Znieczulenie wziewne izofluranem u zwierząt laboratoryjnych

W eksperymentach na zwierzętach doświadczalnych często konieczne jest wykonanie operacji lub innych inwazyjnych procedur eksperymentalnych, które mogą być bolesne dla zwierzęcia. Wybór odpowiedniego znieczulenia i analgezji jest koniecznością nie tylko ze względów etycznych, ale przede wszystkim praktycznych, gdyż jest niezbędnym warunkiem przeżycia zwierzęcia i pomyślnej realizacji zaplanowanego eksperymentu.

W anestezjologii zwierząt laboratoryjnych takich jak myszy, szczury, świnki morskie czy króliki można stosować szereg zabiegów i schematów znieczulenia. Bardzo częstym wyborem jest wziewne podanie gazowego środka znieczulającego, najczęściej izofluranu. Izofluran (IF), wraz z innymi podobnymi anestetykami wziewnymi, takimi jak enfluran, sewofluran lub desfluran, jest chemicznie pochodną eterów, pod warunkiem, że te środki znieczulające zawierają halogeny w swojej cząsteczce. W szczególności IF zawiera jeden atom chloru i 5 atomów fluoru. W przeciwieństwie np. do eteru dietylowego, IF jest znacznie bezpieczniejszy dla zwierzęcia.

Metody aplikacji izofluranu

W praktyce izofluran można stosować na dwa sposoby. Pierwsza to aplikacja systemu otwartego polegająca na dodaniu IF do normalnej atmosfery, na przykład za pomocą zamkniętego naczynia, w którym umieszcza się zwierzę. Jednak ta prymitywna metoda aplikacji nie jest generalnie zalecana z kilku powodów. Przede wszystkim IF jest bardzo lotną cieczą wrzącą pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym nawet w temperaturze 48,5 ° C. Podczas wszelkich manipulacji, w tym otwierania butelki lub przyjmowania IF do zakraplacza, prowadzi to do szybkiego odparowania i zwiększonego narażenia personelu IF na opary. Innym problemem jest niedokładność dawkowania, a także fakt, że normalna atmosfera zawierająca ok. 20% tlenu nie jest odpowiednia do podawania IF.

Drugim sposobem podania IF jest użycie środka znieczulającego z oryginalnym waporyzatorem, co jest jedyną procedurą jaką można polecić. Waporyzator umożliwia precyzyjne dawkowanie IF, a jednocześnie podaje się go zwierzęciu w tlenie do oddychania, co jest sprawdzonym i bezpiecznym sposobem prowadzenia znieczulenia wziewnego. Urządzenie znieczulające służy przede wszystkim do podłączenia zwierzęcia do układu oddechowego, ale oczywiście zamknięta komora, w której zwierzę jest uśpione, może być również podłączona do gazowej mieszaniny znieczulającej. Zastosowanie komory jest bardziej odpowiednim i bezpieczniejszym wariantem wyżej wymienionego systemu otwartego.

W przypadku małych zwierząt stosuje się aparaty do znieczulenia składające się z parownika izofluranu, przepływomierza i zaworu do ręcznej kontroli przepływu gazowej mieszaniny znieczulającej. Źródłem tlenu może być centralny kolektor, butla lub koncentrator. Chociaż nawet małe zwierzęta laboratoryjne można intubować do tchawicy i ewentualnie sztucznie wentylować, jest to zwykle stosowane tylko w szczególnych przypadkach. Rutynowo stosuje się maski anestetyczne dla zwierząt, w których mogą oddychać spontanicznie w znieczuleniu ogólnym. Najczęściej używane są aparaty anestezjologiczne (w tym modele nastołowe) z obwodem półotwartym, w którym określona gazowa mieszanina znieczulająca wpływa do maski z jednej strony, a wydychana i niewykorzystana mieszanina są odprowadzane z drugiej strony. W praktyce nozdrza zwierząt są stale traktowane gazowym środkiem znieczulającym, którego podaje się w nadmiarze. Nadmiar anestetyku należy wtedy odprowadzić do instalacji wentylacyjnej. Zaletą izofluranu jest to, że jest niepalny, niewybuchowy i praktycznie niereaktywny, dzięki czemu może być odprowadzany bezpośrednio do obwodu klimatyzacji. W przypadku braku możliwości odprowadzenia anestetyku z pomieszczenia istnieje możliwość włożenia do zestawu filtra z węglem aktywnym. Skuteczność wychwytu IF na tym stałym sorbencie jest prawie absolutna, jednak warunkiem jest regularna zmiana wsadu, który również należy do tego dostosować (granulki).

Szczególnie ze względu na bezpieczeństwo personelu konieczne jest stosowanie odpowiednich masek anestetycznych na zwierzętach, które dobrze uszczelniają i zapobiegają wyciekowi mieszanki znieczulającej do otoczenia. W przypadku myszy i szczurów najbardziej odpowiednie są maski, które mocuje się strzemieniem na siekaczach zwierzęcia. Dla królika można zastosować maski, które są mocowane za pomocą krawata lub gumki za uszami. Bardzo odpowiednią alternatywą dla królika jest użycie maski nadgłośniowej, która jest podobna do maski krtaniowej stosowanej w anestezjologii człowieka. Maska nadgłośniowa jest łatwa do założenia i zapewnia lepszą drożność dróg oddechowych niż maska ​​na twarz. W wielu przypadkach może być nawet stosowany jako wygodna i bezpieczna alternatywa dla intubacji dotchawiczej.

