Gefrierpunktserniedrigung:
welche Menge NaCl in Wasser erzeugt die gleiche Gefrierpunktserniedrigung?
geg: m(Glucose) 2,5g; dTG = 1,3°C = 1,3K; M(Glucose)= 180 g/mol; M(NaCl)= 58,g/mol; kB = 1,856 K*kg/mol
NaCl besteht aus 2 Ionen, muss daher durch 2 geteilt werden
Beckmann- Thermometer: Gefrierpunktserniedrigung
Nenne 4 Prinzipien, um die Oberflächenspannung zu bestimmen + Gehalt
-> Kraftmessverfahren:
Drahtbügelmethode
Tensiometer
Plattenmethode
-> Druckverfahren:
Kapillarsteighöhe
Blasendruck
-> Geometrisch:
hängender/ liegender Tropfen
Kontaktwinkel
Spinning-Drop-Methode
-> Stalagmometer-Methode:
Tropfengröße der Flüssigkeit ist direkt proportional zur Oberflächenspannung
Welches Gerät dient auch zur Messung der Grenzflächenspannung?
Welches Gerät dient auch zur Messung der Grenzflächenspannung? dynamische Methode?
Tropfen-Volumen
-> statistische Methoden: Ringtensiometer, Plattenmethode, Spinning-Drop-Methode)
Young-Gleichung: Zusammenhang von Oberflächenspannung und Benetzungswinkel
Temperatur-Zeit-Verlauf:
Messung mit Halbmikroosmometer
kolligative Eigenschaften:
nur von der Teilchenanzahl abhängig, jedoch nicht von der Art der Teilchen
Bsp. Gefrierpunkterniedrigung, Dampfdruckerniedrigung, Siedepunkterhöhung, osmotischer Druck
Halbmikroosmometer:
ohne Vibratordraht
-> keine Kristallisation?
Halbmikroosmometer für 0,7% NaCl-Lösung + Wasser
T(LM) = Gefrierpunktserniedrigung des reinen LM (Wasser)
T(L) = max. Temp. der Lösung nach Einsetzen der Kristallisation (experiment. Gefrierpunkt)
T(E) = eutektische Temperatur
-> Abkühlen der Lösung bis unter den Gefrierpunkt
-> nach Bildung eines Kristallisationskeimes (Rührer oder Vibrator) schlagartiges Einfrieren der Lösung
-> bei reinem Wasser Anstieg der Temperatur (Kristallisationswärme) bis auf 0°C (Temperaturplateau)
-> bei Lösungen zunächst Anstieg der Temperatur, dann langsames Abkühlen, damit kann der Gefrierpunkt bis zur eutektischen Temperatur Absinken)
Nenne 2 Methoden für Sterilitätsprüfungen und Durchführung:
Membranfiltermethode:
Volumen der Prüflösung wird durch einen sterilen Membranfilter (0,45mm) filtriert. Filter in flüssiges Nährmedium geben
14 Tage bei 35-35°C bei Thioglycolat-Medium bzw. 20-25°C bei Soja-Casein-Pepton-Medium
-> bevorzugt
Direktbodenbeschickung:
für nicht filtrierbare Lösungen
direkt auf Nährmedium
Bebrüten bis 14 Tage
Hitzesterilisation
Grafik
Sterilisationsbedingungen nach EuAB
160°C für 2h
Sterilisationszeit einer Flüssigkeit berechnen:
100ml; 10^2 KBE/ml (Ausgangskeimzahl); 10^-6 KBE/ml (Endkeimzahl) SAL; D= 30s = 0,5 min
Autoklav zeichnen und beschriften:
was muss beim Abkühlen beachtet werden und was versteht man in diesem Zusammenhang unter Stützdruck?
hoher Dampfdruck in Infusionsflaschen -> Explosionsgefahr
=> daher langsames Abkühlen ggf. Anlgen von Druck (=Stützdruck) um Binnendruck beim Abkühlen zu kompensieren
Validierung eines Autoklaven:
a) D- Wert?
