Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Современные медицинские технологии инъекций растворов анестезирующих средств в глубокие слои мягких тканей и в спинномозговой канал остаются высоко опасными для здоровья пациентов [2]. Их низкая безопасность обусловлена тем, что современные «Растворы для инъекций» выпускаются без контроля местного раздражающего и прижигающего действия, без оценки состояния спинномозговой жидкости, спинного мозга и других тканей в местах инъекций и без контроля процесса всасывания и гравитационного перемещения вводимых растворов в спинномозговом канале [1, 3, 4, 7, 8, 12]. В связи с этим до сих пор отсутствует безопасный раствор местного анестетика для нервной ткани и стандарт спинальной инъекции, обеспечивающий перемещение раствора местного анестетика внутри спинномозгового канала только в сторону крестца. Тем не менее, современные растворы для инъекций продолжают считаться качественными и их инъекции в спинномозговой канал считаются вполне допустимыми. В то же время, медицинские работники уже со студенческой скамьи слышат о том, что инъекции лекарств опасны постинъекционными осложнениями, а лидерами постинъекционных осложнений являются местные анестетики и антибиотики [9, 10].

Наиболее вероятными проявлениями отрицательного действия этих лекарств при инъекциях являются аллергические и неспецифические воспаления, некрозы и абсцессы [13]. Особенно высокую опасность для пациентов растворы местных анестетиков представляют при инъекциях в спинномозговой канал, поскольку при этом лекарства могут двигаться в сторону головного мозга и вызывать угнетение функции нервных клеток в жизненно важных центрах, расположенных в продолговатом мозге, что может стать причиной остановки дыхания, сердцебиения и смерти пациентов [3]. Во многом это обусловлено тем, что при спинномозговых инъекциях до сих пор не учитывается удельный вес и температура лекарств, хотя огромное значение локальной температуры для функциональной активности клеток сердца и головного мозга уже давно доказано [5, 6, 11].

В последние годы показано, что вопреки здравому смыслу «Растворы для инъекций» производятся с любым значением суммарной концентрации ингредиентов, кислотной (щелочной), осмотической, раздражающей, прижигающей и денатурирующей активности [12, 13]. По этой причине сегодня в любом «Растворе для инъекций», считающемся качественным, суммарная концентрация ингредиентов может достигать гигантских значений (20, 50 и даже 76 %), величина рН может достигать самых крайних значений (от 3,0 до 12), а величина осмотической активности может находиться в диапазоне от 0 до 6000 мОсмоль/л воды [12]. В связи с этим многие современные лекарства, произведенные в лекарственной форме «Растворы для инъекций», оказывают местное раздражающее и прижигающее действие, поэтому их инъекции могут стать причиной инъекционной болезни [13].

Цель исследования – разработка способа подготовки раствора местного анестетика для повышения его локальной безопасности при инъекции в спиномозговой канал с целью спинномозговой анестезии.

Материалы и методы исследования

Проведен ретроспективный анализ технологий спинномозговых инъекций, примененных в нескольких муниципальных клиниках городов Москвы и Ижевска в 2000–2014 годах у 160 взрослых пациентов в отделениях неврологии, анестезиологии и реанимации, хирургии, урологии, проктологии, акушерства и гинекологии с целью обезболивания органов брюшной полости, малого таза и нижних конечностей. Проведено исследование физико-химических характеристик и показателей качества лекарств, применявшихся для спинномозговых инъекций, свойств ликвора у 20 трупов взрослых людей, умерших внезапной смертью, связанной с кровоизлиянием в головной и/или спинной мозг, а также изучены особенности локального взаимодействия растворов лекарственных средств с ликвором в спинномозговом канале у трупов и в модельных условиях in vitro.

