Anästhesie für Versuchstiere

....eine Einführung

bei Mensch...

Dr. med. Thomas Wiesmann

Klinik f. Anästhesie und Intensivtherapie

Philipps Universität Marburg

thomas.wiesmann@staff.uni-marburg.de

und Tier

SoSe 2012

Ethische Notwendigkeit

Juristische Notwendigkeit

Erfolgreicher Tierversuchsantrag

Durchführbarkeit von Experimenten

Relevanz?

Anästhesie (Sensibilitätsstörung)

(griechisch anästhissía – die Nicht-Empfindung)

Empfindungslosigkeit oder Gefühlstaubheit

Definition

NARKOSE

Muskelerschlaffung

Für Laie & Chirurg:

• Lokalanästhesie (örtliche Betäubung)

• Regionalanästhesie

– Peripher

» Einzelne Nerven werden „ausgeschaltet“

– Rückenmark (nah):

» Spinalanästhesie

» Epiduralanästhesie

Weitere Formen der Anästhesie

Drei Säulen der Allgemeinanästhesie

Analgesie = Schmerzlosigkeit

Hypnose = Schlaf

Relaxation = Muskelentspannung

• (Prämedikation)

• Einleitung

• Aufrechterhaltung

• Ausleitung

• (Postoperative Schmerztherapie)

Phasen der Allgemeinanästhesie - Überblick

Ziel:

Vegetative Abschirmung:

» Beruhigung

» Schlaf

» Stressabbau

Prämedikation

Applikation von Substanzen

» Oral (p.o.)

» Subcutan (s.c.)

» Intramuskulär (i.m.)

» Intravenös (i.v.)

» Intraperitoneal (i.p.)

» Inhalativ

Prämedikation

Einleitung

• Monitoring

Überwachung Herz-Kreislauf-Funktion

• Induktion von

Analgesie

Hypnose

Relaxation

• Atemwegssicherung

Bei Abschaltung der Schutzreflexe ist Aspirationsschutz notwendig !

• Beatmung

In tiefer Narkose ist eine Beatmung notwendig

Aufrechterhaltung

• Narkose (Medikamente)

» Analgesie

» Hypnose

» (Relaxation)

• Beatmung / Sicherstellung Spontanatmung

» maschinell/ manuell / spontan

• Kreislauf/Monitoring

» Volumen

» Sauerstoffträger

» Gerinnung

» Temperatur

Beispiel aus unserem Alltag

Ziel:

Wiederereichen der Schutzreflexe !!!

Ausleitung

1. Abstellen der weiteren

Medikamentengabe / Antagonisieren

2. Spontanatmung vorhanden?

3. Überprüfen der Reflexe Schlucken

Lidreflex

Suffiziente Atmung

Reaktion auf Schmerzreiz

4. ATEMWEGSSICHERUNG ENTFERNEN ENDE DER NARKOSE…….Beginn der Überwachungsphase

Ausleitung

....oder Ketamin-Xylazin-Narkose: Ende abwarten

(ggf. noch antagonisieren)

Oberflächenanästhesie: Gel/Spray für Punktionen

- Lokalanästhesie: Infiltration des gewünschten Gewebes

(Hautprobe)

- Regionalanästhesie: Der regional-versorgende Nerv (z.B. N.

ischiadicus) wird blockiert (Extremität)

-Spinal- oder Epiduralanästhesie: Operation untere Körperhälfte,

untere Extremität

Exkurs Regionalanästhesie

Pharmakologie

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benötigt.

• Hypnotika/Sedativa (intravenös/oral)

• Propofol, Etomidate

• Benzodiazepine

• Cyclohexane

• α2-Rezeptor-Agonisten

• Neuroleptika

• Barbiturate

Pharmakologie - Hypnotika & Sedativa

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benötig t.

• Modernstes Injektionshypnotikum !

