Auswirkungen von Lachgas auf die globale Erwärmung

Die früheste Verwendung von Lachgas (N2O) in der medizinischen Praxis geht auf das Jahr 1884 zurück. Es zielte darauf ab, Analgesie während eines chirurgischen Eingriffs bereitzustellen. Im Laufe der Jahre hat sich die Verwendung von N2O für die Anästhesie mit dem Wissen entwickelt, dass es ein sehr geringes anästhetisches Potenzial und eine hohe minimale alveoläre Konzentration (MAC = 104 %) hat und daher nicht als alleiniges Anästhetikum verwendet werden kann. Dies führte dazu, dass N2O als Trägergas nur während der Dampfinhalationsnarkose (Sevofluran, Isofluran, Desfluran) verwendet wurde. Die gleichzeitige Verabreichung von N2O-Dampf reduziert nicht nur den Bedarf an eingeatmetem Dampf, sondern bietet auch einen kontinuierlichen Analgesiezustand während der Aufrechterhaltung der Anästhesie. Studien zeigen seine Verwendung in der Sedierung und Analgesie für Wehenschmerz und andere kleinere Eingriffe, insbesondere in der pädiatrischen Bevölkerung, wie Venenpunktion, Venenkanülierung, Frakturreduktion, Lumbalpunktion, akute Schmerzen usw. Darüber hinaus reduziert die Verwendung von intraoperativem N2O auch die Inzidenz von Patienten, die chronische postoperative Schmerzen entwickeln.

Der Verwendung von N2O mit den damit verbundenen Anwendungsvorteilen stehen die Nachteile einer unerwünschten Wirkung auf den Patienten (Diffusionshypoxie, PONV), den medizinischen Leistungserbringer (megaloblastische Anämie, Risiko eines spontanen Aborts, verringerte Fruchtbarkeit) und die Umwelt (globale Erwärmung) gegenüber. N2O besitzt einen Treibhauseffekt, definiert als globales Erwärmungspotenzial (GWP) [20-jähriges GWP und 100-jähriges GWP – 289 (GWP20) bzw. 298 (GWP100) und „ozonabbauende“ Eigenschaften. Die oben genannten Wirkungen in Verbindung mit der langen Lebensdauer von N2O (114 Jahre) in der Atmosphäre führen wahrscheinlich zu langfristigen negativen Umweltauswirkungen, wenn seine Verwendung nicht gestoppt/effizienter gemacht wird. Daher besteht ein absoluter Bedarf, N2O effizienter zu nutzen, um die Auswirkungen auf die Patienten, die ersten, die dem OP-Personal ausgesetzt sind, und die Umgebung im Allgemeinen zu reduzieren.

Sevofluran ist ein Inhalationsanästhetikum mit süßem Geruch, schnellem Wirkungseintritt, schneller Wirkung und einem guten Sicherheitsprofil. Auch Sevofluran ist ein Treibhausgas. Seine Verwendung in Kombination mit N2O ist in der Praxis wegen der zuvor diskutierten Vorteile.

Aufgrund seiner über 150-jährigen medizinischen Anwendung mit seinen vielfältigen Vorteilen ist nicht zu erwarten, dass die Verwendung von N2O in naher Zukunft aufgegeben wird. Obwohl Schritte zur Reduzierung des Anästhesiegasverbrauchs mit Techniken wie Low-Flow-Anästhesie (Frischgasfluss-FGF<alveoläre Ventilation, willkürlich als 2 l/min angenommen) und sichereren Kohlendioxidabsorbern im Trend liegen; Es wurden keine weiteren/spezifischen Erkundungen durchgeführt. Bei Sevofluran wird die Verwendung von Frischgasflüssen von weniger als 1 l/min aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Produktion von Verbindung A und ihrer nephrotoxischen Wirkung (klinisch beim Menschen nicht nachgewiesen) nicht empfohlen.

