Pharmazeutische Betreuung

W. Kircher: Anwendung von Insulinpens – Manuelle

Insulinpens ermöglichen dem Patienten eine genaue und mit relativ wenigen Handgriffen durchführbare Insulinverabreichung, die jedoch einen gewissen manuellen Kraftaufwand erfordert: je nach Modell zwischen etwa 5 und 26 Newton (N). Die höheren Werte können für Patienten mit eingeschränkter Feinmotorik ein Problem darstellen. So waren 10% der von uns überprüften Patienten (n = 51) nicht in der Lage, die für ihren Insulinpen erforderliche Kraft in vollem Umfang aufzubringen. Daraus können therapierelevante Unterdosierungen des Insulins resultieren. Andere Fehler bei der Handhabung der Injektionsgeräte, die z. B. zu Luftblasen in den Penpatronen führen, können die Unterdosierungen noch verstärken. Es ist die Aufgabe des Apothekers, durch individuelles Beraten und Intervenieren bei der Auswahl und Anwendung von Pens den Erfolg der Insulintherapie zu sichern. 

Betreuung bei der Anwendung von Insulinpens

Bei der Beratung des insulinpflichtigen Diabetikers in der Apotheke zur korrekten Applikation seiner Insulinpräparate ist neben pharmakologischen Aspekten auch die jeweilige Anwendungstechnik zu berücksichtigen. Da insbesondere die verschiedenen Penmodelle relativ komplexe und teilweise unterschiedliche Konstruktions- und Bedienungsmerkmale aufweisen, besteht hier oftmals ein ausgeprägter Erklärungsbedarf [1 – 3]. Derartige abgabebegleitende Anwendungshinweise und die kontinuierliche Überwachung ihrer Umsetzung beim Patienten sind integraler Bestandteil des Pharmaceutical-Care-Konzeptes [3, 4].

Bei den zahlenmäßig dominierenden Typ-2-Diabetikern ist Insulin meist erst im fortgeschrittenen Lebensalter indiziert, in dem sich neben den Konsequenzen des physiologischen Alterungsprozesses auch diabetesassoziierte Spätfolgen wie verminderte taktile Empfindlichkeit und eingeschränkte Feinmotorik zeigen [5, 6]. In den Beratungsgesprächen zur Anwendungsmodalität sollte deshalb nicht nur auf technologische, hygienische und anatomische Sachverhalte eingegangen werden, sondern auch auf die zur Penbedienung jeweils erforderliche Muskelkraft. Weiterhin sind patientengesteuerte Parameter, die mit dieser Kraft in Wechselwirkung stehen, zu berücksichtigen.

Um Grundlagen für eine derartige, die manuelle Motorik einschließende Patientenbetreuung zu schaffen, ermittelten wir für verschiedene Penmodelle Freisetzungskinetiken des Insulins in Abhängigkeit der jeweils aufgewendeten Kraft. Ferner wurden bei einem repräsentativen Klientel von Penbenützern Kraft/Zeit-Profile des für die Penbedienung verwendeten Daumens evaluiert. Weiterhin ermittelten wir Fehlerquoten für verschiedene Bedienungsschritte und bestimmten die Häufigkeit und Größe von Luftblasen in gebrauchten Penpatronen. Abschließend erfolgte die Anwendung der recherchierten Daten im Rahmen der pharmazeutischen Betreuung.

Unsere Untersuchungen sind in mancher Hinsicht neu:

  • Eine im Rahmen des Konformitätsbewertungsverfahrens von Pens eingesetzte Prüfnorm berücksichtigt neben verschiedenen normativen Aspekten zwar die Dosierungsgenauigkeit, nicht aber die bei der Dosierung auf den Aktivierungsknopf auszuübende Kraft [7].
  • Den Einfluss von Luftblasen in der Penpatrone auf Freigabeprofile von zwei Penmodellen überprüften Ginsberg et al.; sie definierten bzw. variierten dabei jedoch nicht die auf den Penknopf ausgeübte Kraft [8].
  • Die von einer Vielzahl von Autoren durchgeführten Griffstärkemessungen an Patienten mit degenerativen Gelenkerkrankungen differenzieren meist nicht zwischen einzelnen Fingern oder erfassen nicht die zur Penbedienung erforderliche Motorik [9] (Flexion des distalen Daumengliedes über mindestens 10 s bei Zylindergriff der restlichen Finger).


Untersuchungen zur Handhabung der Insulinpens

In unsere Untersuchungen wurden 14 verschiedene Insulinpens einbezogen (Tab. 1). Die definierte Kraftausübung auf den Bedienungsknopf eines Pens erfolgte jeweils durch Belastung mit entsprechenden Masse- bzw. Gewichtstücken. Die Freigabeprofile des Insulins aus den Pens wurden gravimetrisch, in einzelnen Fällen auch induktometrisch gemessen. Bei der erstgenannten Methode setzten wir eine mit einem Computer gekoppelte Feinwaage ein, beim zweiten Verfahren wurde mittels einer Induktionsspule die Drehdauer des Pen-Dosierknopfes während der Insulinabgabe gemessen.