Testkeim C mit D = 1,5min
b) Sterilisationszeit bis Konz. = SAL
je 20 ml; 103 KBE/ml; D-Wert 1,5min
Autoklavierung von Dextroselösungen:
a) Abbauprodukt
Diagramm einer Dampfsterilisation zeichnen + beschriften:
Dampfdrucksterilisation:
steril nach EuAB
Abtötung oder Entfernung der aus Stoffen, Zubereitungen und Gegenständen lebensfähigen Formen von Mikroorg.
-> Wahrscheinlichkeit für Unsterilität (SAL) => 10^-6
bei 1000 000 Einheiten max. 1 Behältnis kontaminiert.
Dampfsterilisation:
wässrige Lösungen: 121°C 15 min bei 2 bar
Hitzesterilisation:
-> NICHT wässrige Lösungen, Glas, Metall, hitzestabile Ausgangsstoffe
160°C 2h
Strahlensterilisation:
Medizinprodukte, zB Nahtmaterial
mit Gamma, Beta oder elektronen Strahlung
Gassterilisation:
Reinräume, Sterilräume, Isolatoren
F- Wert:
N0 1000 (Reduktion aus 10%), D = 1,5min
DAC- Methode:
Borsäure-Menge (dT = 0,28°C)
geg: m(AT)= 15g, m(Atropinsulfat) = 30mg, dT= 0,07°C
Isotonisierung mit NaCl:
Welche Masse NaCl (dT= 0,58K) benötigt man, um 25g einer Lösung mit 0,75% Tetrahydrochlorid (dT= 0,11K) und 0,005% Na-Tetraborat-Dekahydrat (dT=0,28K) zu isotonisieren?
Begriffserklärung:
Hydratationsenthalpie
Energie, die aus der Anziehung des Ion-Dipols (elektrostatisch) resultiert.
bei der Hydratation von Ionen frei werdende Energie
Abhängig von Ladung und Radius
kleine Ionen: besonders hohe Beträge der Hydratationsenthalpie
Phasendiagramm von Wasser
Noyes-Whitnes-Gleichung
Sinkbedingungen:
c << cs (c=0,1cs)
Konz. von WS im Verteilungsvolumen trotz ständiger Auslösung auf niedrigem Niveau gehalten (analog zur Resorption)
wenn gelöst, vorliegende WS- Sättigungskonzentration überschreitet nicht 10%
Non-Sink-Bedingungen:
Konz. von WS steigt im Medium entsprechend seiner Auflösung bis zu einem Maximalwert an.
Gefriertrocknung:
a) Aufbau
= Lyophilisation
Trocknung durch Sublimation: die Eiskristalle sublimieren ohne zwischenzeitliches Auftreten einer flüssigen Phase
z.B. bei einem Komplex aus zusammengesetzten pharm. Lösungen
Diagramm: Stellflächentemperatur geg. Druckverlauf
Lyophilisat:
= gefriergetrocknetes Material, hergestellt mittels Gefriertrocknung
Löslichkeit ist erhöht
wasserfrei
Haltbarkeit verlängert
geeignet für thermolabile Stoffe
Gefriertrocknung: Phasendiagramm und Schritte
1) Einfrieren der Lösung
2a) Primärtrocknung
2b) Ende der Primärtrocknung
3) Sekundärtrocknung
Schritt 1) Einfrieren der Lösung
-> Beginn der Eisbildung unter dem Gefrierpunkt Tf der Lösung
Vefestigung aller Komponenten unter der eutektischen Temperatur TE
Stabilisierung des Gerüstbildners unter der Glasübergangstemperatur Tg
Schritt 2a) Primärtocknung
-> durch Erniedrigung des Dampfdrucks im Lyophilisator unter der Sublimationskurve
Schritt 2b) Ende der Primärtrocknung
durch Abfall des Dampfdrucks auf der Oberfläche des Guts (dicker Pfeil), wenn kein Eis mehr vorhanden ist.
