Wpływ podtlenku azotu na globalne ocieplenie

Najwcześniejsze zastosowanie podtlenku azotu (N2O) w praktyce medycznej datuje się na rok 1884. Miał on na celu zapewnienie analgezji podczas zabiegu chirurgicznego. Z biegiem lat zastosowanie N2O do znieczulenia ewoluowało wraz ze świadomością, że ma on bardzo niski potencjał anestetyczny i wysokie minimalne stężenie pęcherzykowe (MAC = 104%), w związku z czym nie może być stosowany jako jedyny środek znieczulający. Doprowadziło to do tego, że N2O był używany jako gaz nośny tylko podczas znieczulenia wziewnego (sewofluran, izofluran, desfluran). Jednoczesne podawanie pary N2O nie tylko zmniejsza zapotrzebowanie na parę wziewną, ale także zapewnia ciągły stan analgezji podczas podtrzymywania znieczulenia. Badania pokazują jego zastosowanie w sedacji i analgezji w znieczuleniu podczas porodu i innych drobnych zabiegach, zwłaszcza w populacji pediatrycznej, takich jak nakłucie żyły, kaniulacja żylna, redukcja złamań, nakłucie lędźwiowe, ostry ból itp. Ponadto śródoperacyjne stosowanie N2O zmniejsza również częstość występowania pacjentów z przewlekłym bólem pooperacyjnym.

Stosowanie N2O, z towarzyszącymi mu zaletami stosowania, wiąże się z wadami związanymi z działaniem niepożądanym na pacjenta (niedotlenienie dyfuzyjne, PONV), świadczeniodawcę medycznego (niedokrwistość megaloblastyczna, ryzyko samoistnej aborcji, obniżona płodność) oraz na środowisko (globalne ocieplenie). N2O wykazuje efekt cieplarniany zdefiniowany w kategoriach współczynnika ocieplenia globalnego (GWP) [20-letni GWP i 100-letni GWP – odpowiednio 289 (GWP20) i 298 (GWP100), odpowiednio] oraz właściwości „zubażania warstwy ozonowej”. Powyższe skutki w połączeniu z długim okresem życia N2O (114 lat) w atmosferze prawdopodobnie doprowadzą do długotrwałych negatywnych skutków dla środowiska, jeśli jego wykorzystanie nie zostanie powstrzymane/ulepszone. Dlatego istnieje absolutna potrzeba wydajniejszego wykorzystania N2O w celu zmniejszenia wpływu na pacjentów, pierwszy narażony personel sali operacyjnej i całe środowisko.

Sewofluran jest anestetykiem wziewnym o słodkim zapachu, szybkim początku działania i dobrym profilu bezpieczeństwa. Sewofluran jest również gazem cieplarnianym. Jego zastosowanie w połączeniu z N2O ma w praktyce na celu korzyści omówione wcześniej.

Ponieważ N2O jest używany w medycynie od ponad 150 lat i przynosi różne korzyści, nie można oczekiwać, że w najbliższej przyszłości zostanie porzucony. Chociaż modne są kroki w celu zmniejszenia zużycia gazów anestetycznych za pomocą technik, takich jak znieczulenie z niskimi przepływami (przepływ świeżego gazu – FGF <wentylacja pęcherzykowa, arbitralnie przyjmowana jako 2 l/min) i bezpieczniejsze pochłaniacze dwutlenku węgla; nie podjęto żadnych dalszych / szczegółowych badań. W przypadku sewofluranu nie zaleca się stosowania przepływów świeżych gazów mniejszych niż 1 l/min ze względu na obawy związane z wytwarzaniem związku A i jego działaniem nefrotoksycznym (nieudowodnione klinicznie u ludzi).

Wziewne środki znieczulające są prawie całkowicie wydalane przez płuca poprzez wydech bez znaczącego metabolizmu. Nawet środki do inhalacji ex vivo nie są przetwarzane, a jedynie zbierane przez system oczyszczania i uwalniane do atmosfery. 15 Stosowanie N2O z anestetykami wziewnymi ma znacznie większy wpływ na środowisko w porównaniu z powietrzem/O2. Chociaż wpływ N2O funt za funt pod względem globalnego ocieplenia (GWP20-289) jest mniejszy w porównaniu z innymi stosowanymi anestetykami wziewnymi [ izofluranem (GWP20-1401), sewofluranem (GWP20-349), desfluranem (GWP20-3714)] ; ma bardziej znaczący wpływ na środowisko, głównie ze względu na znacznie większą wielkość zużycia, a także fakt, że jest zanieczyszczeniem „zapasowym”, tj. ma długi okres życia i gromadzi się w nadgodzinach. W przeciwieństwie do anestetyków wziewnych, które są zanieczyszczeniami „przepływowymi”, tj. mają krótki czas życia i nie kumulują się, dopóki nowe uwalnianie do atmosfery jest utrzymywane na stałym poziomie. Wpływ gazów na globalne ocieplenie jest oceniany i porównywany na podstawie wyprodukowanych równoważników CO2 (CDE). CDE20 (ilość gazu anestetycznego w gramach *GWP20) uwzględnia zarówno GWP, jak i ilość wytwarzanego gazu. GWP i CDE są obliczane dla określonego czasu. Powszechnie stosowany w przypadku anestetyków wziewnych wynosi 20 lat, ponieważ czas życia anestetyków wziewnych w atmosferze jest krótszy niż 20 lat.

W obliczu rosnącej troski o globalne ocieplenie i wpływ działalności człowieka na ekologię ziemi; bractwo medyczne powinno stać na czele nowych rozwiązań, które działają na rzecz tych kwestii. Mając ten temat pod ręką, badacze próbują ograniczyć medyczne zastosowanie N2O, a co za tym idzie, jego wpływ na środowisko, oceniając nową metodę wykorzystania N2O. Oczekujemy, że zmniejszy zużycie N2O na tyle znacząco, aby zmniejszyć jego szkodliwy globalny wpływ na środowisko.

Konwencjonalne znieczulenie z niskimi przepływami N2O jest realizowane przy użyciu początkowo FGF około ≥4 l/m (O2 + N2O). Po uzyskaniu pożądanego składu gazu anestetycznego w systemie, a minimalne stężenie pęcherzykowe odzwierciedla odpowiednią głębokość znieczulenia (tj. MAC 0,7-1,3), FGF jest zredukowany do niskiego przepływu, tj. ≤1,0 litrów/min.

Chociaż istnieją dowody na negatywny wpływ na środowisko wdychanych oparów środków znieczulających i N2O, zostały one w dużej mierze oparte na metodologii teoretycznej. Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, do tej pory nie przeprowadzono badań, w których oceniano wpływ wdychanego GA (z N2O lub bez) na rzeczywiste ocieplenie klimatu w rzeczywistych scenariuszach stosowania u pacjentów. Biorąc pod uwagę, że różni pacjenci mogą mieć różne charakterystyki wychwytu środka znieczulającego (N2O, wdychana para) przy różnych strategiach GA, wynikający z tego wpływ na środowisko może być zmienny i dlatego musi być określony ilościowo i kontrolowany.

W tym proponowanym badaniu badacze zamierzają ocenić nową technikę podawania N2O, tj. Początkowo powietrze-O2-sewofluran jest wprowadzany przy wysokim FGF wynoszącym 3,0 l/min. Po osiągnięciu docelowego stężenia gazu znieczulającego w systemie, tj. MAC 0,5, FGF zmniejsza się, aby osiągnąć stan niskiego przepływu. W tym momencie N2O jest „wpuszczany” w celu dodania do mieszaniny O2-sewofluran.