Ликвор был взят на исследование из спиномозгового канала трупов взрослых людей в секционном зале бюро судебно-медицинской экспертизы через 10–12 часов после внезапной смерти. Спиномозговая жидкость забиралась с помощью пункции спинномозговой полости до и через 5 минут после инъекции в нее 10 мл раствора 1 % лидокаина гидрохлорида или 10 мл раствора 76 % урографина. Контрольную группу составили 10 лиц, умерших внезапной смертью без признаков кровоизлияний в спиномозговую жидкость. Ликвор у трупов людей контрольной группы представлял собой бесцветную прозрачную жидкость.

Кроме этого проведен анализ современных технологий спиномозговой анестезии. Проведено исследование недостатков общепринятых способов спиномозговых инъекций, качества растворов местных анестетиков и возможных причин остановки дыхания у пациентов при спинномозговой анестезии.

Проведен патентный поиск, анализ известных изобретений и технических решений в области технологий спиномозговых инъекций, выявлены их недостатки, определены аналоги, прототип и предложены новые технические решения, которые легли в основу созданного изобретения «Способ спинно-мозговой анестезии по Н.А. Ураковой» (Патент России на изобретение № 2192789).

Результаты исследования и их обсуждение

Определение величины относительной вязкости и удельного веса спиномозговой жидкости у 20 взрослых людей, умерших внезапной смертью, связанной или не связанной с кровоизлиянием в ликвор, показало, что значения плотности и вязкости ликвора не стабильны и изменяются при кровоизлиянии в него. Кроме этого, установлено, что пункционное введение в спиномозговой канал 10 мл растворов 1 % лидокаина гидрохлорида или 10 мл раствора 76 % урографина тоже изменяет плотность и вязкость ликвора независимо от кровоизлияния в него (таблица).

Как следует из результатов, приведенных в таблице, инъекционное введение в спиномозговой канал растворов лидокаина гидрохлорида или урографина разнонаправлено изменяет показатели плотности ликвора, но однонаправлено изменяет показатели его вязкости. Растворы обоих лекарственных средств уменьшают значения этого показателя качества ликвора.

Так, в контрольной группе (10 лиц), умерших внезапной смертью без признаков кровоизлияний в спиномозговую жидкость, ликвор представлял собой бесцветную прозрачную жидкость. В этой группе величина относительной вязкости ликвора составила 1,05 ± 0,002 относительных величин, а величина его удельного веса составила 1,007 ± 0,0001 кг/л (P ≤ 0,05, n = 10).

Инъекционное введение в ликвор внутри канала 10 мл раствора 1 % лидокаина гидрохлорида снижает его удельный вес на 0,0015 ± 0,0003 кг/л (Р < 0,05, n = 5) и уменьшает вязкость ликвора на 0,01 ± 0,0003 относительных единиц (Р < 0,05, n = 5). С другой стороны, спинальная инъекция 10 мл раствора 76 % урографина увеличивает удельный вес ликвора на 0,0017 ± 0,0004 кг/л (Р < 0,05, n = 5) и снижает величину его относительной вязкости на 0,013 ± 0,0003 относительных величин (Р < 0,05, n = 5).

Помимо этого, нами были проведены исследования ликвора у лиц, умерших в связи с кровоизлиянием в спиномозговую жидкость. Данная группа также состояла из 10 взрослых человек. Ликвор, взятый на анализ из спиномозгового канала этих лиц, имел красноватый цвет с разной степенью окраски. При этом величина относительной вязкости ликвора у них варьировала в диапазоне от 1,09 до 1,2 относительных величин и составляла в среднем 1,13 ± 0,04 относительных единиц (Р < 0,05, n = 10), а величина удельного веса варьировала в диапазоне между 1,009 и 1,012 кг/л и составляла в среднем 1,010 ± 0,001 кг/л (Р < 0,05, n = 10).

Следовательно, кровоизлияние в ликвор увеличивает его относительную вязкость и удельный вес.