Schritt 3) Sekundärtrocknung
durch Temperaturerhöhung
Lage des Kondensators im Phasendiagramm
dampfförmige Wassermoleküle ständig durch Kondensator an Kühlfläche entfernt
dünne Pfeile = Verlauf des Dampfdrucks über dem Gut
Tf bei Normaldruck = Gefrierpunktserniedrigung
Ablauf der Gefriertrocknung anhand eines PhasendiagrammsD
Gefriertrocknung einer NaCl-Lösung
Trocknungsverlauf hygroskopisch + nicht-hygroskopischer Stoff
+nenne 3 Wasserarten
Wasserarten:
1. Haft- oder Oberflächenwasser
2. Kapillarwasser
3. Kristallwasser
Therapie von Zytostatika-Paraversaten: Paraversate Stets + Zusammensetzung
akute Therapie:
Dexrazoxan
Folgen: zB Gewebsnekrose
Paraversat-Set (2010)
tabellarische Übersicht zur raschen Orientierung
Kälte-Wärmepackung 2x
Tupfer, steril 2 Sets -> 4 Stück
DMSO reinst, DAB
Hyaluronidase
Dexrazoxane
Dokumentationsbogen:
-> betroffene Stellen hochlagern, ruhig stellen
-> Infusion/ Injektion sofort stoppen
-> mit Einmalspritzen versuchen, so viel wie möglich an Paraversat zu aspirieren
Vor- und Nachteile von öligen Augentropfen
Vorteile:
lange Kontaktzeit an der Kornea -> kein Auswaschen
Depoteffekt -> langsame Resorption
Erhöhung der Stabilität für oxidations- und hydrolyseempfindliche Stoffe
Isotonie und Isohydrie -> bedeutungslos
keine Konservierung
Nachteile:
Sichttrübung
kein Närhboden für Mikroorg. aber Sporen können enthalten sein
-> Sterilisation notwendig (keine Konservierung)
hochgereinigte, peroxidarme Pflanzenöle mit niedriger Säurezahl
-> Erdnuss- und Rizinusöl
mittelkettige Triglyceride mit günstigen Viskositätsverhalten
Parenterale Lösungen (z.B. Infusionen):
was meint hier isotonisch?
was passiert bei Abweichungen im Körper
Anpassung an den gleichen osmotischen Druck bzw. die gleiche Gefrierpunktserniedrigung wie Blut/ Gewebsflüssigkeit (290 mosmol/l)
Isohydrie: physiologischer pH liegt im schwach alkalischen:
pH = 7,4
entscheident: Pufferkapazität
Anwendung nicht- isotonischer Infusionslösungen:
Schädigung von Gefäßwand und Erythrozyten
hypotonische Lösung (geringer als osmotisch): Wasser passiert semipermeable Membran der Erythrozyten
-> sie platzen -> Hämolyse (Hämoglobin im Plasma)
hypertonische Lösung (größer als osmotisch): Wasseraustritt aus den Erythrozyten
-> sie schrumpfen -> Plasmolyse
Parenteralia in einzelne Monographien:
Infusionszubereitungen:
Infusionszubereitungen
Konzentrate zur Herstellung von Infusions-/Injektionszubereitungen
Pulver zur Herstellung von “
Implantate
Isotonisierungszusatz berechnen:
Atropinsulfatmonohydrat 0,5g
Borsäure q.s.
Thiomersal 0,2% (20g)
Aq. ad inject. ad 250,0g
Volumen um Integrität eines Filters zu überprüfen
10ml Spritze
Benetzungswinkel 72°
Zustandsdiagramm Wasser-KCl-Mischung
Eutektikum:
= feines kristallines Gemisch zweirer oder mehrerer Kristallarten, dass aus einer erstarrten, einheitlichen Schmelze entstanden ist und den niedrigsten möglichen Schmelzpunkt (=> den eutektischen Punkt) zeigt.
