Methämoglobinämie durch Prilocain nach Plexusanästhesien

Zusammenfassung

Ziel der Studie

Die Studie soll die In-vivo- und In-vitro-Kinetik der o-Toluidin-vermittelten Methämoglobin- (MetHb-)Bildung sowie deren Beeinflussbarkeit durch Ascorbinsäure klären. o-Toluidin ist ein Metabolit des Prilocain; Vitamin C wird als Alternative zu Methylenblau zur Therapie der Methämoglobinämie empfohlen.

Methodik

Die In-vitro-Messungen zur MetHb-Bildung wurden an Vollblutansätzen von 8 Probanden mit verschiedenen o-Toluidin-Konzentrationen (0,5, 5, 50 µg/ml) ohne und mit Vitamin-C-Zusatz (0,5 und 5 mg/ml) durchgeführt. Die MetHb-Bestimmungen erfolgten vor sowie 30, 60 und 360 min nach Zugabe von o-Toluidin und Vitamin C. In der prospektiven, randomisierten klinischen Studie wurden insgesamt 72 chirurgische und orthopädische Patienten der ASA-Klassen I–III eingeschlossen. Je 24 Patienten erhielten zur Operation eine axilläre oder vertikal-infraklavikuläre Plexusanästhesie oder einen kombinierten Ischiadikus- und Femoralisblock. Je 12 Patienten pro Gruppe erhielten vor Anlage der Regionalanästhesie 2.000 mg Vitamin C i.v.. Bei Eingriffen an der oberen Extremität wurden 40 ml 1%iges Prilocain und 10 ml 0,5%iges Bupivacain und an der unteren Extremität 60 ml 1%iges Prilocain mit 0,25 mg Adrenalin appliziert. Die MetHb-Konzentrationen im Blut der Patienten wurden vor sowie 30, 60, 120, 180 und 360 min nach Anlage der Anästhesie gemessen. Ein p<0,05 wurde als statistisch signifikant angesehen.

Ergebnisse

In vitro zeigt sich nach 360 min ein signifikanter dosisabhängiger Anstieg der o-Toluidin-vermittelten MetHb-Bildung. Mit 0,5 mg/ml Vitamin C nimmt bei 0,5 µg/ml und 5 µg/ml o-Toluidin die MetHb-Bildung weiter zu, nicht jedoch bei 50 µg/ml o-Toluidin. Die Gabe von 5 mg/ml Vitamin C führt dagegen bei 50 µg/ml o-Toluidin zu einer Verringerung der MetHb-Konzentration. Bei den niedrigeren o-Toluidin-Konzentrationen hat Ascorbinsäure keinen Effekt auf die MetHb-Konzentration. In vivo kommt es nach Plexusanästhesie mit Prilocain zu einem Anstieg der im Blut gemessenen MetHb-Konzentrationen mit einem Maximum nach 120–180 min. Der gemessene Maximalwert der MetHb-Konzentration lag bei 11,3%. Nach 360 min lässt sich bereits wieder ein Abfall der MetHb-Konzentrationen nachweisen. Die i.v.-Gabe von 2.000 mg Vitamin C vor Anlage der Plexusanästhesie beeinflusst nicht die resultierenden MetHb-Konzentrationen.

Schlussfolgerung

In vitro kann mit hohen unphysiologischen Vitamin C-Konzentrationen der o-Toluidin-vermittelte Anstieg der MetHb-Konzentration nach 360 min reduziert werden. Mit der i.v.-Gabe von 2.000 mg Vitamin C vor Anlage einer Plexusanästhesie mit Prilocain lässt sich der Anstieg der MetHb-Konzentration jedoch nicht beeinflussen.

Abstract

Objective

This study investigated in vivo and in vitro kinetics of o-toluidine-induced methemoglobinemia and the influence of ascorbic acid on resulting methemoglobin concentrations. o-Toluidine is a metabolite of prilocaine and ascorbic acid is recommended for treatment of methemoglobinemia as an alternative to methylene blue.

Methods

We measured the formation of methemoglobin in vitro in a whole blood culture system of 8 healthy individuals 30, 60, and 360 min after the addition of different concentrations of o-toluidine (0.5, 5, 50 µg/ml) with and without addition of ascorbic acid (0.5 and 5 mg/ml). In a prospective randomized clinical study, a total of 72 patients of ASA risk I–III were investigated. The 3 groups of 24 patients received either an axillary, an infraclavicular vertical brachial plexus, or a combined femoral and ischiadic blockade. In each plexus anesthesia group, 12 patients were given 2,000 mg ascorbic acid intravenously before applying the local anesthetics. For surgery of the upper limb the patients received 40 ml 1% prilocaine and 10 ml 0.5% bupivacaine, for surgery of the lower limb they received 60 ml 1% prilocaine and 0.25 mg adrenaline. Blood samples for measurement of methemoglobin concentrations were taken before and 30, 60, 120, 180 and 360 min after the injection of the regional anesthetic. A p<0.05 was considered to be significant.

Results

There was a dose-dependent increase of methemoglobin due to addition of o-toluidine after 360 min in vitro. The application of 0.5 mg/ml ascorbic acid to the whole blood samples with 0.5 and 5 µg/ml o-toluidine resulted in a further increase of methemoglobin formation whereas there was no difference in the samples with 50 µg/ml. The higher concentration of 5 mg/ml ascorbic acid attenuated the methemoglobin formation only with 50 µg/ml o-toluidine. No effect was observed with lower concentrations of o-toluidine. In the in vivo study plexus anesthesia with prilocaine resulted in an increase of the methemoglobin concentration with a maximum after 120–180 min. The highest measured methemoglobin concentration found was 11.3%. The methemoglobin concentration already showed a decrease 360 min after the application of the regional anesthetic. 2,000 mg ascorbic acid given intravenously before plexus anesthesia was not able to influence the resulting methemoglobin concentrations.

Conclusions

In vitro high concentrations of ascorbic acid are able to reduce the resulting methemoglobin concentration 360 min after addition of 50 µg/ml o-toluidine. The application of 2,000 mg ascorbic acid iv before plexus anesthesia with prilocaine does not reduce the concentration of methemoglobin.