An zwei Mustern eines Penmodells wurden jeweils 10 aufeinander folgende Messungen durchgeführt und aus allen Einzelwerten der Mittelwert sowie die Streuung ermittelt (Ausnahme bei HumaPen® Ergo; hier wurden die Werte beider Geräte getrennt ausgewertet). Mittels photometrisch kontrollierter Freigabetests (Injektion unmittelbar in eine Küvette mit Rührer) überprüften wir die gravimetrische und induktometrische Bestimmung auf methodische Fehlerquellen (z. B. von der Kanüle verzögert abfallende Insulintropfen). Im Bereich zwischen 10 und 90% der freigesetzten Menge hatten die gravimetrisch und photometrisch ermittelten Profile eine hohe Ähnlichkeit (f2-Test, Ähnlichkeitsfaktor = 69). Während der induktometrisch ermittelten Freigabezeit wurden 85 bis 90% der photometrisch gemessenen Arzneistoffmenge freigesetzt.

Zur Bestimmung der maximalen Daumenkraft, die der Patient auf den Dosierknopf eines Pens über 10 Sekunden ausüben kann, wurde folgendermaßen vorgegangen: Der Patient hielt mit der Hand, mit der er üblicherweise seinen Insulinpen bedient, einen penförmigen Stab waagerecht in Höhe seiner bevorzugten Injektionsstelle im Bauchareal und drückte dabei mit dem Daumen auf einen Druckknopf am oberen Ende dieses Stabes. Eine Uhr gab die Mess- und die Ruhezeiträume von 10 bzw. 30 Sekunden vor.

Die auf den Knopf ausgeübte Kraft wurde hydraulisch auf die Schale einer elektronischen Feinwaage übertragen und über eine digitale Schnittstelle von einem Computer zeitabhängig registriert. Aus fünf aufeinander folgenden Messungen wurde ein Durchschnittswert gebildet und der Patient dementsprechend in eine 7-stufige Klassifizierung zwischen < 20 N und > 60 N (vgl. Tab. 3) eingeordnet.


Ergebnisse der Untersuchungen Kraftaufwand bei Einmalpens und nichtautomatischen Pens

Die Kraft, die der Patient auf den Dosierknopf verschiedener Einmalpens und nichtautomatischer Pens (jeweils mit 3 ml-Patrone) zur Insulinabgabe, also zum Verschieben des Kolbens in der Insulinpatrone ausüben muss, unterschied sich bei einigen Modellen um mehr als den Faktor 3. So betrug beispielsweise die Kraft, die erforderlich war, um 90% einer Dosis von 20 I.E. NPH-Insulin (Standardmischinsulin) innerhalb von 10 Sekunden abzugeben, je nach Penmodell zwischen etwa 8 und 26 N.

Im Falle eines nachfüllbaren Penmodells (OptiPen® Pro 2) wurde die genannte Abgabekinetik zwar bereits bei circa 16 N Kraftausübung erreicht, zum erforderlichen Einrasten des Dosierknopfes in die Endstellung musste jedoch etwa der 1,5fache Kraftbetrag aufgebracht werden. Von allen geprüften Pens erforderten zwei Einmalpens mit jeweils etwa 8 N den geringsten Kraftaufwand. Es lassen sich somit Pens mit kleiner (8 – 10 N), mittlerer (13 – 16 N) und hoher (> 23 N) Krafterfordernis unterscheiden (Tab. 2).


Die auf den Dosierknopf ausgeübte Kraft verhält sich bei sonst konstanten Parametern in der Theorie indirekt proportional zur Zeitdauer, in der eine bestimmte Insulindosis abgegeben wird (Hagen-Poiseuille-Gleichung). In der Realität kann jedoch ein praxisüblicher Abfall der Krafteinwirkung zu einer deutlich überproportionalen Zunahme der Freigabezeit führen. So betrug etwa bei einem Pen mit mittlerer Krafterfordernis (OptiPen® 2) die Freigabezeit (t90% von 20 I. E.) bei einer Krafteinwirkung von 18 N circa 6 Sekunden, beim halben Kraftbetrag aber etwa 30 Sekunden (Abb. 1).

Eine Erhöhung der Insulindosis von 20 auf 30 I.E. steigerte bei vielen Penmodellen die Freigabezeit (t90%) auf das 1,2- bis 1,5fache, eine Verringerung auf 10 I. E. senkte sie etwa um den Faktor 0,7.

