異氟醚麻醉前應用咪達唑侖與布托啡諾對小鼠麻醉效果影響評價

韋雪梅馮海妹徐志新

(海南醫學院第二附屬醫院麻醉科,海口 570311)

目前臨床手術麻醉已極少使用單一麻醉劑,而是傾向于采用平衡麻醉,不僅可以有效避免單一麻醉藥物導致的一些不良反應,而且能有效確保較好的麻醉質量[1]。 異氟醚是常用吸入麻醉藥之一,適合實驗動物藥理和代謝研究,然而會引起呼吸抑制、心血管動力學不穩定等不良反應[2-3]。 因此近年來臨床研究者提出在異氟醚麻醉前可予以鎮靜鎮痛藥物,以此減少異氟醚的不良反應。 目前臨床研究證實, 咪達唑侖(midazolam) 和布托啡諾(butorphanol)作為麻醉前組合具有較好的鎮靜和鎮痛作用,對心肺影響較小,可以抑制全麻患者氣管插管時的應激反應[4-6]。 但目前咪達唑侖和布托啡諾聯合麻醉前使用對異氟醚濃度及麻醉效果的影響研究鮮見文獻報道,因此本研究通過觀察咪達唑侖和布托啡諾聯合麻醉前用藥對小鼠麻醉效果的影響,為臨床應用提供實驗數據支持。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

選取75 只清潔級BALB/c 小鼠,鼠齡49 d,雌雄不限,體重18 ～22 g,所有小鼠在動物房進行適應性飼養1 周,保持環境清潔,溫度、濕度相對穩定,正常飲食飲水。 由長沙市天勤生物技術有限公司生產提供[SCXK(湘)2014-0011],飼養由長沙市天勤生物技術有限公司完成[SYXK(湘)2014-006]。 動物處理及實驗過程得到海南醫學院動物關懷及使用委員會的許可(IACUC0023)。 實驗研究過程中嚴格遵守3R 原則。

1.2 主要儀器與試劑

ABS 小動物專用氣體麻醉機(武漢醫用儀表有限公司); HN13-GY - 6620 呼吸監護儀(Datex Engstorm 儀器公司,芬蘭);NW-TP01 商用體溫傳感器(Philips 公司,德國);MouseOx 嚙齒動物脈搏血氧計和心率監測儀(Philips 公司,德國);邁瑞PM7000 循環監護儀(Philips 公司,德國);重癥監護儀G80(Datex Engstorm 儀器公司,芬蘭);羅康全活力II 型血糖檢測儀(羅氏公司,瑞士);YLS-13 A 大小鼠抓力測定儀(濟南益延科技發展有限公司);異氟醚(批號:090822,河北九派制藥有限公司);布托啡諾(批號:090056,江蘇恒瑞醫藥股份有限公司);咪達唑侖注射液(批號: 20110412, 國藥準字H19990027,江蘇恩華藥業股份有限公司);皮質醇(Cor)檢測試劑盒(批號:081005,江蘇恒瑞醫藥股份有限公司)。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗分組

本研究預實驗應用probit 法測算量效關系,以小鼠捏尾反射消失為達到麻醉深度標準,咪達唑侖ED50 值(95%可信限)為 2.5(2.2 ～2.9)mg/kg,布托啡諾 ED50 值(95%可信限)為 2.0(1.6 ～2.3)mg/kg。 應用隨機數字表將75 只小鼠隨機分成3組:對照組,僅予以吸入3%異氟醚全麻,麻醉前腹腔注射生理鹽水1 mL;對照組,在吸入異氟醚前15 min 腹腔注射咪達唑侖(2.5 mg/kg)及布托啡諾(2 mg/kg),上述藥物溶于1 mL 生理鹽水中進行腹腔注射;空白組,不予以小鼠任何麻醉處理。 每組各25 只小鼠。 對照組及觀察組小鼠注射藥物統一進行,事先將藥物配伍溶解完全后,進行隨機編號,由另一工作人員進行腹腔注射操作,注射前抽簽數字,注射標注相應數字藥物,并對小鼠編相應數字。實驗結束后揭盲,確定小鼠具體分組情況。

1.3.2 麻醉處理

空白組小鼠僅固定于小鼠固定板上,不予以麻醉處理,接MouseOx 嚙齒動物脈搏血氧計和心率監測儀檢測心率及氧飽和度(SpO2)。

將小鼠放入麻醉箱,置于35℃環境中連接麻醉機,以混有30%氧氣的空氧混合氣體作為載體氣體,通氣流速(mL/min)= 0.65×體重(g)。

當小鼠達到麻醉深度捏尾反射消失,即可開始氣管插管。 立起小鼠插管臺,將小鼠門齒懸掛與放入自制小鼠插管臺上端的細繩,鑷子拉出小鼠舌頭后,用左手將小鼠舌頭往腹側拉出,直視下將光纖置入氣管,然后在光纖引導下,將16 號套管針粗的金屬插管插入氣管約5 mm,并用膠帶將連接金屬插管的塑料管固定。 接上呼吸機觀察小鼠胸廓起伏,判斷插管是否成功。 見圖1。 啟動呼吸機,調節每次通氣量為200 μL,通氣頻率為每分鐘120 次。 行間歇正壓通氣(IPPV),呼吸比為1 ∶2潮氣量設定15～20 mL/kg,呼吸次數每分鐘 15 ～20 次,維持PetCO2在 35 ～ 40 mmHg。 麻醉過程中對照組及觀察組小鼠均存活。

