兩種脂肪乳劑輸注方案治療布比卡因誘導的大鼠心臟停搏的效果比較

劉樂，金周晟，南芙蓓，董嬌嬌，項賽瓊，王權光

（1.溫州醫科大學附屬第一醫院 麻醉科，浙江 溫州 325015；2.溫州醫科大學 第二臨床醫學院，浙江溫州 325035）

·論 著·

兩種脂肪乳劑輸注方案治療布比卡因誘導的大鼠心臟停搏的效果比較

劉樂1，金周晟1，南芙蓓1，董嬌嬌1，項賽瓊2，王權光1

（1.溫州醫科大學附屬第一醫院 麻醉科，浙江 溫州 325015；2.溫州醫科大學 第二臨床醫學院，浙江溫州 325035）

目的：建立布比卡因誘導的大鼠心臟停搏模型，比較經外周靜脈兩種脂肪乳劑輸注方案對布比卡因誘導的大鼠心臟停搏的復蘇效果。方法：雄性SD大鼠24只，隨機分成指南組和改良組，每組12只。指南組的脂肪乳劑輸注方案參照大不列顛及愛爾蘭麻醉醫師協會（AAGBI）、美國區域麻醉和疼痛醫學學會（ASRA）的“嚴重局麻藥毒性處理指南”。改良組早期給予大劑量脂肪乳劑。比較2組大鼠復蘇率、首次自主心跳時間、自主循環恢復（ROSC）時間，記錄2組復蘇期收縮壓（SBP）、心率（HR）、心率與收縮壓乘積（RPP）、冠狀動脈灌注壓（CPP），測定復蘇期末2組心肌組織布比卡因濃度。結果：改良組復蘇率顯著高于指南組（P＜0.05）。改良組大鼠首次自主心跳時間和ROSC時間均顯著短于指南組（P＜0.05）。改良組的SBP、HR、RPP、CPP在2～40 min均顯著高于指南組（P＜0.01）。復蘇期末改良組大鼠心肌組織布比卡因濃度顯著低于指南組（P＜0.05）。結論：在布比卡因誘導的大鼠心臟停搏模型中，經鼠尾靜脈早期大劑量脂肪乳劑輸注，能加速心肌組織布比卡因濃度下降，較之早期小劑量脂肪乳劑輸注，復蘇效果更好。

布比卡因；脂肪乳劑；心臟；毒性；大鼠

布比卡因是臨床麻醉中常用的一種長效局麻藥，具有作用時間長、麻醉效能強、價格低等優點，但誤入血管可導致嚴重的心臟毒性，復蘇困難。近年來脂肪乳劑被公認為能有效治療布比卡因導致的嚴重心臟毒性[1-4]。大不列顛及愛爾蘭麻醉醫師協會（Association of Anaesthetists of Great Britain and Ireland，AAGBI）、美國區域麻醉和疼痛醫學學會（American Society of Regional Anesthesia and Pain Medicine，ASRA）都推薦脂肪乳劑應用于局麻藥中毒[5-6]。

臨床上行局部麻醉時，患者大多僅僅開放了外周靜脈。通過外周靜脈不同的給藥方式輸注脂肪乳劑的復蘇效果是否相同，目前鮮有研究。本研究建立布比卡因誘導的大鼠心臟停搏模型，比較經外周靜脈參照AAGBI和ASRA指南方案輸注脂肪乳劑和早期大劑量輸注脂肪乳劑對布比卡因誘導的大鼠心臟停搏的復蘇效果。

1 材料和方法

1.1 實驗動物和主要試劑 成年雄性SD大鼠24只，體質量300～360 g，由上海斯萊克實驗動物有限責任公司提供，許可證號：SCXK（滬）2012-0002。隨機分成指南組和改良組，每組12只。2組體質量比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。鹽酸布比卡因購自美國Sigma公司，批號：101524503。脂肪乳劑購自北京華瑞制藥有限公司，批號：801H081。

1.2 動物準備 大鼠在實驗前禁食12 h，不禁飲。采用5%的水合氯醛腹腔注射麻醉（350 mg/kg）。待動物麻醉后，分離氣管，切開置入14 G穿刺針外套管，連接呼吸機。呼吸參數設定：潮氣量=6 mL/kg，呼吸頻率=60～70次/min，吸呼比=1:1.5。所有大鼠開放左側股靜脈置管用于輸注布比卡因；左側股動脈切開置管，連接生物信號采集處理系統（Medlab-U/4C051，南京美易科技有限公司）用于動脈血壓監測。所有大鼠開放左側頸內靜脈置管用于間斷記錄頸內靜脈壓，并計算冠狀動脈灌注壓（coronary perfusion pressure，CPP，定義為同步記錄的動脈舒張壓-頸內靜脈壓）[7]。行鼠尾靜脈置管用于脂肪乳劑輸注。實時監測心電圖（標準 II導聯）。操作結束后，1%七氟醚維持麻醉。所有操作完成后，平衡15 min，使大鼠機體功能相對穩定，并記錄平衡末大鼠心率（heart rate，HR）、收縮壓（systolic blood pressure，SBP）、心率與收縮壓乘積（ratepressure product，RPP）、CPP的基礎值，隨后進入實驗干預階段。2組間SBP、HR、RPP、CPP基礎值比較差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1。

