Differentialrechnung - Bestimmung von Funktionsgleichungen

Baustein 4 - 15(20)

Übungsaufgaben zur Kontrolle des Lernerfolgs aus dem Bereich der Medizin
Aufgabe 15:

(erstellt mit Hilfe von Fachinformationen aus a) ibu-vivimed: Wissenschaftliche Broschüre. Dr.MannPharma. b) Pschyrembel: Klinisches Wörterbuch. 258. Auflage. de Gruyter. Berlin. 1997. c) E. Mutschler. Arzneimittelwirkungen: Lehrbuch der Pharmakologie und Toxikologie. 7. Auflage. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft. Stuttgart. 1996.)

Um die Wirkung von Medikamenten beurteilen zu können, wäre es wünschenswert ihre Konzentration im Organismus zu kennen. Da die Konzentration in den einzelnen Organen jedoch nur schwer messbar ist, behilft man sich, indem man die Konzentration eines Wirkstoffs im Blut oder im Urin misst. Bei der Blutkonzentration handelt es sich genauer um die Konzentration im Blutplasma (Plasmakonzentration). Unter Plasma versteht man das Blut ohne seine korpuskulären Bestandteile, d.h. ohne rote oder weiße Blutkörperchen und ohne Blutplättchen.
Hier soll nun die Plasmakonzentration von Ibuprofen untersucht werden, welches ein weit verbreitetes Schmerzmittel ist. Da bei diesem Wirkstoff je nach chemischer Verbindung, in der es verabreicht wird, die Konzentrationskurve (auch Plasmaspiegel genannt) stark variiert, ist die Untersuchung hier von besonderem Interesse.
Die genaue Konzentration ist von Patient zu Patient verschieden. Daher soll im Folgenden die durchschnittliche Plasmakonzentration bei Gabe von 400 mg Ibuprofen betrachtet werden.

(a) Bestimmen Sie die Funktionsgleichung mit Hilfe der untenstehenden Angaben!

Stunden in h 0 2 3
Durchschnittliche
Konzentration in mg/ml
0 35 22

Nach zwei Stunden ist die höchste Konzentration erreicht.

Stellen Sie dazu die notwendigen Bedingungen auf und lösen Sie das zugehörige lineare Gleichungs-
system von Hand und anschließend mit DERIVE !

Stellen Sie auch den Graphen zu f im Bereich 0 £ x £ 3,3 im Graphikfenster von DERIVE dar!

Minimieren Sie dazu den Internet Browser (oben rechts, linker Button) und rufen Sie das Programm
DERIVE auf ! Kehren Sie danach wieder in den Lehrgang zurück!

Lösung Aufgabe 15a

(b) Für den Einsatz eines Medikaments ist es von Interesse, wann nur noch die Hälfte der
Höchstkonzentration vorliegt. Man bezeichnet dies als (Plasma-)Halbwertzeit.

Berechnen Sie näherungsweise die Halbwertzeit von 400 mg Ibuprofen mittels DERIVE .

Lösung Aufgabe 15b

ANMERKUNG: Die Abnahme der Konzentration im Blutplasma kann in geeigneter Weise durch eine Exponentialfunktion dargestellt werden.
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