Inhalationsanästhetika werden fast vollständig über die Lunge durch Ausatmung ausgeschieden, ohne nennenswerten Metabolismus zu durchlaufen. Auch Ex-vivo-Inhalationswirkstoffe werden nicht verarbeitet, sondern nur durch Scavenging-Systeme gesammelt und in die Atmosphäre freigesetzt. 15 Die Verwendung von N2O mit Inhalationsanästhetika hinterlässt im Vergleich zur Verwendung mit Luft/O2 eine weitaus größere Auswirkung auf die Umwelt. Obwohl die Pfund-für-Pfund-Auswirkung von N2O in Bezug auf die globale Erwärmung (GWP20-289) im Vergleich zu anderen verwendeten Inhalationsanästhetika geringer ist [Isofluran (GWP20-1401), Sevofluran (GWP20-349), Desfluran (GWP20-3714)] ; es hat eine bedeutendere Auswirkung auf die Umwelt, vor allem wegen des viel höheren Verbrauchsvolumens und auch der Tatsache, dass es sich um einen „Vorrats“-Schadstoff handelt, d. h. eine lange Lebensdauer hat und sich im Laufe der Zeit ansammelt. Im Gegensatz dazu sind Inhalationsanästhetika „Fließ“-Schadstoffe, d. h. sie haben eine kurze Lebensdauer und reichern sich nicht an, solange die neue Freisetzung in die Atmosphäre konstant gehalten wird. Die Treibhauswirkung von Gasen wird anhand der erzeugten CO2-Äquivalente (CDE) bewertet und verglichen. CDE20 (Narkosegasmenge in Gramm *GWP20), berücksichtigt sowohl das GWP als auch die produzierte Gasmenge. GWP und CDE werden für einen definierten Zeitraum berechnet. Üblicherweise werden bei Inhalationsanästhetika 20 Jahre angewendet, da die atmosphärische Lebensdauer von Inhalationsanästhetika weniger als 20 Jahre beträgt.

Mit der wachsenden Besorgnis über die globale Erwärmung und die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die Ökologie der Erde; Die Ärzteschaft sollte bei neuen Entwicklungen, die auf diese Probleme hinarbeiten, an vorderster Front stehen. Mit der vorliegenden Thematik versuchen die Forscher, die medizinische Verwendung von N2O und damit auch seine Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren, indem sie eine neuartige Methode der N2O-Verwendung evaluieren. Wir erwarten, dass es den N2O-Verbrauch deutlich genug reduziert, um seine schädlichen globalen ökologischen Auswirkungen zu verringern.

Herkömmliche Low-Flow-Anästhesie mit N2O wird anfänglich unter Verwendung von FGF von etwa ≥4 l/m (O2 + N2O) durchgeführt. Sobald die gewünschte Narkosegaszusammensetzung im System erreicht ist und die minimale alveoläre Konzentration die Angemessenheit der Narkosetiefe widerspiegelt (d. h. MAC 0,7-1,3), FGF wird auf den niedrigen Durchfluss reduziert, d. h. ≤ 1,0 Liter/min.

Obwohl es Hinweise auf negative Umweltauswirkungen von eingeatmeten Narkosemitteldämpfen und N2O gibt, basieren diese weitgehend auf theoretischen Methoden. Nach unserem besten Wissen gibt es bis heute keine Studien, die die globale Erwärmungswirkung von inhaliertem GA (mit und ohne N2O) auf reale Anwendungsszenarien bei Patienten untersucht haben. Angesichts der Tatsache, dass verschiedene Patienten bei unterschiedlichen GA-Strategien unterschiedliche Eigenschaften der Anästhesieaufnahme (N2O, eingeatmeter Dampf) aufweisen können, können die daraus resultierenden Umweltauswirkungen variabel sein und müssen daher quantifiziert und kontrolliert werden.

In dieser vorgeschlagenen Studie zielen die Forscher darauf ab, eine neuartige Technik der N2O-Verabreichung, d. h. die „Streamed-in“-Verabreichungstechnik, im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf die globale Erwärmung und ihre klinischen Wirkungen zu bewerten. Zunächst wird Luft-O2-Sevofluran mit einer hohen FGF von 3,0 l/min eingeführt. Sobald die angestrebte Anästhesiegaskonzentration im System erreicht ist, d. h. MAC 0,5, FGF wird reduziert, um einen Low-Flow-Zustand zu erreichen. An diesem Punkt wird N2O „eingeströmt“, um es der O2-Sevofluran-Mischung hinzuzufügen.