1.3 停跳方案 在平衡末停止七氟醚吸入，0.2%鹽酸布比卡因20 mg/kg經左側股靜脈在10 s內注射完畢，大鼠心臟停跳，并記錄該時間點為0 min。

1.4 復蘇方案 大鼠心臟停跳后（0 min）立即在胸骨中下部實施300次/min人工胸外按壓，直至自主循環恢復（return of spontaneous circulation，ROSC）或40 min復蘇期末，按壓幅度保證胸骨下陷約1 cm。指南組于停搏后即刻開始輸液泵恒速注射20%脂肪乳劑負荷量1.5 mL/kg，1 min泵注完畢，之后采用輸液泵以0.25 mL/（kg·min）的速度維持。如果持續心血管抑制（未達到ROSC），5 min后再給1次負荷量1.5 mL/kg（全程最多給3次負荷量，2次之間間隔5 min）。第2次負荷量之后脂肪乳劑改成0.5 mL/（kg·min）的速度維持。ROSC視為復蘇成功，停止胸外按壓，并將脂肪乳劑維持速度調整為0.25 mL/（kg·min）繼續輸10 min或輸至脂肪乳劑最大量（10 mL/kg）。指南組脂肪乳劑輸注方案參照AAGBI和ASRA指南[5-6]。

改良組根據預實驗結果，于停搏后即刻開始（0 min）至3 min 20 s予輸液泵恒速注射20%脂肪乳劑5 mL/kg；如果持續心血管抑制（未達到ROSC），6 min至7 min 40 s可再予輸液泵恒速注射20%脂肪乳劑2.5 mL/kg；如仍未達到ROSC，12 min至13 min 40 s予輸液泵恒速注射20%脂肪乳劑2.5 mL/kg。輸注間隔不再維持給藥。

ROSC的判斷標準是出現規律的自主心律，自主RPP≥20%基礎值并維持1 min以上[8-10]。通過保溫毯保持大鼠體溫維持在38～39 ℃。所有靜脈輸注藥物在輸注前預熱至37 ℃。實驗觀察40 min，40 min末處死大鼠留取標本。

1.5 觀察指標 ①比較2組大鼠成功復蘇例數、40 min復蘇期末存活例數，計算大鼠復蘇率和末期生存率。復蘇率=大鼠復蘇成功例數/大鼠總數。末期生存率=存活至40 min復蘇期末的大鼠例數/大鼠總數。②記錄2組平衡末（基礎值）、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40 min時的SBP、HR、RPP、CPP。若大鼠無ROSC，在上述時間點暫停胸外按壓（不超過10 s），然后記錄此時該大鼠自主的循環指標。③比較2組開始輸入布比卡因至停搏所需時間（Ts）、首次自主心跳時間、ROSC時間及脂肪乳劑累計用量。首次自主心跳時間為大鼠心臟停搏至出現第一個自主心跳的時間，ROSC時間為心臟停搏至ROSC的時間。④比較2組平衡末和40 min復蘇期末的血氣指標如pH、PO2、PCO2、HCO3-、BE、乳酸值。2組血氣指標基礎值組間比較差異無統計學意義（均P＞0.05），見表1。

表1 2組大鼠基礎值比較（n=12，±s）

表1 2組大鼠基礎值比較（n=12，±s）

CPP（mmHg）指南組327±15 7.38±0.03 297±6739±423.2±1.9-1.7±1.81.7±0.2121±15412±5249 834± 9 39577±16改良組334±12 7.39±0.03 290±8239±323.9±2.3-0.7±2.01.7±0.3123±21382±6147 556±14 40284±19 t-1.365-0.9740.212-0.401-0.809-1.2900.298-0.2551.3060.459-1.021 P0.186 0.3410.834 0.692 0.427 0.2100.769 0.8010.2050.651 0.318組別體質量（g）pHPO2（mmHg）PCO2（mmHg）HCO3-（mmol/L）BE（mmol/L）乳酸值（mmol/L）SBP（mmHg）HR（beat/min）RPP（mmHg·beat/min）

1.6 布比卡因濃度測定[11]