Um gleiche Insulinvolumina aus einer 1,5 ml-Penpatrone und einer 3 ml-Patrone in das Subkutangewebe zu pressen, ist zwar weitgehend dieselbe Arbeit zu leisten (sie ergibt sich als Produkt aus dem Weg des Kolbens und der auf ihn wirkenden Kraft), doch ist die Kraft, die dabei auf den Kolben der 3 ml-Patrone wirken muss, größer als bei der 1,5 ml-Patrone. Der 3 ml-Penkolben hat einen größeren Durchmesser und muss daher über eine kürzere Strecke mit größerer Kraft bewegt werden. Diese Überlegung erklärt auch die wesentlich geringere Krafterfordernis bei Einmalspritzen im Vergleich zu Pens.

Da der Kraftaufwand jedoch auch wesentlich durch die Gerätemechanik bestimmt wird, ergaben sich in der Praxis bei entsprechenden Pens nur relativ geringe Kraftunterschiede; beispielsweise betrug im Fall des NovoPen® 1,5 die nötige Kraft circa 13 N und beim NovoPen® 3 etwa 14 N (für die Freisetzung von 20 I. E./10 Sekunden). Bei einer U 100-Einmalspritze mit 0,5 ml Fassungsvolumen war dagegen für das gleiche Freigabeprofil ein wesentlich geringerer Kraftbetrag von nur etwa 2 N erforderlich (Abb. 3).


Kraftaufwand bei halb- und vollautomatischen Pens

Bei halbautomatischen Pens erfolgt die Insulinabgabe, also das Verschieben des Kolbens in der Insulinkartusche nicht durch Daumendruck auf den Dosierknopf, sondern mithilfe einer Feder, die beim Drehen des Dosierknopfes zur Dosisvorwahl gespannt wird. Zum Auslösen dieser Mechanik muss der Patient einen Auslöseknopf am oberen Schaft des Insulinpens verschieben und während des gesamten Injektionsvorganges in dieser Stellung halten. Die hierfür erforderliche Schubkraft des Daumens betrug bei allen geprüften Modellen (Tab. 1) zwischen 5 und 6 N.

Halbautomatische Pens erfordern also während des Injektionsvorganges eine etwas geringere Maximalkraft als die beiden leichtgängigen Einmalpens und eine deutlich niedrigere Kraft als die restlichen Modelle ohne Federmechanik. Die Kraft, die der Federmechanismus während der Injektion auf den Kartuschenkolben ausübt, betrug bei den derzeit ausgelieferten, halbautomatischen Pens dagegen circa 25 N.

Bei einem vollautomatischen Pen (Lilly-Diapen 2 für 1,5 ml-Patronen; das Modell Diapen 3 für 3 ml-Patronen verschiedener Firmen ist voraussichtlich im 4. Quartal 2002 lieferbar) reichte schon ein kurzes und relativ leichtes Drücken (ca. 12 N) auf einen Auslösepunkt zur Aktivierung einer zuvor gespannten Federmechanik, die selbsttätig sowohl die Kanüle in das Subkutangewebe sticht als auch die vorgewählte Insulindosis abgibt.

Einfluss der Kanüle auf die Abgabekinetik

Neben der auf den Dosierknopf ausgeübten Kraft beeinflussen eine Reihe weiterer Parameter die Abgabekinetik des Insulins aus dem Pen. Zu den Einflussgrößen, die der Patient verändern kann, gehören unter anderem:

  • die Dimensionen der montierten Kanüle (z.B. 0,25 oder 0,33 mm Außendurchmesser),
  • die Durchgängigkeit der montierten Kanüle (z.B. geknickte Kanüle oder durch eingetrocknete Insulinreste verengte Kanüle),
  • die Menge der (ungelösten) Luft in der Patrone.

Bei den oben genannten Messungen der Kräfte, die für eine 20 I.E./10 Sekunden-Freigabekinetik erforderlich waren (Tab. 2), schraubten wir jeweils dünne Kanülen (0,25 mm x 8 mm, G31; Innendurchmesser: 0,120 ± 0,005 mm) auf die Pens, da diese von der Mehrheit der befragten Anwender benutzt wurden (Tab. 3).

Bei Austausch dieser Nadeln durch dickere Kanülen (0,33 mm x 12,7 mm, G29), verringern sich die erforderlichen Kraftwerte je nach Penmodell um 5 bis 15%. Die gleichzeitig vergrößerte Kanülenlänge hat hier einen geringeren Einfluss als der innere Kanülendurchmesser, da sie mit der Durchflussgeschwindigkeit in erster Potenz, der Durchmesser dagegen in vierter Potenz verknüpft ist (Hagen-Poiseuille-Gleichung).

Die durch einen Knick der Kanüle verursachte Verengung führt natürlich zu einer langsameren Insulinfreisetzung. Überraschenderweise erhöhte sich aber nur bei 4 von 50 leicht geknickten Nadeln die Abgabezeit (t90%) deutlich messbar (0,25 mm x 8 mm-Kanülen, BD® Micro-Fine+, mit einem Knick von 45° [± 5°], montiert auf OptiPen® 2 mit Insuman® Comb 25, Krafteinwirkung von 15 N; Abb. 3).

