Determination of ED₅₀ for Intravenous Emulsified Volatile Anesthetics by Up-down Method <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

周建新 医学博士 Jianxin Zhou
首都医科大学附属北京天坛医院ICU，北京100050
Intensive Care Unit , Beijing Tiantan Hospital Capital University of Medcai Sciences , Beijing , 100050
罗南富　Nanfu Luo
刘　进　Jin Liu
四川大学华西医院麻醉科，四川，成都，610041 Department of Anesthesiology ,West China Hospital , West China Medical Center , Sichuan University , Chendu , Sichuan, 610041

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

Objective: To compare the relative potency of intravenous emulsified volatile anesthetics in rats.
　Methods: 3.1%(liquid volatile anesthetic volume percent) emulsified sevoflurane, isoflurane, enflurane, and halothane in 30% Intralipid^? were prepared. ED₅₀s of these four emulsified anesthetics and propofol in female S-D rats (boby weight 180-220g) were measured by up-down method. The loss of forepaw righting reflex(FRR) was accepted as successful induction of anesthesia. Recovery time of FRR was compared across different anesthetics. ED₅₀ of volatile anesthetics for intravenously use was plotted against respective minimal alveolar concentration (MAC) used by inhaled routine.
　Results: For anesthetized rats, loss of FRR was within approximately 5 seconds. ED₅₀ (ml of liquid volatile anesthetic/kg) of emulsified vilatile anesthetics were sevoflurane 0.202±0.017, enflurane 0.107±0.011, isoflurane 0.075±0.015，and halothane 0.064±0.007. ED₅₀ of propofol was 5.912 mg/kg±0.504mg/kg. Time for recovery of FRR after injection of propofol was significantly longer than those of emulsified volatile anesthetics(P<0.05). Intravenously ED₅₀ of emulsified volatile anesthetics was correlated significantly with MAC (R²=0.90,P<0.05).
　Conclusion: According to agent, emulsion preparation, and potency, isoflurane is most suitable volatile anesthetic agent for intravenously use.
　Key Words: Volatile Anesthetics: Sevoflurane, Enflurane, Isoflurane, Halothane; Emulsion; Propofol; ED₅₀; Rat

理论上，挥发麻醉药静脉用药具有诱导及苏醒快，麻醉科控性增强等优点^[1]。当以脂肪乳为载体时，静脉注射化挥发麻醉药是否具有临床应用的可行性，取决于①麻醉药在脂肪乳中的液/气分配系数（λ_L/G）；②麻醉药的饱和蒸汽压（SVP）；和③乳化麻醉药静脉麻醉时的效价。λ_L/G和SVP越高，效价越强的麻醉药，其临床应用越具可行性。前期研究中我们测定了不同麻醉药在30%脂肪乳（Intralipid^®）中λ_L/G^[2]。但是，到目前为止，尚无测定乳化挥发麻醉药在大鼠中的半数有效量（ED₅₀）的研究报道。本研究应用续贯法测定了乳化七氟醚、异氟醚、安氟醚和氟烷在大鼠静脉诱导中的ED₅₀，并与临床常用静脉麻醉药 - 异丙酚（Diprivan^®）进行了比较，为进一步开发适合临床使用的乳化挥发麻醉药提供依据。
<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />

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

　　本研究以续贯法测定的异丙酚在大鼠中的ED₅₀与文献报道的结果（5.0mg/kg）^[6]相似。测定半数效量的方法主要有概率单位法和续贯法。与概率单位法相比，续贯法适用于快速反应的实验，优点为方法简便、节约动物。缺点是无法得出95%和99%有效量。乳化挥发麻醉药在大鼠静脉注射时的ED₅₀，由高到低排列为七氟醚>安氟醚>异氟醚>氟烷（见表1）。此顺序与吸入途径给药时的MAC^[4]相同，并且静脉ED₅₀与吸入MAC间呈现明显直线相关（见图2）。初步说明静脉注射挥发麻醉药的作用部位和机理与吸入途径时相同。
　　静脉直接注射，即使是微量的纯液态挥发麻醉药，也会造成人和实验动物的致命性损伤导致急性肺水肿和出血^[7，8]。因此，挥发麻醉药静脉应用的关键是寻找合适的载体，避免将液态麻醉药直接注入血液循环。从理化性质考虑，载体必须对挥发麻醉药有较大的溶解度（λ_L/G）；从制剂方面考虑，最好选择已在临床常规使用的静脉注射制剂。我们的前期研究证实，30%脂肪乳基本符合上述要求^[2，3]。对于不同挥发麻醉药，SVP和载体中的λ_L/G越大，其乳化剂的安全配置浓度越高；静脉注射时的麻醉效价越强，产生麻醉作用的用药量越小。我们综合这三个因素，建立了等效价安全浓度系数（coefficient for safe concentration of equivalent potency , Ce ）的概念，即 公式：
　　　　
　　表示产生等效麻醉作用时挥发麻醉药乳化剂可配制的最大浓度。Ce 数值越大，代表乳化麻醉药在产生麻醉作用时的制剂安全范围越大。应用本研究测定的大鼠ED₅₀、前期λ_L/G测定结果^[2]和文献报道SVP（Kpa）^[5]，计算出Ce分别为：七氟醚4.0；安氟醚14.2；异氟醚24.1；氟烷55.5。从国内市场现有的麻醉药来看，异氟醚最适合于静脉用药。
　　根据国家药品监督管理局颁布的《新药审批办法》规定，由其他途径改为静脉注射的药物属国家二类新药，必须经临床前动物试验。因此，在启动新药试验前，由初步的动物实验结果推测临床使用可行性十分重要。临床麻醉诱导中多使用20ml注射器，能否在20ml的剂量范围内完成诱导，是必须判断的指标。本研究以异丙酚作为对照，初步推测了乳化异氟醚在人的诱导剂量。综合人体实验结果（终点指标为使对语言指令反应消失）^[9-14]，异丙酚诱导ED₅₀平均值为1.2mg/kg( 1.10 mg/kg-1.42 mg/kg)。由本实验测定的大鼠ED₅₀结果，推测99%诱导量为16ml左右，能够满足临床麻醉的需要。
　　无论异丙酚或乳化挥发麻醉药，静脉注射后麻醉大鼠前爪翻正反射均在5s之内迅速消失。而异丙酚的翻正反射恢复时间（93s）却明显长于挥发麻醉药（19s-24s）。静脉注射后，挥发麻醉药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，麻醉药也迅速挥发至废气泡，使苏醒过程加快。因此，挥发麻药静脉应用时的药代动力学过程，即不同于静脉麻醉，也于挥发麻醉药吸入途径给药时有很大差别。详细的体内过程仍需进一步动物实验证实。