Dose-Response Relationship of Emulsified Isoflurane for Intravenous Injection<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

Abstract

Objective:  To obtain the mainly pharmcodynamic data of intravenously emulsified isoflurane in rats, and to compare with those of propofol.
Method:  Median effective dose (ED₅₀) and median lethal dose (LD₅₀ ) were measured by probit analysis, and therapeutic index (TI) was calculated.  Recovery times of anesthesia were compared between two agents by t-test. 
Results:  ED₅₀, LD₅₀ (ml/kg) and TI of intravenously emulsified isoflurane were 0.072, 0.216 and 3.0, respectively.  For propofol, respective ED₅₀, LD₅₀ and TI were 5.89mg/kg, 18.19mg/kg and 3.1.  Recovery time of anesthesia for emulsified isoflurane was significantly shorter than that of propofol (P<0.01).
Conclusion:  Induction and recovery of anesthesia is observed with intravenous injection of emulsified isoflurane.  Recovery of anesthesia by intravenous use of emulsified isoflurane is more rapid than propofol, and this is the exactly value for new drug development.
Key words: Isoflurane; Intravenous anesthesia; Pharmacodynamics
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以脂肪乳为载体，静脉注射异氟醚和氟烷可产生麻醉作用^[1]。但是，静脉直接注射，即使是微量的纯液体挥发性麻醉药，会造成人和实验动物的致命性损害^[2-4]。前期研究^{[5, 6]}中，作者测定了不同麻醉药在30％脂肪乳（Intralipid^?）中饱和溶解浓度，并确定了异氟醚最适合于乳化后经静脉给药。本文系统研究了乳化异氟醚的主要药效学参数和安全范围。

材料与方法<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

1  药品、试剂与仪器
　　30％Intralipid^?（中国华瑞制药有限公司，批号：LOT AK171，规格：250ml/瓶）；异氟醚（美国阿斯利康公司，批号：76514Z8，规格：100ml/瓶）；异丙酚（Diprivan^?）：（美国阿斯利康公司，批号：LOT AK171，规格：200mg、支）。WX-500型旋涡振荡器：上海第一仪器仪表厂生产。
　　2  动物
　　体重为180-210g 雌性清洁级封闭群S-D大鼠（华西啮齿类动物中心提供）。
　　3  乳化异氟醚注射剂的配制
　　将30％Intralipid^?和液态异氟醚在20℃条件下混合。用旋涡振荡器以50Hz频率振荡30min，分别得到浓度为3.1％和6.0％的乳化异氟醚注射剂。前期研究证实此浓度未超过麻醉药的安全浓度^{[5, 6]}。
　　4  麻醉药静脉注射时半数效量的测定^[7]
　　大鼠称重后编号并随机排列。尾静脉穿刺放置24G静脉留置针。半数有效量（ED₅₀）测定时乳化异氟醚注射剂的浓度为3.1％，半数致死量（LD₅₀）测定时的浓度为6.0％。按等差级数分为7个给药剂量组，每组8只动物。静脉注射乳化异氟醚后，判断大鼠麻醉的终点指标为前爪翻正反射消失；判断大鼠死亡的终点指标为心电图波形消失。记录大鼠翻正反射恢复时间。
　　异丙酚半数效量的测定方法、判断指标和记录项目与乳化异氟醚基本相同。不同之处有：（1）以生理盐水将异丙酚稀释至2.5mg/ml用于ED₅₀测定，5mg/ml用于LD₅₀测定；（2）ED₅₀和LD₅₀测定均按等差级数分为6个给药剂量组，每组8只动物。
　　5  统计学处理
　　用SPSS 8.0统计软件包进行数据处理。进行给药剂量和每组效应百分率间的概率分析。用Pearson卡方拟合度法检验剂量－效应回归曲线的拟合度，计算药物静脉注射的ED₅₀，ED₉₅，ED₉₉，LD₅₀和LD₁，并计算其各自的95％可信区间（95％CL）。计算两种麻醉药静脉注射时的治疗指数（TI＝LD₅₀/ED₅₀）。t检验比较两种麻醉药静脉注射后大鼠翻正反射恢复时间的差异。P<0.05定为有统计学差异。