Kanülen können auch durch eingetrocknete Insulinreste vollständig oder partiell verlegt werden: Mit Insulinsuspension gefüllte Pens (OptiPen® 2, Insuman® Comb 25, 0,26 mm x 8 mm-Kanüle) wurden nach der Anwendung 8 Stunden ohne Nadelschutzkappe bei 30 °C (± 1 °C) gelagert. Nach insgesamt 64 Anwendungs-Lagerzyklen war die Kanüle in 6 Fällen (entspr. 9%) auch bei Anwendung hoher Kraft (60 N) auf den Dosierknopf vollständig verlegt, in 2 Fällen (3%) nur deutlich eingeschränkt durchgängig (Abb. 3). Durch Aufstecken einer Nadelschutzkappe verringerte sich die Quote der völlig oder teilweise verstopften Kanülen auf insgesamt 4%.


Einfluss von Luftblasen auf die Abgabekinetik

Ganz wesentlich wird die Abgabekinetik auch durch größere Mengen ungelöster Luft in der Penpatrone verzögert. In 23 von 26 weitgehend geleerten Insulinpatronen, die wir von Patienten einsammelten (pro Patient eine Patrone ausgewertet), fanden sich Luftblasen mit einem Durchmesser von über 2 mm. Durch Absaugen in eine Feindosierspritze ermittelten wir Volumina dieser Luftblasen zwischen circa 30 und 400 µl (Mittelwert: 95 µl).

Die hohe Quote an Luftblasen erklärt sich daraus, dass die meisten Patienten nicht vor jeder Injektion eine Probeinjektion durchführen (durch welche die Patronen ja auch entlüftet werden) und die Kanüle nicht nach jeder oder zumindest nach wenigen Injektionen wechseln (wodurch die Luftblasenbildung verhindert wird; Tab. 3). In einer französischen Überprüfung von 120 im Gebrauch befindlichen Pens fanden sich bei 45% der Penpatronen Luftblasen (Größe nicht beschrieben) [10].

Kleine Luftblasen bis etwa 2 mm Durchmesser (entsprechend ca. 4 µl) haben keine therapeutischen Konsequenzen. Größere Luftmengen können jedoch infolge zweier Effekte eine therapierelevante Unterdosierung des Insulins verursachen:

  • Erstens durch Reduzierung der verabreichten Insulindosis. Beispielsweise weist eine Luftblase mit einem Durchmesser zwischen 4 und 6 mm ein Volumen zwischen 30 und 115 µl auf; wird sie anstelle dieser Insulinmenge injiziert, bewirkt sie eine Unterdosierung zwischen 3 und 11 I.E.
  • Zweitens kommt es infolge einer größeren Luftblase zu einer zeitlich verzögerten Abgabe des Insulins aus dem Pen. Durch den Überdruck in der Penkartusche, den die Kolbenbewegung bei der Insulinabgabe aufbaut (über 1 bar in einer 3 ml-Kartusche mit einer 0,33 mm-Kanüle), wird die Luftblase komprimiert, sodass ein Teil des Insulins zunächst in der Kartusche verbleibt. Indem die Luftblase wieder langsam auf ihr ursprüngliches Volumen expandiert, drückt sie das restliche Insulin verzögert durch die Kanüle.

Beispielsweise zeigte ein halbautomatischer Pen (BerliPen® 302, Modell mit ca. 15 N Krafteinwirkung auf den Kolben) mit dünner Kanüle in Abhängigkeit der in der Patrone eingeschlossenen Luftmenge folgendes Freigabeverhalten: Aus blasenfreien Patronen wurden 90% der Modelldosis innerhalb von 7 Sekunden abgegeben, bei einem Lufteinschluss von 100 µl innerhalb von 12 Sekunden und bei 200 µl Luft erst innerhalb von 25 Sekunden (Abb. 2).

Eine Luftblase der letztgenannten Größenordnung erhöhte also die zur Insulinabgabe erforderliche Verweildauer der Nadel im Subkutangewebe auf die 3,5fache Zeitspanne. Ginsberg beschrieb für zwei nichtautomatische Penmodelle entsprechende Faktoren von circa 1,5 und 3, wobei jedoch der jeweils aufgewendete Kraftbetrag nicht genannt wird [8].

Die verschiedenen Gebrauchsanweisungen der Pens leiten dazu an, bei der Injektion zwischen dem Einrasten des Dosierknopfes bzw. seinem Zurückspringen in die Ausgangsposition und dem Herausziehen der Kanüle aus der Haut mindestens 5 bzw. 6 Sekunden, teilweise auch 10 Sekunden (laut Fa. Aventis) zu warten. Daher haben wir den Einfluss der Luftblasengröße auch auf die Insulinabgabe während dieser Zeit betrachtet.