• Ähnlicher Wirkmechanismus wie Benzodiazepine/Barbiturate

Merkmale:

• Sehr gute Steuerbarkeit bei kurzer Halbwertszeit

• Kaum kardiale Nebenwirkungen, aber atemdepressiv

• Blutdruckabfall

• i.v.-Gabe

Pharmakologie - Propofol

Barbiturate:

Brevymital

Thiopental (Trapanal)

Benzodiazepine:

Diazepam

Midazolam

....und dutzende weitere Substanzen

Wirkmechanismus:

• Wirkverstärkung der hemmenden Wirkung von GABA im ZNS Hypnose

Pharmakologie - Barbiturate & Benzodiazepine

Nebenwirkungen:

• Atemdepression

• Blutdruckabfall

• Herzrhythmusstörungen bis Stillstand (v.a. Barbiturate)

• Hyperalgesie (Barbiturate)

• Abhängigkeit und additive Wirkung mit anderen Substanzen

• REM-Entzug ! (Interaktion NeuroScience)

• Benzos sind universell applizierbar

• Barbiturate p.o. oder strikt i.v. wegen Nekrosegefahr

Pharmakologie - Barbiturate & Benzodiazepine

– Interindividuell geringe

therapeutische Breite

–Starke Wirkung auf Atem- und

Kreislaufzentrum » vermehrte kardiale Nebenwirkungen und

Herzstillstand !!

» Atemstillstand !!

Pharmakologie - Besonderheiten bei Barbituraten

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Fazit für die Praxis:

• Barbiturate

schlechte Steuerbarkeit bei

starken NW

• Benzodiazepine

gut steuerbar bei wesentlich

geringeren NW

Pharmakologie - Barbiturate & Benzodiazepine

Wirkort: u.a. an NMDA-Rezeptoren (ähnlich LSD)

Analgesie, gut für Mono-Narkose

Atemstimulation (Spontanatmung)

Kreislaufstimulation

Schutzreflexe erhalten

Humanmedizin: Kombination mit Benzodiazepinen

Pharmakologie - Ketamin

Unerwünschte Nebenwirkung:

Atypische Hypnose: dissoziierte Anästhesie

(Kataplexie, psychotischer Zustand)

++ Tränen-, Speichel-, Bronchialsekretion

(Kombination mit Atropin)

++ Skelettmuskeltonus

Pharmakologie - Ketamin

Ketamin ist ein ideales Medikament zur

Analgesie bei Erhaltung der Schutzreflexe !!

(ohne Atemwegssicherung )

Ketamin ist das einzige Hypnotikum, das eine

starke Analgesie erzeugt!

Ketamin stimuliert den Kreislauf Ideal im

Schock !!

Vorteile:

Pharmakologie - Ketamin - Fazit

Nachteile:

Psychotisch anmutende Träume (relevant beim Menschen)

Hypersekretion (..mit Atropin kombinieren…)

Sympathikusaktivierung

„Dirty drug“ - Multirezeptorwirkung.....Interferenz mit

Forschungsfragestellungen?!

Pharmakologie - Ketamin - Fazit

Wirkort: D2-Rezeptor-Antagonismus: ZNS, Formatio

reticularis, Hypothalamus, Hirnstamm

Präparate: Acetylpromazin (Vetranquil), Azaperon (Stresnil),

Haloperidol (Haldol)

Wirkung:

Sedation (Abschirmung, Müdigkeit)

leichte Hypnose (nicht atemdepressiv)

antiemetisch (Hemmung Brechzentrum)

Pharmakologie - Neuroleptika

Unerwünschte Nebenwirkungen:

-Hypnose schlechter steuerbar

- motorische Störungen (in der Human- Anästhesie

obsolet)

-BD-Abfall

Pharmakologie - Neuroleptika

primär sedativ

nicht hypnotisch

nicht atemdepressiv

Für tiefe Narkose alleine nicht ausreichend hypnotisch

sowie fehlende Analgesie !

zur Prämedikation, da….

Pharmakologie - Neuroleptika

Wirkort: α2-Rezeptor-Agonist (ZNS (incl. Rückenmark))

Präparate: Xylazin (Rompun), Clonidin (Catapressan),

Medetomidin + verfügbare Antagonisten (Atipamezol)

Wirkung:

Sedation

Muskelrelaxation (leicht)

Analgesie (leicht)

Pharmakologie - α2-Rezeptor-Agonisten

Unerwünschte Nebenwirkungen

BD-Abfall

Bradykardie

Atemdepression (hoch dosiert)

Aber:

Antagonist verfügbar! (zumindest für VetMed)

Pharmakologie - α2-Rezeptor-Agonisten

• Äther

• Halothan

• Enfluran

• Isofluran

• Sevofluran

• Desfluran

Pharmakologie - Volatile Anästhetika

Werden inhalativ verabreicht

- Maskeneinleitung

- Aufrechterhaltung

Wirkort: Gehirn, rezeptorvermittelt

Wirkung: Tiefste Hypnose, leichte Muskelrelaxation

aber: KEINE ANALGETISCHE WIRKUNG

Fazit:

- Erzeugen tiefste Hypnose !