Masse an CaCl2 in Lösung berechnen:
Gefrierpunktserniedrigung 0,76°C, m(Wasser) 100g, Kk(Wasser) 1,86, M(CaCL2) 110 g/mol
nach der Herstellung von Augentropfen wird beim Bubble-Point-Test ein notwendiger Überdrück von 1,25 bar ermittelt.
a) Wie groß sind die Filterporen des untersuchten Filters?
b) dürfen die Augentropfen abgegeben werden?
b) Nein, da der Filterporenradius und damit auch d zu groß ist.
Glasübergang
a) Erklärung:
Die Glasübergangstemperatur ist ein “Erweichungsbereich” für einige Substanzen, zB Polymere
die aufgrund ihrer Molekülstruktur nicht in der Lage sind, ein hochgeordnetes Kristallgitter aufzubauen.
Sie erstarren bei Abkühlen ihrer Schmelzen amorph, d.h. in einem Zustand der Fernordnung
-> erstarrte Flüssigkeiten
-> Übergang von Glas in Gummi
b) Messmethode:
Röntgendiffraktometrie
thermoanalyt. Verfahren (zB DSC)
oder spektroskopische Verfahren (zB IR)
DDK
DLDK
DWDK
DSC
DMA
c) 3 Eigenschaften, die sich beim Übergang ändern:
Wärmekapazität
Ausdehnungskoeffizient
Viskosität
Glasarten:
Wie viele gibt es nach EuAB?
3 (damals 4) Gruppen; unterteilt nach hydrolytischer Resistenz
unterschieden durch Oberflächenprüfung mit Flusssäure, Oberflächenprüfung mit Aq. dem.
und Titration der nach Autoklavieren entstehenden OH-Ionen, Glasgrießmethode
Glasarten
aus was bestehen diese Glasarten?
I:
aus Neutralglas (Borosilikatglas)
hohe hydrolytische Resistenz (durch chemische Zusammensetzung)
II:
aus Natronkalksilikatglas
große hydrolytische Resistenz durch geeignete Oberflächenbehandlung
III:
mittlere hydrolytische Resistenz
(IV:
aus Natronsilikatglas
geringe hydrolytische Resistenz nicht mehr)
was wird in diesen Glasarten abgefüllt
I + II: geeignet für die meisten parenteralen + nicht-parenteralen Zubereitungen
-> neutraler/ saurer pH
III: nicht-wässrige parenterale Zubereitungen, Pulver zur parenteralen Verabreichung (außer Lyophilisate)
(IV: nicht parenterale Zubereitungen)
Miglyol 810, 5,5g
WS
Polyvinylalkohol (PVA) 0,03g
Verdickungsmittel
Carboxymethylcellulose (CMC) 0,01g
Tensid
Stabilität?
fehlen Komonente?
Verbesserungen?
keine ausreichende Stabilisierung der Grenzfläche
keine fehlenden Komponenten
Verbesserung durch andere Tenside
Thiomersal
Kugelfallviskosimeter nach Höppler
Viskosität berechnen
Viskosität nach Höppler: ideal-viskos
Newtonsche Flüssigkeit
viskosität nach Höppler
K-Wert
Konstante
berücksichtigt 2/9, r^2 und g/h
Viskosität nach Höppler:
Rechnung: d=1,245, Kugelvolumen= 1,01 cm³ und Kugelmasse = 16,25g, K=0,075 mm²/s², t=25s, dichte-Flüssigkeit = 8 g/cm³
15,17?
( 1,01 cm³)
4-Hydroxybenzoesäureethylester
Konservierungsmittel
-> die einzusetzende Konz. liegt bei bis ca. 0,1%
Zeige anhand einer Zeichnung, wie eine Saugunterlage bei der Zytostatika-Herstellung aufgebaut ist.
Folgendes Bild stellt ein diffundierendes Partikel dar. Beschrifte 1-11:
Isotonisierungsmethoden mit NaCl:
E-Wert-Methode
Polymorphie
=Eigenschaft, dass eine Substanz in verschiedene Erscheinungsformen (Modifikationen) vorkommen kann. Diese haben die gleiche Zusammensetzung, unterscheiden sich aber in der räumlichen Anordnung der Atome und haben unterschiedliche Eigenschaften.