Insulinpens haben zwar dem Patienten die Selbstverabreichung von Insulin erleichtert, doch ist auch ihre Anwendung nicht ganz unproblematisch. So ergab eine Überprüfung in einer Apotheke, dass etwa 10% der Anwender von Insulinpens nicht die erforderliche manuelle Kraft besaßen, um den Pen ordnungsgemäß zu entleeren. Die Folge ist eine Unterdosierung des Insulins bei diesen Patienten. Durch individuelle Betreuung lässt sich das Problem beheben.

Bei der Abgabe von 20 I.E. Standardmischinsulin mit 15 N Krafteinwirkung aus dem OptiPen® 2 betrug die Zeitspanne zwischen Einrasten/Zurückspringen des Dosierknopfes und dem Zeitpunkt, an dem 90% der vorgewählten Insulindosis abgegeben wurden, bei luftblasenfreier Patrone nur ein Sekundenbruchteil; diese Zeitspanne erhöhte sich auf knapp 3 Sekunden bei einer 50 µl großen Luftblase, auf 5 Sekunden bei einer 100 µl-Luftblase und auf über 10 Sekunden bei einer 200 µl-Luftblase. Der "Puffereffekt" des Lufteinschlusses steigerte also diesen für die Penbedienung wichtigen Abschnitt der Freigabezeit sogar um den Faktor 10. Bei höherer Krafteinwirkung (> 30 N) war die luftblasenbedingte Verzögerung geringer ausgeprägt.

Bei der Diskussion der bisher genannten Freigabezeiten ist zu bedenken, dass diese Werte durch Abgabe des Insulins in ein offenes Gefäß ermittelt wurden. Der physiologische Gegendruck durch das Subkutangewebe konnte dabei nicht berücksichtigt werden. Die für die Insulinabgabe jeweils genannten Zeitspannen stellen also Mindestwerte für eine realistische Injektion dar.

Der Vergleich von Injektionen einer isotonischen NaCl-Lösung mittels eines halbautomatischen Pens in ein Becherglas bzw. in die Subkutis des Oberschenkels (mit induktometrischem Registrieren der Dauer der Dosierschraubendrehung) wies auf eine 1,5fache Abgabezeit im Subkutangewebe hin. Dabei wurde die Hautfalte, wie üblicherweise angeleitet, nur locker gehalten; bei kräftig zusammengepresster Haut ist noch eine stärkere Freigabeverzögerung zu erwarten. Ginsberg ermittelte durch Gewebemessungen nach der Injektion radioaktiv markierten Insulins einen Verzögerungsfaktor von 1,56 [8].


Fehldosierungen infolge zu geringer Kraftaufwendung

Wie gezeigt, kann die zur Abgabe einer mittleren Insulindosis (20 I. E.) erforderliche Zeit bei unzureichend großer Kraftausübung auf den Pendosierknopf und/oder Vorliegen anderer negativer Einflussfaktoren Größenordnungen von 20 und mehr Sekunden erreichen. Zu bedenken sind auch mögliche weitere Kumulationseffekte, beispielsweise bei gleichzeitigem Vorliegen einer eingeschränkten Feinmotorik, einer Luftblase und einer teilweise verlegten Nadel.

Auch höhere Insulindosen bedingen, wie schon erwähnt, längere Abgabezeiten. Zeitspannen in einer solchen Dimension überschreiten jedoch die Zeiträume, während der Patienten üblicherweise die Kanüle im Subkutangewebe belassen (Tab. 3). Folglich verlassen restliche Dosisanteile meist in Form mehrerer kleiner Tropfen den Pen außerhalb des Körpers. Nur 6 von 10 Penanwendern kontrollieren nach jeder Injektion den Pen bewusst auf eventuelles "Nachtropfen" (Tab. 3) und können damit derartige Fehldosierungen erkennen.

Weiterhin rastet der Dosierknopf mancher Pens bei zu geringer Krafteinwirkung nicht ein, bzw. sein verzögerter Einrastzeitpunkt wird nicht exakt wahrgenommen; letztgenannter Aspekt gilt insbesondere auch für Patienten mit ausgeprägter Polyneuropathie. Daraus kann ebenfalls ein zu frühes Herausziehen der Kanüle und damit eine Unterdosierung resultieren.

Befragung von Patienten in der Apotheke

Wir haben 51 Kunden unserer Apotheke, die Insulinpräparate mittels Pens eigenverantwortlich applizieren, zur Handhabung ihrer Pens befragt. Ferner bestimmten wir jeweils die maximale Kraft (fmax; 10 s), welche diese Penanwender durch Flexion des distalen Daumengliedes auf den Dosierknopf eines Testpens über mindestens 10 Sekunden ausüben konnten (Tab. 3).

Erwartungsgemäß war die Verteilung bezüglich Alter und Diabetes-Typ im geprüften Patientenkollektiv inhomogen; es dominierten Angehörige der Altersgruppen über 40 Jahren und Typ-2-Diabetiker. 9 von 10 Patienten benutzten nichtautomatische Pens, die Mehrheit davon mit dünner Nadel.