- Gute Steuerbarkeit.

-Keine relevante Metabolisierung / HWZ

- keine Injektion notwendig...Einleitung über Maske möglich !

CAVE:

- Exzitation Laryngo- und Bronchospasmus, Hypersekretion

- Maligne Hyperthermie (50% aller Schweine sind MH-positiv !)

Pharmakologie - Volatile Anästhetika

• Nicht-Saure und Saure nicht-steroidale Analgetika

– Acetylsalicylsäure (ASS)

– Paracetamol (Ben-u-ron)

– Metamizol (Novalgin)

– Ibuprofen

– Carprofen

• Opioide

– Morphin

– Fentanyl

– Sufentanil

Pharmakologie - Übersicht Analgetika

Beispiele:

– Lidocain

– Prilocain

– Procain

Pharmakologie - Lokalanästhetika

Wirkung:

blockieren die Funktion lokaler, regionaler und

zentraler Nervenstrukturen. (Hemmen die

Reizweiterleitung an den Na+-Kanäle)

Unerwünschte Nebenwirkungen:

-Bei i.v.-Injektion: , Krampfanfälle, HRST bis Asystolie !!!

(Tod)

Tipp: Vor Injektion immer erst Aspiration: Bei Blut-

Aspiration nicht spritzen !!

-Spinal- und Epiduralanästhesie: totale bzw. „hohe Spinale“

Atemzentrum außer Kraft gesetzt ! Tod

Tipp: Ausbreitung gut überprüfen. Vollnarkose mit Beatmung

bei Bedarf vorbereiten (Beatmung).

Pharmakologie - Lokalanästhetika

relevanter in der Humanmedizin….

Auswahl:

Succinylcholin (riskant bei Schweinen)

Rocuronium

Cis-Atracurium

Pharmakologische „Muskellähmung“ heißt Beatmungspflicht!

Pharmakologie - Muskelrelaxantien

Pharmakologie - Analgetika

2 relevante Wirkstoffgruppen:

Opioide

Nicht-Opioide

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Präparate:

Fentanyl, Morphin, Etorphin, Sufentanil,

Remifentanil, Buprenorphin, Tramal

Wirkort:

ZNS (incl. Rückenmark)

Wirkung:

Starke Analgesie

Pharmakologie - Opioide

Nebenwirkungen:

- Stark ausgeprägte Atemdepression

(bis auf Morphin und weniger potente Opioide)

- Bradykardie

- Hemmung der Darmmotilität

- Histaminausschüttung

Pharmakologie - Opioide

Fazit für die Praxis:

-Werden intraoperativ mit Sedativa oder Hypnotika

kombiniert

-Postoperative Schmerztherapie

-Beste Analgesie aller Stoffgruppen !

Pharmakologie - Opioide

Tipps für die Praxis:

-Teilweise schlecht steuerbar Überhänge

- u. U. schon in niedrigen Dosierungen

atemdepressiv !

- unbedingt präparate- und gewichts- und

speziesadaptiert dosieren !! (Atemdepression )

-Antidot Naloxon löst ein Überdosierungsproblem

nur bedingt…… (HWZ beachten!)

Pharmakologie - Opioide

Stoffgruppe: Diclofenac, Ibuprofen, Paracetamol, ASS,

Novalgin, Carprofen (Rimadyl)

Wirkort:

ZNS (incl. Rückenmark), periphere

Rezeptoren

Wirkung:

Analgesie (Hemmung Mediatorsynthese via COX)

Entzündungshemmung

Temperatur senkend

Pharmakologie - Nichtopioid-Analgetika

Unerwünschte Nebenwirkungen

-Thrombozytenaggregationshemmung

Gerinnung ! (ASS wirkt bis ca.10 Tage)

-GI-Blutungen

-Übelkeit

-Thrombozytopenie (Novalgin)

Pharmakologie - Nichtopioid-Analgetika

Fazit:

-ideal zur postoperativen Analgesie

-Intraoperativ nicht ausreichend !

CAVE:

-Thrombozytenfunktion, Thrombozyten

- Vorsicht mit Paracetamol bei geschädigter Leber !

- Paracetamol-Intox bei Katzen !