Polymorphie- Bei Elementen:
Allotropie
Polymorphie-enantiotrop:
Substanzen mit zwei oder mehreren unterschiedlichen festen Phasen, die durch Änderung der Temperatur reversibel ineinander umgewandelt werden können.
kann bei polymorphen Substanzen auftreten
es gibt keine Modifikation, die über den gesamten Temperaturbereich stabil ist.
Polymorphie- monotrop:
nur eine einzige feste Modifikation eines Elements/Kristallgitters ist stabil
die unter bestimmten Bedingungen metastabilen Formen lassen sich irreversibel in die stabilen überführen.
was lässt sich sterilisieren
wässrige Lösungen
Verbandstoffe
viele Kunststoffartikel
KEIN Kunststoff
Glas
Titandioxid
Talkum
Zinkoxid
ölige Lösungen
Gassterilisation (Ethylenoxid):
was wird sterilisiert
Kunststoffeinwegartikel
chirurgisches Nahtmaterial
Verbandsstoffe
NaCl-Lösungen:
wie wird sie sterilisiert?
-> Dampfsterilisation
Unbefüllte Augentropfen-MDO’s (Glas):
wie wird sterilisiert?
-> Hitzesterilisation
Titandioxid:
Verbandsmaterial:
Strahlen-
und Dampfsterilisation
Suspension zur parenteralen Ernährung:
!!! Konservierung!!!
Zustand chemisch stabilisieren
Seidenmaterial:
-> Strahlensterilisation
Mikropartikel für Parenteralia
Hitzesterilisation?
Bakterienwachstum:
graphische Darstellung
Hydrotropieeffekt:
Hydrophile, polare Gruppen (zB -OH)
bilden mit Wassermolekülen H-Brücken aus
dadurch bilden Wassermoleküle untereinander kleinere Cluster aus, sodass vermehrt Störstellen frei werden.
-> zB PVP, Macrogol, Harnstoff, Alkohole, … (Strukturbrecher)
Solubilisierung:
Mizellenbildung durch Tenside
dabei wird die Grenzflächenspannung herabgesetzt
-> zB SDS, Tween, usw.
Komplexbildung
ein löslicher, reversibler Komplex wird mit einem geeigneten HS gebildet, ohne die Wirkung zu beeinträchtigen
-> zB Coffein-Benzocain-Komplex, Theophyllin-Na-Salicylat-Komplex
was ist Lyophilisation?
Gefriertrocknung = Trocknung durch Sublimation
die Eiskristalle sublimieren ohne das Auftreten einer flüssigen Phase
Was ist Lyophilisation? (3Schritte)
1: Einfrieren
unter die eutektische Temperatur
2: Primärtrocknung
ein Vakuum wird angelegt, das vom Gut sublimierte Wasser scheidet am Kondensator ab
Temperatur muss stets unter der Schmelztemperatur des Gemischs liegen
Wasser hat auch im gefrorenen Zustand einen ausreichend hohen Dampfdruck, sodass es direkt in den gasförmigen Aggregatzustand übergehen kann
3: Sekundärtrocknung
Trocknungstemperatur wird erhöht, stärker gebundenes Wasser wird entfernt
logK pH Zerfall eines hydrolyseempfindlichen Stoffes in Wasser:
a) experimentelle Bestimmung der k-Werte
die zu analysierenden Lösungen werden bei verschiedenen Temperaturen vermessen und die KOnzentration des Endpunkts (ASS) nach verschiedenen Zeitabständen bestimmt
ln(ASS) wird geg. Zeit aufgetragen
die Reaktionsordnung der Zerfallsreaktion kann aus der Geraden abgelesen werden
die Steigung der Geraden ist k
Reaktionsordnung: 0.
Reaktionsordnungen
Reaktionsordnungen: Graphen
Arrhenius Plot
Bubble-Point-Test
-> laut Marcus: so wie es dasteht mit RADIUS! es gibt auber auch Formulierungen mit 4 statt s * Sigma, wo dementsprechend mit dem Durchmesser gerechent wird.
