两种脂肪乳剂输注方案治疗布比卡因诱导的大鼠心脏停搏的效果比较

刘乐，金周晟，南芙蓓，董娇娇，项赛琼，王权光

（1.温州医科大学附属第一医院 麻醉科，浙江 温州 325015；2.温州医科大学 第二临床医学院，浙江温州 325035）

·论 著·

两种脂肪乳剂输注方案治疗布比卡因诱导的大鼠心脏停搏的效果比较

刘乐1，金周晟1，南芙蓓1，董娇娇1，项赛琼2，王权光1

（1.温州医科大学附属第一医院 麻醉科，浙江 温州 325015；2.温州医科大学 第二临床医学院，浙江温州 325035）

目的：建立布比卡因诱导的大鼠心脏停搏模型，比较经外周静脉两种脂肪乳剂输注方案对布比卡因诱导的大鼠心脏停搏的复苏效果。方法：雄性SD大鼠24只，随机分成指南组和改良组，每组12只。指南组的脂肪乳剂输注方案参照大不列颠及爱尔兰麻醉医师协会（AAGBI）、美国区域麻醉和疼痛医学学会（ASRA）的“严重局麻药毒性处理指南”。改良组早期给予大剂量脂肪乳剂。比较2组大鼠复苏率、首次自主心跳时间、自主循环恢复（ROSC）时间，记录2组复苏期收缩压（SBP）、心率（HR）、心率与收缩压乘积（RPP）、冠状动脉灌注压（CPP），测定复苏期末2组心肌组织布比卡因浓度。结果：改良组复苏率显著高于指南组（P＜0.05）。改良组大鼠首次自主心跳时间和ROSC时间均显著短于指南组（P＜0.05）。改良组的SBP、HR、RPP、CPP在2～40 min均显著高于指南组（P＜0.01）。复苏期末改良组大鼠心肌组织布比卡因浓度显著低于指南组（P＜0.05）。结论：在布比卡因诱导的大鼠心脏停搏模型中，经鼠尾静脉早期大剂量脂肪乳剂输注，能加速心肌组织布比卡因浓度下降，较之早期小剂量脂肪乳剂输注，复苏效果更好。

布比卡因；脂肪乳剂；心脏；毒性；大鼠

布比卡因是临床麻醉中常用的一种长效局麻药，具有作用时间长、麻醉效能强、价格低等优点，但误入血管可导致严重的心脏毒性，复苏困难。近年来脂肪乳剂被公认为能有效治疗布比卡因导致的严重心脏毒性[1-4]。大不列颠及爱尔兰麻醉医师协会（Association of Anaesthetists of Great Britain and Ireland，AAGBI）、美国区域麻醉和疼痛医学学会（American Society of Regional Anesthesia and Pain Medicine，ASRA）都推荐脂肪乳剂应用于局麻药中毒[5-6]。

临床上行局部麻醉时，患者大多仅仅开放了外周静脉。通过外周静脉不同的给药方式输注脂肪乳剂的复苏效果是否相同，目前鲜有研究。本研究建立布比卡因诱导的大鼠心脏停搏模型，比较经外周静脉参照AAGBI和ASRA指南方案输注脂肪乳剂和早期大剂量输注脂肪乳剂对布比卡因诱导的大鼠心脏停搏的复苏效果。

1 材料和方法

1.1 实验动物和主要试剂 成年雄性SD大鼠24只，体质量300～360 g，由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供，许可证号：SCXK（沪）2012-0002。随机分成指南组和改良组，每组12只。2组体质量比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。盐酸布比卡因购自美国Sigma公司，批号：101524503。脂肪乳剂购自北京华瑞制药有限公司，批号：801H081。

1.2 动物准备 大鼠在实验前禁食12 h，不禁饮。采用5%的水合氯醛腹腔注射麻醉（350 mg/kg）。待动物麻醉后，分离气管，切开置入14 G穿刺针外套管，连接呼吸机。呼吸参数设定：潮气量=6 mL/kg，呼吸频率=60～70次/min，吸呼比=1:1.5。所有大鼠开放左侧股静脉置管用于输注布比卡因；左侧股动脉切开置管，连接生物信号采集处理系统（Medlab-U/4C051，南京美易科技有限公司）用于动脉血压监测。所有大鼠开放左侧颈内静脉置管用于间断记录颈内静脉压，并计算冠状动脉灌注压（coronary perfusion pressure，CPP，定义为同步记录的动脉舒张压-颈内静脉压）[7]。行鼠尾静脉置管用于脂肪乳剂输注。实时监测心电图（标准 II导联）。操作结束后，1%七氟醚维持麻醉。所有操作完成后，平衡15 min，使大鼠机体功能相对稳定，并记录平衡末大鼠心率（heart rate，HR）、收缩压（systolic blood pressure，SBP）、心率与收缩压乘积（ratepressure product，RPP）、CPP的基础值，随后进入实验干预阶段。2组间SBP、HR、RPP、CPP基础值比较差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