结果

ED₅₀ 测定时，静脉注射乳化异氟醚后，所有麻醉大鼠的翻正反射均在5s内消失。ED₅₀测定过程中（n=56）所有动物均保留有自主呼吸，无实验动物死亡。LD₅₀测定时（n=56），共有31只大鼠死亡。其中27只大鼠在停止给药后即刻无心电图波形显示。4只大鼠给药后呼吸逐渐减弱，心电图波形维持至3－5min消失，死亡。5min至24h间无死亡发生。所有给药后在5min内保留有自主呼吸的大鼠均存活。应用概率单位法进行剂量－效应百分率回归分析所得ED₅₀，ED₉₅，ED₉₉，LD₅₀和LD₁分别为：0.072，0.086，0.092，0.216和0.154ml/kg。乳化异氟醚静脉注射时的治疗指数为3.0。
　　ED₅₀测定时（n=48），静脉注射异丙酚后，所有麻醉大鼠的翻正反射也均在5s内消失，所有动物均保留有自主呼吸，无实验动物死亡。LD₅₀测定时（n=48），共有21只大鼠死亡。18只大鼠在停止给药后即刻无自主呼吸，无心电图波形显示。3只大鼠在给药后自主呼吸逐渐减弱，心电图波形分别持续显示至8、11和20min后消失，死亡。此后至24h间无死亡发生。ED₅₀，ED₉₅，ED₉₉，LD₅₀和LD₁分别为：5.89，8.28，9.53，18.19和12.38mg/kg体重。异丙酚静脉注射时的治疗指数为 3.1。
　　在ED₅₀测定中，乳化异氟醚注射后，麻醉大鼠的翻正反射恢复时间明显小于异丙酚组（38±18s vs 101±62s，P<0.01）。对于LD₅₀测定时的未死亡大鼠，乳化异氟醚组的翻正反射恢复时间也短于异丙酚（5±6min vs 22±8min，P<0.01）。乳化异氟醚静脉注射后，随自主呼吸增强，大鼠翻正反射恢复，此间无躁动、抽搐及角弓反张等情况发生。注射异丙酚后，大鼠苏醒过程中全部先出现角弓反张，之后翻正反射恢复。

讨论<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

　　本研究观察到乳化异氟醚在大鼠单次静脉注射后，产生确切的可逆性麻醉作用，且麻醉苏醒明显快于目前常用静脉麻醉药－异丙酚。静脉注射后，异氟醚随血流迅速到达作用部位产生麻醉作用。同时，血液流经肺泡时，异氟醚也迅速挥发至肺泡气，使苏醒过程加快。这种药物体内过程的特点，使得乳化异氟醚尤其适合于短小手术的麻醉，或临近手术结束时使用，使苏醒加快。这也正是乳化异氟醚的创新之处。
　　治疗指数（TI）是判断药效学安全性的经典指标。TI越大，药物安全性越高。本研究测定的静脉注射乳化异氟醚TI（3.0）与异丙酚（3.1）基本相等。进一步分析发现，本实验根据概率单位法拟合计算出的乳化异氟醚ED₉₉ 95％CL的上限（0.113ml/kg）与LD₁ 95％CL的下限（0.116ml/kg）无交叉，而异丙酚ED₉₉ 95％CL上限（15.63mg/kg）明显与LD₁ 95％CL下限（8.61mg/kg）重叠。且异丙酚组剂量－效应拟合曲线的斜率比乳化异氟醚为小。剂量－效应相关曲线的斜率越小，说明药物产生作用时的个体差异越大。本研究的统计结果初步提示，异丙酚药物作用的个体差异大于乳化异氟醚。这是否影响到两种麻醉药的相对安全范围，仍需进一步研究。
　　总之，异氟醚乳化后静脉注射，产生确切的可逆性麻醉作用。乳化异氟醚的药效学安全范围与异丙酚相似，或优于异丙酚。本研究结果提示，乳化异氟醚静脉给药的创新性在于苏醒速度明显加快。

参考文献
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2. Dwyer R, Coppel DL.  Intravenous injection of liquid halothane[J].  Anesth Analg, 1989; 69: 250-255.
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5.  Zhou JX, Luo NF, Liang XM, et al.  Solubilities and theoretical saturated concentrations of isoflurane and halothane in lipid emulsion at 20℃[J].  Anesthesiology, 2001; 95: A115.
6. 周建新, 罗南富, 刘进.  续贯法测定乳化挥发麻醉药在大鼠静脉诱导中的半数有效量[J].  麻醉与监护论坛, 2002; 9: 24-26.
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