Ein Drittel der Patienten ließ die Kanüle nicht lange genug im Unterhautfettgewebe verweilen, d. h., diese Patienten zogen sie gleich nach der Rückstellung des Dosierknopfes heraus. Noch höhere Fehlerquoten ergaben sich hinsichtlich des regelmäßigen Funktionstests der Pens, der Überprüfung auf Nachtropfen und der Häufigkeit des Kanülenwechselns. Beim letztgenannten Aspekt agierten nur ein Zehntel der Patienten völlig korrekt. Nahezu zwei Drittel der Befragten sahen keinerlei Probleme bei der Handhabung ihrer Geräte; die restlichen nannten verschiedene Schwierigkeiten, darunter am häufigsten das vollständige Niederdrücken des Dosierknopfes.

Von den 51 befragten Patienten waren drei (6%) nicht in der Lage, durch Beugen des Daumenendgliedes eine Kraft von mindestens 20 N auszuüben, weitere zwei Patienten konnten nur zwischen 20 und 25 N erbringen. Bei drei Patienten lag die Maximalkraft im Grenzbereich zwischen 25 und 30 N.

Bemerkenswert erscheint, dass diese acht Patienten keine Penmodelle mit kleiner Krafterfordernis einsetzten, sondern Pens mit mittlerer oder mit hoher Krafterfordernis (jeweils 4 Patienten). Insgesamt waren 10% der befragten Patienten nicht in der Lage, ihren Pen mit der jeweils erforderlichen Daumenkraft zu bedienen. Bei der Auswahl des jeweiligen Penmodells war der Kraftaspekt offensichtlich nicht berücksichtigt worden.

Von den acht Patienten mit unzureichender Daumenkraft waren vier zwischen 40 und 59 Jahren alt; der Altersgruppe der über 70-Jährigen gehörten entgegen der Erwartung nur zwei Patienten an (Tab. 4). Bei den sechs daumenschwachen Diabetikern resultierte die eingeschränkte manuelle Leistungsfähigkeit nicht primär aus dem physiologischen Alterungsprozess, sondern aus degenerativen Muskel- und/oder Gelenkerkrankungen (z. B. Karpaltunnelsyndrom, rheumatoide Arthritis, spinale Muskelatrophie) sowie aus Unfallfolgen.

Die in solchen Fällen vorteilhaften Kanülen mit großem Durchmesser (0,33 oder 0,36 mm) wurden nur von zwei Patienten montiert. Auf die Frage, wie sie sich trotz der Behinderung das Insulin injizieren, beschrieben die Betroffenen u. a. ein zeitlich verzögertes Injizieren von mehreren Teilmengen (teilweise mit Zurückziehen der Nadel und Insulinverlust), ein Niederdrücken des Dosierknopfes mit dem Handballen oder andere zweihändige Bedienungsvarianten des Pens. Bei diesen beidhändigen Handhabungen wurde ohne Hautfaltung injiziert, ein Beachten der Gesamtinjektionsdauer und eine bewusste Prüfung auf evtl. nachträglich austretende Insulinmengen unterblieb in allen Fällen.

Pharmazeutische Betreuung von insulinpflichtigen Diabetikern

Zeigt ein Diabetiker, der einen Insulinpen anwendet, feinmotorisch bedingte Probleme, gibt die Handhabung verschiedener Demopens durch diesen Kunden meist weitere Aufschlüsse. Erforderlichenfalls ermöglicht auch noch das Verfolgen der Insulinabgabe mittels Stoppuhr oder Oberschalenwaage eine Abklärung. Liegt eine Insuffizienz vor, sind die im Kasten wiedergegebenen Richtlinien umzusetzen.

Im Rahmen einer derartigen pharmazeutischen Betreuung in unserer Apotheke konnten die ermittelten Werte für Krafterfordernis und Freisetzungszeit nutzbringend eingesetzt werden. Unter anderem traten folgende Kasuistiken auf:

  • Eine 78-jährige Kundin injiziert ihrem insulinpflichtigen Mann, der die Selbstinjektion kategorisch ablehnt, seit vielen Jahren mittels des HumaPen® Ergo (ältere Gerätevariante) zweimal täglich 18 bzw. 20 I.E. Humalog® Mix 25. Sie schildert (erst auf unser gezieltes Befragen!) ihre Mühen beim Drücken des Dosierknopfes: So fasst sie den Pen beidhändig und drückt mit beiden Daumen gleichzeitig den Dosierknopf; dabei kommt es zu schwankenden Bewegungen des Pens, über die sich ihr Mann heftig beklagt.

    Von uns auf ein "Nachtropfen" des Pens befragt, erklärt sie, über diese Tropfen habe sie sich schon immer geärgert. Ihre Demonstration der Injektionsprozedur in der Apotheke mit einem ihr vorgelegten entsprechenden Plazebopen und unsere vergeblichen Versuche, ihre Injektionstechnik zu variieren, bestätigen die Problematik.