Инъекционное введение в спиномозговой канал этих лиц по 10 мл 1 % лидокаина гидрохлорида нормализовало исследуемые показатели, а введение им по 10 мл раствора 76 % урографина нормализало вязкость ликвора, но при этом увеличивало показатели его удельного веса. Так, в 5 случаях через 5 минут после введения по 10 мл раствора 1 % лидокаина гидрохлорида удельный вес ликвора снизился в среднем на 0,0014 ± 0,0002 кг/л (Р < 0,05, n = 5), а относительная вязкость ликвора снизилась на 0,01 ± 0,001 относительных единиц (Р < 0,05, n = 5). С другой стороны, в 5 других случаях через 5 минут после введения в спиномозговой канал по 10 мл раствора 76 % урографина величина относительной вязкости ликвора снизилась на 0,009 ± 0,0001 относительных единиц (Р < 0,05, n = 5), а величина удельного веса ликвора возросла на 0,0017 ± 0,00009 кг/л (Р < 0,05, n = 5).

Влияние спинального введения растворов 1 % лидокаина гидрохлорида и 76 % урографина на показатели удельного веса и вязкости спиномозговой жидкости у лиц, умерших внезапной смертью

Примечание. * – достоверно при Р < 0,05 по сравнению с показателями соответствующей группы.

Таким образом, показатели вязкости и удельного веса спиномозговой жидкости у взрослых лиц могут варьировать в значительном диапазоне значений. Значения этих показателей качества ликвора могут быть изменены кровью, попавшей в него вследствие кровоизлияния в спиномозговую жидкость, и растворами лекарственных средств, введенными в ликвор, например при спинальных инъекциях. При этом кровоизлияние в спиномозговую жидкость увеличивает удельный вес и вязкость ликвора, поскольку кровь имеет более высокие значения удельного веса и вязкости. Инъекционное введение в спиномозговую жидкость водных растворов лекарственных средств снижает вязкость ликвора независимо от кровоизлияний в него, поскольку водные растворы лекарственных средств являются менее вязкими, чем спинномозговая жидкость и кровь.

Вслед за этим было установлено, что растворы лекарственных средств при спинномозговой инъекции способны как уменьшать, так и увеличивать значение удельного веса ликвора, поскольку плотность современных растворов лекарственных средств различна. В частности, введение в ликвор относительно легкого раствора 1 % лидокаина гидрохлорида снижает удельный вес ликвора, а введение в ликвор относительно тяжелого раствора 76 % урографина повышает удельный вес спинномозговой жидкости.

В результате исследований физико-химических показателей качества растворов для инъекций, применяемых в неврологической, анестезиологической, урологической, хирургической, акушерской, гинекологической, практике обнаружено, что многие физико-химические свойства лекарств выходят за пределы диапазона, гарантирующего безопасное местное взаимодействие их с живыми тканями организма. В частности, произведенные нами исследования температурных режимов растворов изучаемых лекарственных средств в отделениях и клиниках показали, что при инъекциях лекарства применяются сегодня без подогревания их до температуры тела человека. Поэтому температура растворов для инъекций всегда равна или ниже 24–26 °С. Результаты исследований показали, что растворы многих качественных лекарственных средств, инъецируемые в клинических условиях в ликвор, имеют величину рН ниже 7,4, величину осмотической активности – значительно ниже или выше диапазона 280–300 мОсмоль/л воды, удельный вес – ниже 1,052 кг/л, а показатель относительной вязкости – ниже 8 (показателей нормальной крови). Выяснено, что показатели удельного веса растворов местных анестетиков и рентгеноконтрастных средств, вводимых в спинномозговую жидкость, могут не соответствовать удельному весу ликвора, поэтому лекарства всплывают, либо тонут в нем, перемещаясь соответственно вверх, либо вниз от места пункционного введения.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что растворы местных анестетиков могут быть легче или тяжелее ликвора, поэтому при введении в спинномозговой канал они могут всплывать или тонуть в ликворе, занимая соответственно самые верхние или самые нижние отделы спиномозгового канала, что объясняет клиническую нестабильность эффективности и безопасности спиномозговой анестезии, проводимой по общепринятой технологии.