Pharmakologie - Nichtopioid-Analgetika

Postoperative Schmerztherapie

Grundüberlegungen:

• Tier hat ein ethisches und juristisches Recht auf

adäquate Schmerztherapie

• Erwartete Intensität der Schmerzen (Craniotomie,

Thorakotomie, Hautinzision)

• Verfügbare Applikationswege (subcutane Injektion; p.o.

via Trinkwasser)

• Verfügbare Substanzen (Opiode häufig BTM-pflichtig)

Postoperative Schmerztherapie - Praxis

Finalversuch?

Keine Postoperative Schmerztherapie notwendig (Vermeidung von Leid -

Tierethik!)

Postoperatives Erwachen?

adaptierte Schmerztherapie notwendig, Verwendung von Score-Sheets,

erfahrene Anwender, Nachvisiten

Ratte nach Thorakotomie:

s.c. Injektion von Buprenorphin adaptiert an Gewicht

Maus nach Hautinzision am Rücken:

Carprofen-Zusatz im Trinkwasser (setzt aber Trinklust voraus - bei

starken Schmerzen daher problematisch)

Pause?

Monitoring

Sichere Narkose durch Erkennen von Problemen

Ausmaß des Monitorings u.a. nach:

Spezies (Maus vs. Fisch vs. Hase vs. Primat)

Dauer und Art der Narkose, Art der Intervention

Kosten eines Versuchstieres

( Bsp.: 8 € vs 12.000 € Schaden bei ungewolltem Tod)

Wie überprüfe ich Kreislauf, Atmung,

Narkosetiefe und Analgesie ohne technische

Hilfsmittel ?

TIPP AUS DER PRAXIS:

Monitoring - mit Sinn & Verstand

Kreislauf: Tasten des Pulses:

Halsgefäße

Vorder- oder Hinterläufe

Leiste

Herzkontraktionen

Thoraxexkursionen

Bauch

Nüstern

Atem (durch Fühlen, Hören, Riechen)

Zyanose (spät!)

Atmung:

Monitoring - mit Sinn & Verstand

Bester Aspirationsschutz ist der Erhalt der Schutzreflexe:

Lidreflex

Schluckreflex

Hier Vorteil von KETAMIN

Herzfrequenz bleibt konstant auch bei Schmerzreiz

keine Abwehrreaktionen

kein vermehrtes Schwitzen

Narkosetiefe:

Analgesie:

Monitoring - mit Sinn & Verstand

Atemwegssicherung

„Wache und spontan atmende Tiere kümmern sich selber

um ihre Atemwegssicherung“

Herausforderung mit zunehmender Sedierung / Narkose:

Verlust von Schutzreflexen

Verlust des Atemantriebes

Aspirationsgefahr

Optionen für dieses Problem

Ketamin verwenden (dosisabhängig)

Atemweg sichern (Intubation & Beatmung)

Narkose verflachen

Welche Instrumente stehen zur

Verfügung ?

-Tuben

-Larynxmasken

Atemwegssicherung

1. Laryngoskopie

2. Intubation

3. Blockung

4. Test (Thoraxexkursion, keine Geräusche

über Magen, CO2)

Atemwegssicherung - Intubation

Atemwegssicherung - Intubation

Atemwegssicherung - Intubation

Atemwegssicherung - Intubation

1. Insertion

2. Blockung

3. Test (Thoraxexkursion, keine Geräusche

über Magen, CO2)

Atemwegssicherung - Larynxmaske

Atemwegssicherung - Larynxmaske

Der Narkosezwischenfall

Grundvoraussetzung: Vorbereitet sein.

Ruhe bewahren!

Erkennen des Problems (Auswahl):

A Airway (Tubus dekonnektiert, Zunge

verlegt Atemwege

B Breathing (Atemfrequenz,

Schaukelatmung)

C Circulation (Puls tasten, Sättigung)

Therapie (Auswahl):

A Intubation, Freihalten der Atemwege

B Beatmen mit Maske oder Tubus,

Sauerstoffgabe

C „Aktivieren“ des Tieres,

Volumengabe, Kreislaufwirksame Medis

Fallbeispiel Ratte I

350g Ratte, geplante Darstellung N. ischiadicus in

Narkose

Grundüberlegungen:

Wenig verfügbares Monitoring

+Kurzer Eingriff

+Wenig______

= Narkose / Sedierung mit Spontanatmung

Einleitung:

Ketamin 80mg/kg i.p.

Xylazin (Rompun) 10mg/kg i.p.