Isotonisierungsmethoden: 4
DAC-Methode
Liso-Methode
graphisch mittels Nomogramm
Augentropfen mit Pilocarpin
Arzneistoff ist im physiologischen pH Bereich instabil
sie wollen die Augentropfen bei pH 5,5 stabilisieren.
Augentropfen mit Pilocarpin:
Was muss bei der Pufferauswahl in diesem Fall beachtet werden und warum?
Pufferkapazität des Auges ist schwächer als die des Blutes (fehlender Hämoglobin/ Oxyhämoglobin-Puffer)
-> Pufferkapazität sollte möglichst gering gewählt werden
-> pH sollte im Bereich 5,5-6,5 liegen (Euhydrischer Wert)
-> wichtig, für reizarmes und stabiles Produkt
Pufferkapazität:
gibt an, wie Säure oder Base zu einer Lösung gegeben werden können, bis deren pH-Wert sich um eine Einheit ändert.
Autoklav:
Infusionsflaschen
Sterilisationsbedingungen des EuAB
-> auf wie viele Sekunden verkürzt sich das Verfahren, wenn anstatt 121°C bei 136°C sterilisiert wird? z- Wert = 7,5
-> T- Abhängigkeit des Abtötungsprozesses einer Mikroorganismenpopulation dient der gleichfalls keim- und verfahrensspezifische z- Wert (Temperaturkoeffizient). Stellt die T- Differenz in Kelvin [K] dar, die erforderlich ist, um den D-Wert um den Faktor 10 zu verändern.
->2 Prüfungen auf Sterilität, die das Arzneibuch für Infusionen vorschreibt
Membranfiltermethode
Direktbeschickungsmethoden
D-Wert
Zeit die nötig ist um mit einem Sterilisationsverfahren die Keimzahl um eine Zehnerpotenz zu verringern.
F-Wert
Effektivität des Sterilisationsverfahren auf Autoklav bezogen
Z-Wert
T-Differenz bei der sich D um den Faktor 10 verändert.
Autoklav: Infusionsflaschen:
der Autoklav besitzt eine Kaltwasserberieselungsanlage. Was muss beachtet werden, bevor die Kühlung in Betrieb genommen wird?
hoher Dampfdruck in Infusionsflaschen-> Explosionsgefahr -> langsames Abkühlen ggf. Anlegen von Druck (=Stützdruck) um Binnendruck beim Abkühlen zu kompensieren
Wasser für Injektionszwecke:
1: Wasser für Injektionszwecke als Bulk
2: sterilisiertes Wasser für Injektionszwecke
welche Art muss in der Apotheke zu Herstellung der Rezeptur verwendet werden?
-> sterilisiertes Wasser für Injektionszwecke
welche Herstellungsarten lässt das EuAB zu?
Umkehrosmose
Ultrafiltration
Nanofiltration
Destillation
Euhydrie:
Definition
Kompromiss zwischen der Verträchlichkeit des pH-Wertes für das Auge und dem optimalen pH-Wert für die Stabilität der einzelnen Bestandteile in der Rezeptur.
-> euhydrischer Wert ca. bei pH 5,5-6,5
-> Isohydrie: physiologischer pH = 7,4
3 Puffersysteme des Blutes nennen:
Hämoglobin/ Oxyhämoglobin Puffer
Phosphatpuffer
Carbonatpuffer
Puffersysteme zur Einstellung von parenteralen Lösungen (2)
Acetat-Puffer
Citrat-Puffer
Validiert einen neuen Autoklaven und vermisst verschiedene Testkeime mit jeweils 20ml/103 KBE. Folgende D-Werte ergeben sich:
A= 0,5min
B= 1,3min
C= 1,5min
D= 0,8min
-> was wird genommen?
1,5min, weil erst dann alle Testkeime sicher beseitigt wurden.
Haltbarkeit in Klimazonen
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