Unterdosierung – das unterschätzte Risiko

Ein wesentlicher Faktor bei Unterdosierungen ist das, was in der Fachliteratur als "Totraumvolumen" oder „Restvolumen“ bezeichnet wird. 

Beide Begriffe beschreiben dasselbe Phänomen: das (variierende) Volumen eines Medikaments, das nach Abschluss der Infusion im Infusionssystem zurückbleibt (folglich Restvolumen genannt).

Wird keine Maßnahme ergriffen, um sicherzustellen, dass dieses Volumen ebenfalls verabreicht wird, erhält der Patient nicht die vollständige verschriebene Dosis. Mögliche Folgen sind ungenügende Wirksamkeit oder die Entwicklung von Resistenzen.

Studien belegen, dass sich Unterdosierung bei Kindern am besten durch die folgenden Maßnahmen vermeiden lässt:

• die Verwendung von Verlängerungsschläuchen mit kleinem Innendurchmesser,
• den Einsatz der kleinstmöglichen Spritzengröße,
• Infusionssysteme, die man spülen kann, um das Restvolumen am Ende der Infusion auszubringen.

Sei es Über- oder Unterdosierung – in der Pädiatrie gilt es, jede denkbare Maßnahme zu ergreifen, um Dosierungsfehler zu vermeiden.

Was sind Dosierungsfehler?

Dosierungsfehler sind die häufigste Form von Medikationsfehlern bei Kindern.^{1, 2}

Ein Medikationsfehler kann während der Verordnung, der Zubereitung oder der Verabreichung eines Arzneimittels auftreten. Er wird übrigens auch dann als Fehler definiert, wenn er nicht zu nachteiligen Folgen führt.^{3, 4}

Die Pädiatrie ist besonders anfällig für Medikationsfehler. 

Kinder, Kleinkinder und Säuglinge unterscheiden sich stark in Größe und Gewicht und müssen daher individuell dosiert werden. Orientierung geben Parameter wie Alter, Körpergewicht oder Körperoberfläche.

Die exakte Dosierung erfordert oftmals wiederholte Verdünnungen, Umrechnungen und manuelle Eingriffe in die Zubereitung. Das birgt Fehlerquellen.

Darüber hinaus führen gerade bei Neugeborenen rasche Gewichtsschwankungen zu einem häufigen Anpassungsbedarf der Dosierung.⁵

Hinzu kommt, dass das medizinische Personal unter Umständen nicht mit der Behandlung dieser Altersgruppe vertraut ist. 

Auch sind geeignete Darreichungsformen nicht immer verfügbar.⁶

Was Studien sagen
 

• Kinder sind häufiger von Medikationsfehlern betroffen als Erwachsene.⁷
• 20 % der Kinder unter 4 Jahren und 13 % der Kinder zwischen 4 und 12 Jahren sind von Dosierungsfehlern betroffen.⁶
• Unterdosierungen treten genauso häufig auf wie Überdosierungen – jeweils in etwa 11 % der Fälle.⁶
• Antiepileptika sind die am häufigsten unterdosierten Arzneimittel.⁶

Eine der häufigsten Ursachen für Unterdosierung ist die unvollständige Abgabe des Behälterinhalts:

Bei 50 ml Infusionen können bis zu 32,2 % des Wirkstoffs in der Infusionsleitung zurückbleiben.^{8, 9}

50 ml intravenös verabreichte Antibiotika können dadurch um bis zu 50 % unterdosiert werden.¹⁰

Warum sind Dosierungs- und Medikationsfehler ein so großes Risiko in der Pädiatrie?

In der Pädiatrie und Neonatologie treten die meisten Fehler während der Zubereitung und Verabreichung von Medikamenten auf. Dosierungsfehler – also Über- UND Unterdosierungen – sind die am häufigsten gemeldete Fehlerkategorie.^{1, 2} 

Wie bereits erwähnt, kann eine Unterdosierung auf das sogenannte Restvolumen  zurückzuführen sein.¹¹

Dieses Volumen kann stark variieren – abhängig vom verwendeten Infusionssystem, der Länge und dem Durchmesser der Infusionsleitungen sowie dem Einsatz von Verteilern (z. B. Y-Verbinder).

Gerade bei kleinen Wirkstoffmengen und der Anwendung langsamer, konzentrierter Infusionen kann dies zu erheblichen Verzögerungen in der Wirkstoffverabreichung führen.¹¹

Fachleute weisen darauf hin, dass die Bedeutung des Restvolumens  in Infusionsflaschen und -systemen bislang nicht ausreichend erkannt wird.¹²

Wie viel Wirkstoff tatsächlich verloren geht, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Hier sind einige Informationen zu Dosierungsfehlern in der Pädiatrie und ihren Quellen:

• Medikamentenvolumen: Der Verlust von 20 % bei einer 100 ml Infusion ist deutlich gravierender als derselbe prozentuale Verlust bei 500 ml.
• Leitlinien zu Infusionen: Leitlinien enthalten nicht immer ausreichende Informationen zu Restraumvolumen, Spülvorgängen oder Arzneimittel-Inkompatibilitäten.
• Infusionssystem: Die wichtigsten Einflussfaktoren sind Innendurchmesser und Länge des Systems: Je größer und länger das System, desto mehr Wirkstoff kann im Restvolumen  verloren gehen. Der Systemtyp (z. B. Schwerkraft- vs. Pumpensystem) beeinflusst den Wirkstoffverlust hingegen nicht.
• Medizinprodukte für Feindosierung mit minimalem Restvolumen ermöglichen eine möglichst vollständige Wirkstoffabgabe und damit die maximale therapeutische Wirkung. 
• Konzentration und Dosierung: Je höher die Konzentration eines Medikaments, desto mehr Wirkstoff geht bei gleichem Restvolumen verloren.

Darüber hinaus gibt es das Problem der Wirkstoffzufuhr: Langsam fließende, schmale Infusionsleitungen – wie sie in der Neonatologie verwendet werden – können die Zeit erheblich verlängern, bis der Wirkstoff die Patient*innen erreicht.¹³

In einer experimentellen Studie dauerte es anderthalb Minuten, bis das Medikament allein über einen Katheter den simulierten Säugling erreichte; mit Verlängerungsschlauch waren es sieben Minuten.¹¹

Gesundheitliche Folgen von Dosierungsfehlern in der Pädiatrie und Neonatologie

Die gesundheitlichen Folgen einer Unterdosierung hängen nicht nur von der Menge des verlorenen Wirkstoffs ab, sondern auch von dem jeweiligen Medikament.

Bei Medikamenten mit einem breiten therapeutischen Index kann selbst ein Verlust von etwa 10 % der Wirkstoffmenge folgenlos bleiben. 

Bei Arzneimitteln mit einem engen therapeutischen Index hingegen kann eine Unterdosierung bei Kindern ernste Konsequenzen haben – darunter unzureichende Behandlung, Therapieversagen, Krankheitsprogression sowie die Entwicklung von Resistenzen, insbesondere bei Antibiotika und Zytostatika.¹²

Restvolumina  in IV-Systemen können auch dann schwerwiegende Folgen haben, wenn die nachfolgende Infusion mit einer höheren Flussrate erfolgt – denn in diesem Fall wird das Restvolumen als Bolus verabreicht.

Enthält die nachfolgende Infusion ein Arzneimittel, das mit dem vorhergehenden nicht kompatibel ist, kann es zudem zur Ausfällung / Präzipitation kommen.¹⁴

Finanzielle Folgen von Medikationsfehlern

• Laut einer Analyse aus dem Jahr 2018 treten in England jährlich geschätzt rund 66 Millionen potenziell klinisch relevanter Medikationsfehler auf. Die Folgekosten betragen demnach circa 98 Millionen Pfund. In diese Kalkulation flossen auch Studien mit Bezug zur Kindermedikation ein; der genaue Anteil der pädiatrischen Versorgung konnte jedoch nicht separat ermittelt werden.¹⁵
• In einer Untersuchung zu Arzthaftungsfällen von Januar 1985 bis Dezember 2001 stellte die Physician Insurers Association of America fest, dass Medikationsfehler die fünfthäufigste Fehlerquelle bei Kinderärzt*innen darstellten. In mehr als 30 % dieser Fälle kam es zu einer Zahlung, mit einer Gesamtschadenssumme von 14,7 Millionen US-Dollar.¹⁶
• Ein Bericht des US Institute of Medicine schätzte, dass vermeidbare medizinische Fehler pro Jahr Gesamtkosten in Höhe von 17 bis 29 Milliarden US-Dollar in US-Krankenhäusern verursachen. Darin enthalten sind Zusatzkosten für Folgebehandlungen, Einkommensverluste, eingeschränkte Produktivität im Haushalt sowie Behinderung.¹⁷
• Die durchschnittlichen Kosten pro Medikationsfehler liegen zwischen 2,5 € und 111.727,08 €.¹⁸
• In einem Krankenhaus mit 337 Betten führten Medikationsfehler zu verlängerten stationären Aufenthalten von insgesamt 303 Tagen. Die daraus resultierenden Gesamtkosten betragen fast 76.000 € (für Medikamente, medizinisches Material, Röntgen- und Bildgebung). Medikationsfehler verdoppelten die Kosten pro Patient*in.¹⁹

Spezifische Studien zu den finanziellen Folgen von Unterdosierung liegen nach unserem Kenntnisstand bislang nicht vor. Es ist jedoch naheliegend, dass die zuvor genannten klinischen Konsequenzen – wie unzureichende Behandlung, Therapieversagen oder Resistenzentwicklungen – auch ökonomische Auswirkungen haben: Sie können den Therapiebedarf verlängern oder intensivieren und somit zu längeren Krankenhausaufenthalten führen. Dies wiederum erhöht die Gesamtkosten der Behandlung deutlich.

Strategien zur Reduzierung von Dosierungsfehlern in Pädiatrie und Neonatologie

Risikoprävention in Pädiatrie und Neonatologie