Fallbeispiel Ratte II

Verlauf:

Spontanatmung unter Raumluft

Beachten von Herzfrequenz und Atemanstrengung

Nachdosierung bei Bedarf

Bei Überdosierung / Ende:

Antagonisierung (Atipamezol)

Stimulieren & Warten

Postoperativ:

Tier überwachen, Verwendung eines Score-Sheet

Postoperative Schmerztherapie mit Carprofen im Trinkwasser

Einschätzung der Schmerzen, ggf. Rescue-Therapie (z.B.

Buprenorphin) / Tötung (nach genehmigtem Protokoll)

Allgemeinanästhesie bei einem

deutschen Landschwein (Hausschwein)

Körpergewicht: 40 Kg

Praxisbeispiel - Schwein

Praxisbeispiel - Schwein

Anästhesie für 10 Stunden erforderlich, mäßig

schmerzhaft

= Narkose mit Beatmung via Tubus / Larynxmaske

Ziel: Durchführung eines regionalanästhesiologischen

Trainings

Praemedikation:

- Diazepam (2mg/Kg i.m.): 100 mg i.m.

- Ketamin (20 mg/Kg i.m.): 1000 mg i.m.

- Atropin (0,02 mg /Kg i.m.): 1 mg i.m.

Aufrechterhaltung:

- Propofol (10 mg/Kg/h i.v.): 500 mg/Kg/h i.v.

- Fentanyl nach Bedarf

Einleitung:

- Propofol (2 mg/Kg i.v.): 100 mg i.v.

- Fentanyl (1-3 µg/Kg i.v.): 0,2 mg i.v.

Tötung des Tieres:

- Kalium 3 mval/Kg/KG i.v.: 150 mval i.v.

Medikamente

Praxisbeispiel - Schwein

Atemweg:

- ITN mit ET 5.5 mm

Monitoring:

- arterielle Blutdruckmessung

- exspiratorische CO2-Messung

- Pulsoxymetrie (Sauerstoffsättigung)

Zusätzliches:

- Blasenkatheter

Beatmung:

- Volumenkontrollierte Beatmung

Tidalvolumen(8 ml/Kg/KG)

Atemfrequenz: 8-10/min

Praxisbeispiel - Schwein

Versuchstier wach …und „nüchtern“…..

Praxisbeispiel - Schwein

Nach Praemedikation mit Diazepam, Ketamin, Atropin….

Praxisbeispiel - Schwein

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Nach Anlage eines venösen Zugangs am Ohr…

Praxisbeispiel - Schwein

Transport des prämedizierten Tiers in den OP

Praxisbeispiel - Schwein

Lagerung

Praxisbeispiel - Schwein

Anlage der Pulsoxymetrie am Schwanz. Basismonitoring !

Praxisbeispiel - Schwein

SaO2 (Sauerstoffsättigung des Blutes), Puls

Praxisbeispiel - Schwein

Beatmungsgerät wird eingestellt. 10 L Sauerstoff/ min.

Praxisbeispiel - Schwein

Das Tier atmet spontan über Maske Sauerstoff ein.

Praeoxygenierung !

Praxisbeispiel - Schwein

Induktion hat

stattgefunden.

(Fentanyl und

Propofol)

Keine

Spontanatmung

mehr vorhanden.

Atemweg wurde

mit Tubus

gesichert.

Praxisbeispiel - Schwein

CO2 ist endexpiratorisch messbar. Das sicherste Zeichen einer

Atemwegssicherung und tatsächlicher Beatmung.

Praxisbeispiel - Schwein

Am Beatmungsgerät werden Atemzugvolumen,

Atemfrequenz und Sauerstoffkonzentration eingestellt.

Atemminutenvolumen und aktuelle Sauerstoffkonzentration

sind ablesbar.

Praxisbeispiel - Schwein

Jetzt sind wir im Steady-state. Die Operation kann beginnen.

Propofol wird kontinuierlich appliziert. Fentanyl in Bolusgaben.

Praxisbeispiel - Schwein

Fazit

• Know your animal:

Spezies, Rasse, Gewicht, geplanter Versuch

• Vorbereitung ist lebenswichtig

•„Narkose machen“ kann man schnell erlernen....

•....das Erkennen und Therapieren von Zwischenfällen

erfordert Erfahrung.

•ABC (Airway, Breathing, Circulation) als

„Grundvoraussetzung zum Überleben“

•Ketamin-Narkose: „dirty & safe“