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Die lokale Medikamentenapplikation stellt eine viel versprechende Alternative zur systemischen Therapie dar. Da eine direkte Bestimmung der Pharmakokinetik im Innenohr des Menschen nicht möglich ist, können Computersimulationen eine hilfreiche Methode für die Planung klinischer Studien auf der Grundlage pharmakokinetischer Untersuchungen beim Versuchstier darstellen.

Die Daten zur Rekonstruktion der 3D-Anatomie des Innenohres vom Meerschweinchen wurden aus CT- und OPFOS-Aufnahmen gewonnen. Nach Segmentierung der Schnittbilder in AMIRA^® wurden die 3D-Datensätze in das Finite-Elemente-Programm ANSYS^® überführt. Im Modell wurden folgende Substanztransporte berücksichtigt: Permeabilität der Rundfenstermembran, Diffusion in den Innenohrflüssigkeiten und im Ligamentum spirale sowie Clearance aus dem Innenohr.

Erste Berechungen mit dem 3D-Modell zeigen die Notwendigkeit der Bestimmung von Transportkoeffizienten für die Grenzflächen zwischen den Kompartimenten basierend auf vorhandenen Messdaten. Ein nächster Schritt ist die Verkürzung der Simulationszeiten durch Dimensionalitätsreduktion sowie die Schaffung einer interaktiven Oberfläche für die Identifikation relevanter pharmakokinetischer Parameter.

Ziel ist es, mit einem möglichst genauen 3D-Modell pharmakokinetische Messdaten analysieren und möglichst genaue Vorhersagen für die Substanzkonzentration im Innenohr bei verschiedenen Applikations-Systemen und -Protokollen, bei anderen Tierspezies sowie für verschiedene Medikamente treffen zu können und damit die Anzahl notwendiger Tierversuche zu reduzieren. Nach Einführung der Geometrie des menschlichen Innenohres sollen Abschätzungen für Substanzkonzentrationen im Innenohr des Menschen nach lokaler Medikamentenapplikation möglich sein.

Unterstützt durch: Unterstützt durch BMBF 0313844B (SKP, NS) und NIDCD DC01368 (ANS).