1.6.1 樣品處理：各組均在觀察期末截取心尖組織置入-80 ℃冰箱，測定時取出。心尖組織稱重后取0.2 g置入研磨器，加入2 mL超純水，迅速研磨制成勻漿液。離心（2 500 r/min）15 min，取上清液，加入50 ng內標羅哌卡因、2 mol/L氫氧化鈉堿化，再加入1 mL正己烷脫脂、4 mL乙酸乙酯，渦旋1 min，2 500 r/min離心15 min，提取上層有機相。再加入1.5%鹽酸300 μL酸化，渦旋1 min，2 500 r/min離心15 min，提取水相200 μL，待檢測。

1.6.2 測定方法：采用高效液相色譜/串聯質譜聯用法測定心肌組織布比卡因濃度。質譜條件：ESI（電噴霧離子源），正離子檢測，霧化氣壓力設為30 psi；干燥氣（N2）流速設為7 L/min，干燥氣溫度設為350 ℃。多反應監測方式定量，布比卡因m/z 289→140，裂解振幅電壓設為0.30 V；羅哌卡因（內標）275→126，裂解振幅電壓設為0.28 V。色譜條件：柱溫30 ℃，流速0.3 mL/min，色譜柱：Zorbax SB-C18（2.1 mm×150 mm，5 μm），流動相：乙腈-0.1%甲酸為60:40（V/V），進樣量2 μL。

1.7 統計學處理方法 統計學分析使用SPSS19.0統計軟件完成。正態分布的計量資料以±s表示，非正態分布的計量資料以中位數（四分位數間距）表示。正態分布的計量資料組間比較采用獨立樣本t檢驗，非正態分布的計量資料組間比較采用非參數檢驗，首次自主心跳時間、ROSC時間組間比較采用生存分析，計數資料組間比較采用Fisher檢驗，重復測量資料應用重復測量設計資料的方差分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 大鼠復蘇情況 2組大鼠均在股靜脈注射布比卡因后心臟停搏。2組間Ts比較差異無統計學意義（P＞0.05）。指南組2例復蘇，10例未復蘇；改良組9例復蘇，3例未復蘇，復蘇率分別為17%和75%。40 min復蘇期末存活例數分別為2、9例，末期生存率分別為17%和75%。改良組復蘇率和末期生存率顯著高于指南組（P=0.012）。改良組首次自主心跳時間和ROSC時間均顯著短于指南組（P＜0.05）。2組大鼠使用脂肪乳劑總量組間比較差異無統計學意義（P＞0.05）。實驗末改良組大鼠心肌組織布比卡因濃度顯著低于指南組（P=0.021）。見表2。

表2 2組大鼠復蘇情況比較（n=12）

2.2 復蘇期間的血流動力學指標 改良組的SBP、HR、RPP在2～40 min均顯著高于指南組（組間趨勢比較SBP：P=0.008；HR：P=0.005；RPP：P=0.008）。見圖1-3。

圖1 2組復蘇期間SBP的變化情況（n=12）

2.3 復蘇期間的CPP變化 改良組的CPP在2～40 min顯著高于指南組（組間趨勢比較P=0.004），見圖4。

圖4 2組復蘇期間CPP的變化情況（n=12）

3 討論

本研究采用LI等[8]和WEINBERG等[12]的布比卡因誘導在體大鼠心臟停搏模型，所有大鼠均在股靜脈注射20 mg/kg布比卡因后心臟停搏，經過預實驗證實，該濃度布比卡因造成的大鼠心臟停搏在僅依靠機械通氣和人工胸外按壓的情況下無法恢復自主循環。

表3 2組大鼠實驗末血氣分析值比較（n=12）

本研究中布比卡因中毒致大鼠心臟停搏后，指南組的脂肪乳劑輸注方案參照AAGBI和ASRA指南，盡可能模擬臨床。指南組大鼠在停跳后即刻至5 min內，經鼠尾靜脈共輸入脂肪乳劑2.5 mL/kg，停跳后10 min內，共輸入脂肪乳劑5.75 mL/kg，但復蘇效果不佳，復蘇率為17%（2/12）。而之前應用脂肪乳劑解救布比卡因導致的大鼠心臟停搏模型上，脂肪乳劑多是在停跳后早期快速經中心靜脈注射負荷量5 mL/kg[12-13]，因此我們設立改良組，在大鼠心臟停跳后即刻至3 min 20 s內經鼠尾靜脈持續輸入5 mL/kg，結果發現改良組復蘇率高于指南組，且首次自主心跳恢復時間及ROSC時間均顯著早于指南組，這與GADDIS等[14]的研究結果有相似之處：在犬心跳驟停復蘇模型中，當外周靜脈注射染料完畢后注入更多的0.9%氯化鈉溶液（10 mL），染料濃度在主動脈近端達峰的時間顯著早于注入較少0.9%氯化鈉溶液（2 mL）組。提示在布比卡因中毒時，經外周靜脈早期使用較大劑量脂肪乳劑，能使心肌組織的脂肪乳劑濃度更快地達到高峰，從而加速與心肌組織布比卡因結合并降低其濃度，更有利于復蘇。而在本研究中，改良組的心肌組織布比卡因濃度顯著低于指南組。CAVE等[15]報道在10 mg/kg布比卡因誘導的兔心臟停搏模型中，經耳緣靜脈按照指南方案給予脂肪乳劑，20 min復蘇期末的兔生存率50%，高于本研究指南組生存率，這可能與動物種類不同、大鼠尾靜脈與心臟更遠、本實驗的中毒模型較深有關。

