Messung des pH-Wertes von isotonischer Puffer-Salzlösung

Da die Lösungen direkt in den Blutkreislauf eingebracht werden, ist es umso unwahrscheinlicher, dass es zu negativen gesundheitlichen Auswirkungen kommt, je ähnlicher die Ionenstärke der Lösungen dem Blut ist. Tonizität und pH-Wert sind die beiden wichtigsten Faktoren bei der Herstellung einer Lösung, die die Blutzusammensetzung nachahmt.

Tonizität und pH-Wert sind die beiden wichtigsten Faktoren bei der Herstellung einer Lösung, die die Blutzusammensetzung nachahmt. Die Tonizität, das ist der osmotische Druck einer Lösung, bezieht sich auf die Fähigkeit von Wasser, eine semipermeable Membran zu passieren, wie sie in einer Blutkörperchen vorkommt. Wasser bewegt sich von niedrigen zu hohen Konzentrationen. Die Bewegung von Wasser vom Inneren eines Blutkörperchen zum Blut basiert weitgehend auf der Konzentration der gelösten Ionen in Lösung, die als osmotische Konzentration bezeichnet wird.

Wenn isotonische (iso = gleich und tonisch = Stärke) Lösungen wie medizinische Kochsalzlösungen intravenös in den Blutkreislauf eingebracht werden, entsteht kein osmotischer Druck. Dies führt dazu, dass sich eine vernachlässigbare Menge an Wasser in die und aus den Blutzellen bewegt.

Wenn die IV-Lösung hypoton ist, ist sie in der Salzkonzentration niedriger als die von Blut und Blutzellen. Die hypotone Kochsalzlösung senkt die Konzentration der Ionen im Blut und erzeugt einen Konzentrationsgradienten. Dies führt dazu, dass Wasser in die Blutkörperchen gelangt, diese schwellen an und können platzen. Hypertone Lösungen haben eine höhere Ionenkonzentration als Blut, und dieser Konzentrationsgradient bewirkt, dass sich Wasser aus den Zellen bewegt und sie dadurch schrumpfen. Bei der Formulierung von IV-Medikamenten können dem Wirkstoff Salze wie Natriumchlorid und Kaliumchlorid zugesetzt werden, um sicherzustellen, dass die Lösung isotonisch ist.

Ein weiterer wichtiger Faktor bei der Herstellung von IV-Medikamenten ist der pH-Wert. Der menschliche Körper verwendet ein Bikarbonatpuffersystem, das unser Blut auf einem nahezu konstanten pH-Wert von 7,35 hält. Die Fähigkeit, die Homöostase unseres Blutes aufrechtzuerhalten, ist entscheidend, da abrupte Veränderungen seines pH-Wertes zu einem körperlichen Schock oder einer Abschaltung führen können. Es ist bekannt, dass IV-Lösungen mit Werten von weniger als pH 5 oder mehr als pH 9 bei Kontakt Blutzellen abtöten, was erhebliche negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Patienten hat. Die besten Ergebnisse bei Patienten wurden mit IV-Lösungen zwischen pH 7,0 – 7,4 erzielt. Der pH-Wert einer IV-Lösung beeinflusst auch die Stabilität der Wirkstoffkomponente sowie deren Haltbarkeit. Die meisten Medikamente haben die längste Stabilität bei sauren pH-Werten. Unter Berücksichtigung all dieser Faktoren werden die meisten IV-Medikamentenlösungen zwischen pH 5 und pH 6 hergestellt, um eine maximale Stabilität zu gewährleisten und gleichzeitig sicherzustellen, dass es keine signifikanten gesundheitlichen Auswirkungen gibt. Die hohe Pufferkapazität unseres Blut-pH stellt sicher, dass es keine dramatischen Veränderungen gibt, wenn die IV-Lösung in den Blutkreislauf fließt.

Anwendung

Ein pharmazeutisches Forschungsunternehmen kontaktierte Hanna Instruments, um sich über die Messung des pH-Wertes ihrer IV-Medikamentenlösungen zu informieren. Sie führten eine Studie durch, um die Stabilität der Arzneimittellösungen bei verschiedenen pH-Werten, unterschiedlichen Wirkstoffkonzentrationen und unterschiedlichen Tonizitäten zu bestimmen. Da sie häufige Messungen mit einem begrenzten Probenvolumen durchführten, führten sie ihre pH-Messungen in 100 Pipettenkammern μL durch.