 

Stosowanie izofluranu u zwierząt

Efekt inhalacji izofluranem pojawia się bardzo szybko. W atmosferze zawierającej 5% oparów IF zwierzę zwykle traci przytomność w ciągu 2 minut. Podobnie, efekt IF zanika, a samoistne odwrócenie stanu zwierząt następuje w ciągu 0,5 do 3 minut od zaprzestania jego dopływu do układu oddechowego i zwykle przebiega całkowicie bez powikłań. Można to praktycznie wykorzystać do usypiania zwierząt podczas krótkotrwałych i mniej inwazyjnych zabiegów, takich jak drobne operacje, pobieranie próbek, opatrunki, znakowanie zwierząt itp.

Lekka inhalacja izofluranem na czas krótkich zabiegów na zwierzętach laboratoryjnych

Znieczulenie IF można bardzo dobrze stosować, na przykład przy pobieraniu większej ilości krwi z naczyń ogonowych. U myszy i szczurów IF może być również stosowany do precyzyjnego wstrzyknięcia środka znieczulającego do otrzewnej: zwierzę w znieczuleniu IF jest wystarczająco rozluźnione, a w pozycji leżącej można dobrze unieść ścianę brzucha palcami jednej ręki i dotknąć palcami, aby upewnić się, czy igła jest wprowadzona do jamy otrzewnej bez uszkodzenia jelita. W tym celu wystarczy podać zwierzęciu zamkniętemu w komorze mieszaninę znieczulającą z 5%  izofluranu przez 2-4 minuty, a następnie wykonać niezbędny zabieg w ciągu 1-1,5 minuty. Jeżeli zabieg jest bardziej czasochłonny zakładamy maskę i ustalamy zawartość par izofluranu w mieszaninie z gazem nośnym na 2,5 - 3%. W takim znieczuleniu wziewnym zwierzę można łatwo utrzymać przez ponad 3 godziny. Podczas dłuższego zabiegu należy zwierzę położyć na podgrzewanej macie, co jest szczególnie konieczne u myszy i młodszych szczurów.

Analgezja zwierząt laboratoryjnych

Sam IF wywołuje znieczulenie ogólne, którego głębokość jest odpowiednia dla większości zabiegów na zwierzętach laboratoryjnych. Wybór schematu uśpienia i znieczulenia powinien zatem być dostosowany do rozległości i bólu wykonywanego zabiegu. Jeśli zabieg jest bezbolesny, można zastosować sam IF bez uprzedniej premedykacji zwierząt. Zawartość izofluranu powinna być ustalona w podanym zakresie 2,5 - 3%. Tylko 4% lub więcej można podać zwierzęciu przez krótki czas. W innych przypadkach wskazane jest podanie zwierzęciu środków przeciwbólowych z dużym wyprzedzeniem, które zapewnią zwierzęciu działanie przeciwbólowe nawet po odstawieniu znieczulenia wziewnego. Odpowiednim wyborem są niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ), takie jak karprofen lub meloksykam. Jednak ze względu na niższą skuteczność przeciwbólową, połączenie IF z NLPZ jest bardziej odpowiednie w przypadku mniej bolesnych procedur. Jednak NLPZ mają tę wielką zaletę, że działają przez bardzo długi czas (do 24 godzin). W przypadku zabiegów bardziej inwazyjnych należy dostosować schemat znieczulenia ogólnego i późniejszej analgezji. Bardzo powszechną metodą stosowaną w anestezjologii (nie tylko) zwierząt laboratoryjnych jest połączenie ketaminy i ksylazyny (mieszanina Hellabrunn) we wstępie do znieczulenia ogólnego, przy czym zwierzę trzymane jest w znieczuleniu poprzez wdychanie IF w tlenie w razie potrzeby. Jeżeli w tych schematach stosowany jest IF, to jego zawartość w gazowej mieszaninie znieczulającej może być niższa (1,0 - 2,5%), w zależności od głębokości znieczulenia ogólnego, którą należy monitorować. Jednak podawanie ketaminy zawsze wiąże się ze znacznym ryzykiem i nawet w tym przypadku należy podawać leki przeciwbólowe, aby zamiast ketaminy-ksylazyny-izofluranu można było zastosować na przykład kombinację medetomidyny-nalbufiny-izofluranu. Konwencjonalne opidoidowe leki przeciwbólowe, takie jak tramadol, butorfanol lub fentanyl, można również dobrze łączyć z IF w celu zapewnienia pokrycia przeciwbólowego zwierzęcia po podaniu IF. Jednak działanie opioidowych leków przeciwbólowych u zwierząt laboratoryjnych jest zwykle ograniczone w czasie (czas działania 2-5 godzin) i należy odpowiednio dostosować schemat ich późniejszego stosowania. Podczas wyjmowania zwierzęcia ze znieczulenia ogólnego przy użyciu IF, zwierzę należy zawsze pozostawić przymocowane do maski na twarz przez co najmniej 1-2 minuty i pozwolić mu „oddychać” czystym tlenem.

Wniosek

Inahalacja izofluranem jest obecnie bardzo bezpieczną metodą znieczulenia małych zwierząt laboratoryjnych. Izofluran można stosować samodzielnie lub w połączeniu z innymi substancjami, aby zminimalizować cierpienie zwierząt i straty w doświadczeniach.