1.3 停跳方案 在平衡末停止七氟醚吸入，0.2%盐酸布比卡因20 mg/kg经左侧股静脉在10 s内注射完毕，大鼠心脏停跳，并记录该时间点为0 min。

1.4 复苏方案 大鼠心脏停跳后（0 min）立即在胸骨中下部实施300次/min人工胸外按压，直至自主循环恢复（return of spontaneous circulation，ROSC）或40 min复苏期末，按压幅度保证胸骨下陷约1 cm。指南组于停搏后即刻开始输液泵恒速注射20%脂肪乳剂负荷量1.5 mL/kg，1 min泵注完毕，之后采用输液泵以0.25 mL/（kg·min）的速度维持。如果持续心血管抑制（未达到ROSC），5 min后再给1次负荷量1.5 mL/kg（全程最多给3次负荷量，2次之间间隔5 min）。第2次负荷量之后脂肪乳剂改成0.5 mL/（kg·min）的速度维持。ROSC视为复苏成功，停止胸外按压，并将脂肪乳剂维持速度调整为0.25 mL/（kg·min）继续输10 min或输至脂肪乳剂最大量（10 mL/kg）。指南组脂肪乳剂输注方案参照AAGBI和ASRA指南[5-6]。

改良组根据预实验结果，于停搏后即刻开始（0 min）至3 min 20 s予输液泵恒速注射20%脂肪乳剂5 mL/kg；如果持续心血管抑制（未达到ROSC），6 min至7 min 40 s可再予输液泵恒速注射20%脂肪乳剂2.5 mL/kg；如仍未达到ROSC，12 min至13 min 40 s予输液泵恒速注射20%脂肪乳剂2.5 mL/kg。输注间隔不再维持给药。

ROSC的判断标准是出现规律的自主心律，自主RPP≥20%基础值并维持1 min以上[8-10]。通过保温毯保持大鼠体温维持在38～39 ℃。所有静脉输注药物在输注前预热至37 ℃。实验观察40 min，40 min末处死大鼠留取标本。

1.5 观察指标 ①比较2组大鼠成功复苏例数、40 min复苏期末存活例数，计算大鼠复苏率和末期生存率。复苏率=大鼠复苏成功例数/大鼠总数。末期生存率=存活至40 min复苏期末的大鼠例数/大鼠总数。②记录2组平衡末（基础值）、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、25、30、35、40 min时的SBP、HR、RPP、CPP。若大鼠无ROSC，在上述时间点暂停胸外按压（不超过10 s），然后记录此时该大鼠自主的循环指标。③比较2组开始输入布比卡因至停搏所需时间（Ts）、首次自主心跳时间、ROSC时间及脂肪乳剂累计用量。首次自主心跳时间为大鼠心脏停搏至出现第一个自主心跳的时间，ROSC时间为心脏停搏至ROSC的时间。④比较2组平衡末和40 min复苏期末的血气指标如pH、PO2、PCO2、HCO3-、BE、乳酸值。2组血气指标基础值组间比较差异无统计学意义（均P＞0.05），见表1。

表1 2组大鼠基础值比较（n=12，±s）

表1 2组大鼠基础值比较（n=12，±s）

CPP（mmHg）指南组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改良组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组别体质量（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 布比卡因浓度测定[11]

1.6.1 样品处理：各组均在观察期末截取心尖组织置入-80 ℃冰箱，测定时取出。心尖组织称重后取0.2 g置入研磨器，加入2 mL超纯水，迅速研磨制成匀浆液。离心（2 500 r/min）15 min，取上清液，加入50 ng内标罗哌卡因、2 mol/L氢氧化钠碱化，再加入1 mL正己烷脱脂、4 mL乙酸乙酯，涡旋1 min，2 500 r/min离心15 min，提取上层有机相。再加入1.5%盐酸300 μL酸化，涡旋1 min，2 500 r/min离心15 min，提取水相200 μL，待检测。

1.6.2 测定方法：采用高效液相色谱/串联质谱联用法测定心肌组织布比卡因浓度。质谱条件：ESI（电喷雾离子源），正离子检测，雾化气压力设为30 psi；干燥气（N2）流速设为7 L/min，干燥气温度设为350 ℃。多反应监测方式定量，布比卡因m/z 289→140，裂解振幅电压设为0.30 V；罗哌卡因（内标）275→126，裂解振幅电压设为0.28 V。色谱条件：柱温30 ℃，流速0.3 mL/min，色谱柱：Zorbax SB-C18（2.1 mm×150 mm，5 μm），流动相：乙腈-0.1%甲酸为60:40（V/V），进样量2 μL。