    Wir demonstrieren der Kundin einen halbautomatischen Pen (Autopen® 3 ml; nach Auskunft der Fa. Lilly sind ihre Insulinpräparate auch für dieses Penmodell zugelassen) mit Montage einer dicken (0,33 mm) Kanüle, dessen Vorteil sie begeistert erkennt. Der behandelnde Arzt nimmt die Empfehlung der neuen Injektionsutensilien interessiert an (und bittet künftig um Mitteilung ähnlicher Fälle).

  • Eine 72-jährige, unter Apoplexfolgen leidende Diabetikerin wird in einer Diabetesklinik auf einen halbautomatischen Pen (BerliPen 302) und ein entsprechendes Mischinsulin zur morgendlichen und abendlichen Injektion eingestellt. Zu Hause zeigen sich verstärkt Probleme beim Drehen des von ihr schwer zu fassenden Dosierknopfes des Pens und beim Erkennen der Graduierung auf diesem Drehknopf.

    Wir händigen ihr eine Gummikappe aus, die als Hilfsmittel zum leichteren Öffnen von Schraubverschlüssen mit rheumatoiden Händen konzipiert ist, die aber auch auf den Pen-Dosierknopf passt. Ferner empfehlen wir ihr, sich einen zweiten Pen verordnen zu lassen. Wir markieren einen Pen als Morgen- und einen als Abend-Pen und bezeichnen jeweils farbig auf der Dosierknopfskala die entsprechende Dosis. Damit kann sie problemlos den Federmechanismus des Pens spannen, bzw. die Insulindosen exakt einstellen.

  • Eine 41-jährige Typ-1-Diabetikerin schildert uns besorgt, dass der Pen, den sie beim letzten Besuch ihrer Schwerpunktpraxis ausgehändigt bekommen habe, beim Injizieren oftmals die letzte Insulinteilmenge wieder in die Patrone zurücksauge. Wir klären sie auf, dass ein solcher Vorgang nicht möglich ist und recherchieren folgenden Sachverhalt:

    Der Patientin, die bisher nur OptiPen®-Modelle kannte, wurde ohne weitere Erläuterungen ein sehr ähnlich aussehender OptiPen® Pro mit höherer Krafterfordernis besonders am Ende des Injektionsvorganges (zum Einrasten des Dosierknopfes) ausgehändigt. Da die Patientin die erforderliche Daumenkraft zum Einrasten nicht bei jeder Injektion spontan aufbringen kann, gleitet der Dosierknopf kurzzeitig wieder etwas zurück, was von ihr fehlinterpretiert wird.

    Wir demonstrieren ihr die beiden Penmodelle und zusätzlich einen ebenfalls einsetzbaren OptiSet®-Einmalpen. Sie entscheidet sich ausschließlich für das bisher benutzte OptiPen®-Modell, was wir ihrer diabetologischen Praxis mitteilen.

Maß der Kraft 1 Newton (N) ist die Kraft, die der Masse von 1 Kilogramm die Beschleunigung von 1 Meter pro Sekundenquadrat erteilt. 1 N = 1 kg x m/s² 1 Newton entspricht der Gewichtskraft eines 100 g-Massestücks.

Komplexes System

Die Kombination aus den drei Komponenten Pen, Kartusche und Kanüle stellt ein komplexes System dar, und die Freigabekinetik aus diesem System unterliegt einer Vielzahl von Einflussfaktoren. Manche Parameter lassen sich während einer Messreihe nicht konstant halten oder nicht exakt definieren (z.B. innerer Patronen- und Kanülendurchmesser, Siliconisierungsgrad der Patroneninnenseite, Losbrechwiderstand des Kolbens). Unsere Untersuchungen erheben daher nicht den Anspruch einer systematischen Abklärung, sondern haben nur Stichprobencharakter mit der Zielsetzung, die Betreuung von Penbenutzern zu optimieren.

Luftblasen in Insulinpens

Aufgrund folgender Umstände treten Luftblasen in Penpatronen auf: Sind Pens mit montierter (!) Kanüle einem Temperaturabfall (beispielsweise auf Nacht-, Kühlschrank- oder winterliche Außentemperaturen) ausgesetzt, wird infolge Kontrahierens der Insulinlösung oder -suspension Luft von außen in die Kanüle und Kartusche gesaugt.

Entsprechend bildet sich auch nach einer Wärmebelastung, etwa durch Tragen am Körper oder Aufbewahren im überhitzten PKW, und anschließendem Wiederabkühlen auf Raumtemperatur eine Luftblase in der Kartusche. Weil dabei zunächst eine kleine Menge des sich ausdehnenden Insulins aus der Kanüle austritt, kann es bei Suspensionspräparaten ferner zu einer Veränderung des Mischungsverhältnisses zwischen gelöstem und sedimentiertem Insulinanteil kommen.