布比卡因誘導的心臟停搏復蘇中，早期復跳非常重要。改良組的冠脈灌注壓力在復蘇期全程高于指南組，而心臟冠脈灌注壓高更有利于脂肪乳劑救治布比卡因導致的心臟毒性[7]。更多的冠脈血流，促進脂肪乳劑更快速進入心臟，使心臟布比卡因濃度更快降低，有利于大鼠心臟早期復跳，更好地恢復心臟肌力和傳導功能。而延遲復跳或不復跳的大鼠乳酸濃度更高，代謝性酸中毒顯著，存活的概率顯著下降。本研究中改良組的復蘇率、末期生存率、復蘇期間血流動力學指標、復蘇期末血氣分析值均明顯優于指南組。本研究的不足之處有：指南組的脂肪乳劑輸注方案參照AAGBI和ASRA指南，但研究物種對藥物代謝動力學有影響；未研究心肌組織布比卡因濃度隨時間的變化趨勢；臨床上手術中患者的外周靜脈多開放于上肢較大靜脈，離心臟近，而由于實際操作原因，我們選擇了距離大鼠心臟較遠的鼠尾靜脈，這可能造成實驗結果與臨床情況有偏差。

綜上所述，在布比卡因誘導的大鼠心臟停搏模型中，經外周靜脈早期大劑量脂肪乳劑輸注，能加速心肌組織布比卡因濃度下降，與早期小劑量脂肪乳劑輸注比較，復蘇效果更好。

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（本文編輯：丁敏嬌）

Comparison of effects of two different lipid regimens in the resuscitation of bupivacaine-induced cardiac arrest in rats

LIU Le1, JIN Zhousheng1, NAN Fubei1, DONG Jiaojiao1, XIANG Saiqiong2, WANG Quanguang1.
1.Department of Anesthesiology, the First Affi liated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015; 2.The Second Clinical Medical College of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325035

Objective:To observe the effects of the two different lipid regimens via peripheral venous administration in the resuscitation of bupivacaine-induced cardiac arrest in rats.Methods:Twenty-four adult male Sprague-Dawley rats were subjected to bupivacaine-induced cardiac arrest and were then randomly divided into two groups: the guideline group and the modifi ed group, twelve rats per group. In the guideline group, lipid emusion was administered according to guidelines (Association of Anaesthetists of Great Britain and Ireland, AAGBI; American Society of Regional Anesthesia and Pain Medicine, ASRA), while in the modifi ed group, lipid emusion was administered with the improved regimen of early administration of large and rapid lipid infusion. Successful resuscitation was represented by a return of spontaneous circulation (ROSC) as demonstrated by a native rate-pressure product (RPP) more than 20% of baseline value that was sustained for more than 1 minute. The time of recovery of heart beating and the time of ROSC between two groups were compared. Hemodynamic parameters during the course of resuscitation were recorded in both groups. The cardiac apex of each heart was taken for measurement of the bupivacaine content by liquid chromatography-tandem mass spectrometry at the end of the experiment.Results:The recovery rate in the modifi ed group was signifi cantly higher than those in the guideline group (P＜0.05). The time of recovery of heart beating and the time of ROSC in the modifi ed group was signifi cantly shorter than that in the guideline group (P＜0.05). SBP, HR, RPP, CPP during 2～40 min in the modifi ed group were equally higher than those in the guideline group (P＜0.01). The cardiac tissue bupivacaine content in the modifi ed group was signifi cantly less than that in the guideline group (P＜0.05).Conclusion:Peripheral intravenous injection of early and large dose lipid emulsion can speed up decreasing the cardiac tissue bupivacainecontent, which resulted in better resuscitation than the way of early small dose lipid emulsion injection in the resuscitation of bupivacaine-induced cardiac arrest in rats.

bupivacaine; lipid emulsions; heart; toxicity; rats

R614

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2017.07.010

2016-12-01

溫州市科技局科研基金資助項目（Y20130206）。

劉樂（1983-），女，浙江永嘉人，主治醫師，碩士。

王權光，副主任醫師，Email：quanguangwang@sina.com。