1.3.3 觀察指標

(1)誘導和恢復時間

記錄每只小鼠的誘導及恢復時間。 其中誘導時間定義為吸入3%異氟醚或腹腔注射咪達唑侖+布托啡諾后翻正反射消失的時間。 恢復時間為誘導60 min 后停止吸入異氟醚,翻正反射恢復正常時間。

(2)鎮靜和鎮痛時間

注:小鼠懸掛在立起的插管臺上,牽出舌體,顯露咽腔。圖1 小鼠固定及咽腔顯露Note.Mice hanged in the standing intubation table, pull out the tongue, then the pharynxwill be revealed.Figure 1 Mice fixed and exposed pharynx

記錄每只小鼠的鎮靜時間和鎮痛時間。 其中鎮靜時間為以翻正反射消失為指標,將動物背朝下輕輕放在馬口鐵皮上鐵皮保持30℃,并輕輕振動,若動物背向下的姿式保持30 s 以上,則翻正反射消失。 鎮痛時間為疼痛消失時間,即小鼠扭體反應消失時間,扭體反應具體表現為腹部收縮內陷,軀體扭曲,后肢伸展、蠕動。

(3)生命體征指標

每只小鼠插管即刻、插管后每5 min 記錄心率和氧飽和度(SpO2)等生命體征指標,觀察1 h,共測定13 次。 麻醉開始后,小鼠被放置在恒溫毯上以保持參數的穩定。 使用嚙齒動物脈搏血氧計和心率監測儀記錄心率(Beats/min)和SpO2(%),并計算各自指標的變異系數(CV)=標準偏差/平均值。

(4)血糖及皮質醇水平

分別于麻醉前30 min 及麻醉后30 min 抽取每只小鼠尾靜脈血50 μL,采用放射免疫法檢測血清皮質醇(Cor), 微量血糖儀測定法檢測血糖(glucose,Glu)水平。

1.3.4 不良反應

根據以前關于嚙齒類動物的麻醉不良反應的報告[7],記錄各組小鼠不良反應發生率,包括頭部搖晃、排尿、排便和呼吸暫停。 同時評估麻醉后1 周異常反應。

1.4 統計學方法

本研究采用SPSS 23.0 軟件進行統計分析,計量資料采用平均數±標準差(±s)表示,符合正態分布資料2 組間比較采用t檢驗;同組小鼠不同時間點心率及SpO2數值比較采用重復測量的方差分析。 計量資料使用%表示,組與組之間比較采用χ2檢驗。 并發癥發生率應用 Fisher’st檢驗。P<0.05認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 麻醉效果指標比較

空白組小鼠未予以麻醉處理。 觀察組和對照組小鼠均能快速誘導,觀察組與對照組誘導時間差異具有統計學意義(P<0.05),恢復時間差異無統計學意義(P>0.05)。 全部小鼠吸入異氟醚6 min 后,肌肉緊張狀態消失。 停藥后(7.03±1.06)min,肌力恢復正常。 觀察組小鼠鎮靜起效時間(3.35±0.11)min、疼痛消失時間(4.06±0.14)min 短于對照組小鼠(6.48±0.23)min、(8.11±0.21)min,差異具有顯著統計學意義(P<0.001)。 見表1。

2.2 生命體征比較

三組小鼠插管后各時間點的心率、SPO2比較,采用重復測量數據的方差分析,結果:①空白組心率高于對照組和觀察組(P<0.05);誘導后5～35 min 時刻,對照組心率高于觀察組(P<0.05);誘導后35 ～60 min 時刻,對照組心率低于觀察組(P<0.05)。 誘導后1 h 對照組SpO2低于觀察組及空白組(P<0.05);觀察組及空白組SpO2無顯著差異(P>0.05)。 ②三組心率的變化趨勢有差別(F= 15.215,P= 0.000)。 三組SpO2的變化趨勢無差別(F=1.015,P=0.180)。見圖2。

2.3 血清 Cor、Glu 水平比較

麻醉前三組Cor、Glu 水平比較差異無統計學意義(P>0.05);麻醉中對照組Cor、Glu 水平高于空白組和觀察組(P<0.05),而空白組和觀察組Cor、Glu水平差異無統計學意義(P>0.05)。 對照組術中Cor、Glu 較術前升高,差異具有統計學意義(P<0.05),而空白組和觀察組Cor、Glu 水平差異無統計學意義(P>0.05)。 見表2。