В опытах in vitro показано, что введение растворов местных анестетиков в полость, заполненную ликвором и иммитирующую спиномозговой канал, показано, что неравенство значений их удельного веса, изменение температуры и расположения полости в пространстве оказывают существенное влияние на процесс перемещения растворов лекарственных средств в ликворе. В частности, показано, что растворы 0,25–1,0 % новокаина и 1 % лидокаина гидрохлорида имеют меньший удельный вес, чем ликвор и кровь, поэтому всплывают в них кверху, а растворы 76 % и 60 % урографина являются более тяжелыми, чем кровь и спиномозговая жидкость, поэтому тонут в них и перемещаются в нижний отдел полости, заполненной этими биологическими жидкостями. Кроме этого, показано, что охлаждение растворов лекарственных средств повышает значение их удельного веса, поэтому охлаждение растворов местных анестетиков делает их более «тяжелыми» и сповышает вероятность их перемещения в нижние слои спинномозговой жидкости.

Полученные результаты легли в основу новой, более безопасной технологии спинномозговой инъекции. В основе этой технологии лежит повышение безопасности растворов местных анестетиков внутри спинномозгового канала пациента за счет учета закономерностей гравитации и гравитационного перемещения жидкостей с различным удельным весом. Предложен высокоэффективный и безопасный способ спиномозговой анестезии, основанный на обеспечении надежности перемещения раствора анестетика внутри спиномозгового канала в сторону крестца. Для этого в спиномозговой канал в сидячем положении пациента головой вверх предлагается вводить смесь, состоящую из равных объемов раствора 1 % местного анестетика, раствора 1,8–2 % натрия хлорида и ликвора пациента, охлажденную до 18–20 °С.

Следовательно, растворы лекарственных средств, произведенные в полном соответствии с требованиями фармакопейных статей, имеют физико-химические свойства, отличающие их от аналогичных свойств ликвора. Поэтому при спиномозговой инъекции лекарства изменяют физико-химическую «атмосферу» (экологию) внутри спиномозгового канала. Чрезмерное отличие физико-химических свойств лекарств от свойств ликвора и спинного мозга способно стать причиной постинъекционных осложнений. В частности, отличие значений удельного веса растворов местных анестетиков от удельного веса ликвора предопределяет всплытие или утопление растворов местных анестетиков внутри спинномозгового канала пациентов после спиномозговой инъекции. Причем, значения удельного веса ликвора в спинномозговом канале у пациентов могут существенно повышать такие биологические жидкости, как гной (при гнойных менингитах и энцефалитах), так и кровь (при кровоизлияниях в спинной и головной мозг). При этом «кровавый» и «гнойный» ликвор становятся намного тяжелее современных растворов лекарственных средств, поэтому даже очень тяжелые лекарства становятся более легкими по сравнению с таким ликвором. В связи с этим спинномозговая анестезия, выполненная по общепринятой технологии у пациентов с кровавым и гнойным ликвором, не исключает угнетение жизненно важных центров продолговатого мозга. Дело в том, что относительно более легкие растворы вплывают в ликворе вверх. Поэтому при спинномозговой инъекции, выполненной в сидячем положении пациента головой вверх, например, при кровоизлиянии в мозг, растворы местных анестетиков перемещаются в сторону продолговатого мозга и угнетают в нем сосудодвигательный и дыхательный центры.

Таким образом, для исключения перемещения раствора местного анестетика в спинномозговом канале в верхнюю его часть предварительно следует сделать раствор более тяжелым, чем ликвор. Для этого предлагается развести равные объемы спинномозговой жидкости пациента, раствора 1 % местного анестетика и раствора 1,8–2 % натрия хлорида и охладить полученную смесь до + 18–20 °С.

Выражаем благодарность кандидатам медицинских наук, врачам Наталье Александровне Ураковой, Марии Юрьевне Тихомировой и Наталье Евгеньевне Любимовой за помощь в проведении научных исследований.