1.7 统计学处理方法 统计学分析使用SPSS19.0统计软件完成。正态分布的计量资料以±s表示，非正态分布的计量资料以中位数（四分位数间距）表示。正态分布的计量资料组间比较采用独立样本t检验，非正态分布的计量资料组间比较采用非参数检验，首次自主心跳时间、ROSC时间组间比较采用生存分析，计数资料组间比较采用Fisher检验，重复测量资料应用重复测量设计资料的方差分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 大鼠复苏情况 2组大鼠均在股静脉注射布比卡因后心脏停搏。2组间Ts比较差异无统计学意义（P＞0.05）。指南组2例复苏，10例未复苏；改良组9例复苏，3例未复苏，复苏率分别为17%和75%。40 min复苏期末存活例数分别为2、9例，末期生存率分别为17%和75%。改良组复苏率和末期生存率显著高于指南组（P=0.012）。改良组首次自主心跳时间和ROSC时间均显著短于指南组（P＜0.05）。2组大鼠使用脂肪乳剂总量组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。实验末改良组大鼠心肌组织布比卡因浓度显著低于指南组（P=0.021）。见表2。

表2 2组大鼠复苏情况比较（n=12）

2.2 复苏期间的血流动力学指标 改良组的SBP、HR、RPP在2～40 min均显著高于指南组（组间趋势比较SBP：P=0.008；HR：P=0.005；RPP：P=0.008）。见图1-3。

图1 2组复苏期间SBP的变化情况（n=12）

2.3 复苏期间的CPP变化 改良组的CPP在2～40 min显著高于指南组（组间趋势比较P=0.004），见图4。

图4 2组复苏期间CPP的变化情况（n=12）

3 讨论

本研究采用LI等[8]和WEINBERG等[12]的布比卡因诱导在体大鼠心脏停搏模型，所有大鼠均在股静脉注射20 mg/kg布比卡因后心脏停搏，经过预实验证实，该浓度布比卡因造成的大鼠心脏停搏在仅依靠机械通气和人工胸外按压的情况下无法恢复自主循环。

表3 2组大鼠实验末血气分析值比较（n=12）

本研究中布比卡因中毒致大鼠心脏停搏后，指南组的脂肪乳剂输注方案参照AAGBI和ASRA指南，尽可能模拟临床。指南组大鼠在停跳后即刻至5 min内，经鼠尾静脉共输入脂肪乳剂2.5 mL/kg，停跳后10 min内，共输入脂肪乳剂5.75 mL/kg，但复苏效果不佳，复苏率为17%（2/12）。而之前应用脂肪乳剂解救布比卡因导致的大鼠心脏停搏模型上，脂肪乳剂多是在停跳后早期快速经中心静脉注射负荷量5 mL/kg[12-13]，因此我们设立改良组，在大鼠心脏停跳后即刻至3 min 20 s内经鼠尾静脉持续输入5 mL/kg，结果发现改良组复苏率高于指南组，且首次自主心跳恢复时间及ROSC时间均显著早于指南组，这与GADDIS等[14]的研究结果有相似之处：在犬心跳骤停复苏模型中，当外周静脉注射染料完毕后注入更多的0.9%氯化钠溶液（10 mL），染料浓度在主动脉近端达峰的时间显著早于注入较少0.9%氯化钠溶液（2 mL）组。提示在布比卡因中毒时，经外周静脉早期使用较大剂量脂肪乳剂，能使心肌组织的脂肪乳剂浓度更快地达到高峰，从而加速与心肌组织布比卡因结合并降低其浓度，更有利于复苏。而在本研究中，改良组的心肌组织布比卡因浓度显著低于指南组。CAVE等[15]报道在10 mg/kg布比卡因诱导的兔心脏停搏模型中，经耳缘静脉按照指南方案给予脂肪乳剂，20 min复苏期末的兔生存率50%，高于本研究指南组生存率，这可能与动物种类不同、大鼠尾静脉与心脏更远、本实验的中毒模型较深有关。

布比卡因诱导的心脏停搏复苏中，早期复跳非常重要。改良组的冠脉灌注压力在复苏期全程高于指南组，而心脏冠脉灌注压高更有利于脂肪乳剂救治布比卡因导致的心脏毒性[7]。更多的冠脉血流，促进脂肪乳剂更快速进入心脏，使心脏布比卡因浓度更快降低，有利于大鼠心脏早期复跳，更好地恢复心脏肌力和传导功能。而延迟复跳或不复跳的大鼠乳酸浓度更高，代谢性酸中毒显著，存活的概率显著下降。本研究中改良组的复苏率、末期生存率、复苏期间血流动力学指标、复苏期末血气分析值均明显优于指南组。本研究的不足之处有：指南组的脂肪乳剂输注方案参照AAGBI和ASRA指南，但研究物种对药物代谢动力学有影响；未研究心肌组织布比卡因浓度随时间的变化趋势；临床上手术中患者的外周静脉多开放于上肢较大静脉，离心脏近，而由于实际操作原因，我们选择了距离大鼠心脏较远的鼠尾静脉，这可能造成实验结果与临床情况有偏差。

综上所述，在布比卡因诱导的大鼠心脏停搏模型中，经外周静脉早期大剂量脂肪乳剂输注，能加速心肌组织布比卡因浓度下降，与早期小剂量脂肪乳剂输注比较，复苏效果更好。

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（本文编辑：丁敏娇）

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

温州市科技局科研基金资助项目（Y20130206）。

刘乐（1983-），女，浙江永嘉人，主治医师，硕士。

王权光，副主任医师，Email：quanguangwang@sina.com。