2.5 不良反應發生的比較

空白組小鼠無死亡,無不良反應發生。 麻醉后1 周對照組死亡1 只,生存率96%,觀察組死亡2只,生存率92.6%,兩組無顯著差異(P=0.552)。兩組小鼠不良反應主要為搖頭、排尿、排便、呼吸抑制,兩組總不良反應發生率無顯著差異(P=0.626)。 見表3。

表1 麻醉效果指標比較Table 1 Comparison of indexes of anesthetic effects between two group

注:A:麻醉各時間點心率比較;B:麻醉各時間點SPO2 比較。 與空白組比較,?P<0.05。圖2 三組麻醉期間心率及SPO2 比較Note.A, Heart rate over time in each group.B, SpO2 over time in each group.Compared with blank group, ?P<0.05.Figure 2 Measured heart rate and SPO2 in each anesthetic group

表2 三組血清Cor 及Glu 水平的比較Table 2 Comparison of serum levels of Cor and Glu among three groups

表3 兩組不良反應比較(%)Table 3 Comparison of incidences of clinical adverse reactions during induction

3 討論

由于吸入麻醉劑存在著鎮痛不足缺點,在某些精準手術麻醉效果欠佳,影響手術操作及手術效果,因此常需加用鎮靜藥或鎮痛藥配合[8]。 咪達唑侖為苯二氮卓類藥物,由于其迅速起效而適合用作麻醉前藥物,常用于實驗動物鎮靜藥,既往被認為不具有鎮痛作用[9]。 布托啡諾是合成阿片類鎮痛藥,屬于激動κ 受體,也是常用的實驗動物止痛劑,研究顯示其易導致呼吸抑制,影響術后復蘇[10]。 既往研究報道[11],阿片類鎮痛藥曲馬多能降低異氟烷MAC 至15%。 而有學者提出,苯二氮卓類藥物咪達唑侖除了輔助鎮痛,它還可以起到鎮痛功能。 Kim等[12]、Tamura 等[13]將咪達唑侖與芬太尼復合,顯著降低異氟醚的夾尾疼痛反射,從而明顯降低異氟醚的MAC 值。 然而目前尚無關于鎮靜藥和止痛藥麻醉前聯用對實驗動物異氟醚麻醉效果的影響報道,因此本研究采用布托啡諾與咪達唑侖麻醉前聯用評估對小鼠異氟醚麻醉效果影響。

本研究結果表明,布托啡諾、咪達唑侖復合可以降低誘導時間,其原因推測可能是布托啡諾與咪達唑侖的協同作用從而降低了異氟醚的 MAC 值。研究結果觀察組小鼠鎮痛、鎮靜及肌松效果良好,且麻醉效果及麻醉深度達到外科手術要求。 同時也發現布托啡諾、咪達唑侖復合用藥小鼠恢復時間延長,具體機制尚需進一步研究。

異氟醚主要通過其刺激性、降低局部或全身循環阻力及對交感神經、副交感神經的抑制等方面對循環系統產生一定的抑制作用,具體表現為心率增快、血壓下降、血管擴張等,但異氟醚對心功能的抑制小于恩氟烷及氟烷。 以往研究表明[14-15],異氟醚單次麻醉比聯合注射麻醉如戊巴比妥和氯胺酮導致心臟的影響更低。 異氟醚又具有較強的呼吸抑制,因此麻醉前給藥主要目的是通過降低異氟醚的濃度來減輕呼吸抑制。 本研究觀察了咪達唑侖和布托啡諾對心肺的影響。 結果表明,觀察組小鼠麻醉期間心率均略有變化,而對照組小鼠心率變化波動較大,兩組小鼠的心率變異系數也存在顯著差異,也即觀察組小鼠麻醉期間循環系統指標更穩定,因此咪達唑侖和布托啡諾聯合麻醉方案對心血管影響更小。 與觀察組應用的平衡麻醉相比,單純異氟醚麻醉組小鼠麻醉期間呼吸速率的不穩定性更明顯。 此外,在整個麻醉期間,觀察組小鼠SpO2沒有明顯減少,而異氟醚單獨麻醉SpO2持續降低,并且觀察組顯著高于對照組。 SpO2在觀察組的平衡麻醉中的穩定可能與異氟醚濃度的降低有關,從而導致麻醉期間潮氣量增加。

麻醉會引起機體應激反應,引起心率增加、血壓升高和激素、血糖含量升高等。 本研究結果中觀察組小鼠Cor、Glu 水平低于對照組,表明咪達唑侖+布托啡諾能降低小鼠麻醉中應激反應。 本次研究結果也提示與異氟醚單麻相比,觀察組小鼠麻醉減少了低血壓、尿失禁等不良事件的發生[16-18],縮短誘導時間,這可能與咪唑安定在誘導期間的鎮靜性能有關。

綜上所述,咪達唑侖和布托啡諾聯合麻醉前用藥對可減少異氟醚用藥,有效抑制異氟醚誘導的小鼠呼吸抑制,且誘導平穩,不良反應發生率低。