Die jeweils eingesaugte Luftmenge erhöht sich mit zunehmender Temperaturdifferenz und zunehmendem Volumen bzw. Füllungsgrad der Insulinkartusche. Wiederholt auftretende Temperaturschwankungen können zu kumulierten Effekten führen.

Bei einer kleinen Kartusche (1,5 ml) verursachte ein Temperaturwechsel von 10 °C eine 15 µl große Luftblase [8]. Bei dieser Kartuschengröße kann daher etwa aus einem zwei- bis dreimaligen Temperaturwechsel ein Lufteinschluss von circa 50 µl resultieren; bei einer 3 ml-Kartusche ergibt sich eine etwa doppelt so große Blase.

Bei 3 ml-Kartuschen ist das Problem auch relevanter als bei den kleineren Patronen, da sie über eine längere Zeitspanne im Gebrauch sind. Ein Abfall des atmosphärischen Luftdrucks verursacht ebenfalls eine Vergrößerung einer bestehenden Luftblase und Insulinaustritt aus der Patrone.

Richtlinien für die Betreuung von insulinpflichtigen Diabetikern mit geringer manueller Kraft

1. Ein Penmodell einsetzen, bei dessen Handhabung nur ein geringer Kraftaufwand erforderlich ist (z. B. Einmalpen, halb-/vollautomatischer Pen; vor Gerätewechsel Rücksprache mit dem behandelnden Arzt).

2. Abgabe einer kleinen Insulinmenge (ca. 2 I.E.) aus dem senkrecht gehaltenen Pen (Nadel oben) vor jeder Injektion, um die Funktion des Pens zu kontrollieren und eine evtl. vorhandene Luftblase zu entfernen (dieser Bedienungsschritt wird von manchen Autoren als überflüssig bzw. kostentreibend erachtet; er erhöht aber die Anwendungssicherheit und sollte daher vor allem bei den hier behandelten Problemfällen durchgeführt werden).

3. Ausreichend lange Verweildauer der Kanüle in der Hautfalte einhalten und die Kanüle stets nach dem Herausziehen aus der Haut bewusst auf noch austretende Insulintropfen kontrollieren (dies gilt insbesondere für Geräte, bei denen der Dosierknopf nach Abgabe der kompletten Insulindosis nicht einrastet oder auf Null zurückspringt; siehe Tab. 2).

4. Kanüle regelmäßig erneuern, d.h. nach jeder Injektion abschrauben (evtl. an jedem Abend) und erst vor nächster Injektion eine neue Kanüle aufschrauben.

5. Kanülen mit großem Durchmesser (0,33 oder 0,36 mm) einsetzen (sofern keine Probleme aus der zugehörigen Kanülenlänge resultieren).

6. Hautfalte beim Injizieren nicht unnötig stark komprimieren.

7. Das Drehen des Dosierknopfes halbautomatischer Pens ggf. durch Aufsetzen einer Öffnungshilfe für kleine Schraubverschlüsse o.ä. (Gummikappe analog den Drehhilfen für Tuben- oder kleine Schraubflaschenverschlüsse) erleichtern.

8. In bestimmten Fällen kann das Selbstinjizieren mit Einmalspritzen oder nadellosen Injektoren leichter gelingen als mit Pens (Spritzen oder Injektoren evtl. von Pflegepersonen im Voraus füllen lassen).

9. Erforderlichenfalls Angehörige des Patienten in den Injektionsvorgang einweisen oder auf Möglichkeit der Insulinverabreichung durch einen ambulanten Pflegedienst hinweisen.

Literatur

[1] Heuer, H. O., Heuer, S. H., Lennecke, K. (1999): Compliance in der Arzneitherapie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart, S. 161 – 172.
[2] Kircher, W. (2000): Arzneiformen richtig anwenden, 2. Aufl., Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart, S. 36 – 46.
[3] Schaefer, M., Kahmen, U., Schulte van Werde, M. (2001): Arzneimittelbezogene Probleme bei der Insulinanwendung. Pharm. Unserer Zeit 30, 142 – 149.
[4] Kircher, W. (1997): Pharmaceutical Care: Technologie gehört dazu. Pharm. Ztg. 142, 4222-4223.
[5] Starkman, H. S., Gleason, R. E., Rand, L. I., Miller, D. E., Soeldner, J. S. (1986): Limited joint mobility (LJM) of the hand in patients with diabetes mellitus: relation to chronic complications. Ann. Rheumatic Dis. 45, 130 – 135.
[6] Subenik, S., Weitzman, S., Buskila, D., Eyal, A., Gross, J., Horowitz, J. (1987): Limited joint mobility and other rheumatological manifestations in diabetic patients. Diabetes Metab. 13, 187 – 192.
[7] DIN EN ISO 11608-1:2000, Pen-Injektoren zur medizinischen Anwendung, Teil 1: Pen-Injektoren – Anforderungen und Prüfverfahren.
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