals. The model, available in a file of the spreadsheet program Microsoft Excel, offers the possibility to evaluate the drug effect by simulating its use. Though the blood concentration is calculated after oral administration and illustrated graphically. A data set of 1023 medications was available for processing and 22 of these fulfil the criteria which are necessary for simulation. The achieved results were tested for efficacy and safety and compared with clinical studies to check the precision of the model. In 18 of the 22 analyzed substances the outcomes of the simulated blood concentrations matched with the results of present studies. So it could be proved, that pharmaceuticals are able to act effective, despite a short half-life. Also the use of the simulation program could be valued positive. However, in 11 of these drugs the efficacy and safety maybe could not be reached because the blood concentrations underrun or exceed the therapeutic window in certain groups of patients. In these cases, dose optimizations were designed. There were discrepancies between the results of the simulation and studies in four of the 22 pharmaceuticals, which offer deficits of the program. This project proved that drugs with short half-lifes are able to act effectively. However, the effect not only depends on the half-life itself, also on the individual characteristics of the patient, which can change the mechanism of action. Often an adaption of these individualities is not considered and the substances are given by the recommended doses of the pharmaceutical industry. The therapeutic drug monitoring provides a way to adapt the dose to the patient, but does not belong to the standard procedure. The current model provides a starting-point to value previously the efficacy and safety of drugs theoretically, although it still has deficits regarding the integration of individual patient characteristics. By further development, more exact simulations could be possible and the model a realistic help in dose-findings.