Il desflurane nella moderna anestesia inalatoria

Aniello De Nicola & Maria José Sucre

2 - Proprietà fisico-chimiche

Il desflurane appartiene al gruppo dei metiletileteri alogenati che quando vengono somministrati per inalazione, producono effetti reversibili, dose-dipendenti, quali perdita di conoscenza, soppressione della sensibilità dolorifica, abolizione dell'attività motoria volontaria e riduzione dei riflessi autonomi. Della stessa famiglia fanno parte l'enflurane ed il suo isomero strutturale, l'isoflurane, alogenati sia con cloro che con fluoro; il desflurane è alogenato unicamente con fluoro. Infatti la sua formula si differenzia da quella dell’isoflurane solo per la sostituzione con un atomo di fluoro dell’atomo di cloro presente nel carbonio a-etilico (fig.1) ^(1).

L’addensamento elettronico intorno al legame etereo, che l'ulteriore fluorurazione del carbonio a-etilico comporta, stabilizza la molecola del desflurane e ne riduce la reattività chimica e fisico-chimica. Tale sostituzione è alla base di molte delle peculiarità del desflurane. La riduzione del peso molecolare conferisce al desflurane un aumento di volatilità maggiore di ogni altro vapore anestetico inalatorio⁽²⁾.

Inoltre la pressione di vapore a 20 °C è di 669 mmHg ed il punto di ebollizione a pressione atmosferica è di 22,8 °C: caratteristiche che richiedono uno specifico vaporizzatone, pressurizzato e riscaldato.

I limiti d’infiammabilità sono stati determinati dalla Hazards Research Corporation, Rockaway, NJ:  il desflurane viene considerato non infiammabile.

Stabilità negli assorbitori di CO₂

Il desflurane è stabile nella calce sodata fresca con 15% d’acqua, anche aumentando la temperatura ^(2,3). La stabilità relativa del desflurane è stata determinata ponendo desflurane, isoflurane, alotano e sevoflurane in un flacone sigillato da 581 ml contenente 100g di calce sodata fresca e valutandone la stabilità a 40°, 60° e 80 °C. Non si sono individuate decomposizioni significative del desflurane sia a 40° che a 60 °C, ed una piccola parte di degradazione (0.45 ± 0.26 % per ora [media ± SD]) a 80 °C^(2-5). Al contrario il sevoflurane, l’alotano e l’isoflurane vengono degradati a tutte e tre le temperature. A 40°C la quota di isoflurane ed alotano che si degrada non è molta, ed è poco di più a 60°C. Il livello di decomposizione del sevoflurane è invece considerevole a tutte le temperature. La percentuale di decomposizione per ora a 80°C è del 92.2±5.2% per il sevoflurane, del 16.0±1.6% per l’alotano e del 13.1±3.7% per l’isoflurane. Temperature pari a 40 e 60 °C sono simili a quelle riportate nella calce sodata durante anestesia in circuito chiuso ^(6,7).

Le considerazioni fatte con la calce sodata non sono risultate qualitativamente differenti da quelle ottenute con Baralyme® (assorbitore di CO₂), anche se la percentuale di decomposizione è risultata maggiore. Infatti la percentuale di decomposizione per ora a 80°C è del 99.999±0.001% per il sevoflurane, del 28.7 ± 04% per l’alotano, del 10.3±0.7% per l’isoflurane e del 1.6 ± 0.2% per il desflurane.

La degradazione degli anestetici ad opera degli assorbitori della CO₂ comporta la produzione di sottoprodotti tossici ⁽⁷⁾. Per esempio, la calce sodata decompone l’alotano in CF2=CClBr, un composto che ha una LC₅₀ (concentrazione letale sul 50% degli animali) di circa 250 ppm. La concentrazione di questo composto, può raggiungere le 4-5 ppm in circuito chiuso ^(8,9). Il sevoflurane si degrada a CH2F-O-C=CF2-(CF3) (chiamato Composto A) che ha una LC₅₀ di 400 ppm ^(8,10). In circuito a basso flusso (775 ml/min di flusso fresco) la concentrazione del Composto A si attesta su circa 8 ppm se si usa calce sodata e su circa 20 ppm se si usa Baralyme® ⁽¹¹⁾. Ciò ha indotto la FDA a limitare l’uso del sevoflurane in alcune condizioni d’uso ⁽¹²⁾. Sono stati osservati occasionali valori di picco fino a 61 ppm. Eger ha discusso le problematiche associate a tali concentrazioni ⁽¹³⁾.

Gli studi già considerati hanno valutato la stabilità del desflurane in calce sodata fresca, così come si trova normalmente, con una percentuale di acqua pari al 15% in peso. Tuttavia la calce sodata può disidratarsi con alti flussi di gas secco, come accade nella pratica clinica. La calce sodata disidratata è in grado di assorbire grossi quantitativi di anestetici volatili ^(14). L’eventualità di degradazione del desflurane ad opera della calce sodata disidratata è stata valutata ed i risultati sono stati comparati con quelli ottenuti con l’isoflurane ⁽¹⁵⁾. Il metodo utilizzato è lo stesso precedentemente descritto per la calce sodata fresca. A differenza di quest’ultima, la forma disidratata è stata in grado di degradare sia l’isoflurane che il desflurane a tutte le temperature testate (0°, 20°, 40° e 60°C). Le quote di degradazione sono maggiori di alcune volte rispetto alla calce sodata fresca. La degradazione aumenta con l’aumentare della temperatura ed il suo valore percentuale è inversamente proporzionale alla concentrazione di anestetico presente all’inizio nel flacone ⁽¹⁵⁾. Il desflurane risulta spiccatamente resistente alla degradazione da parte della calce sodata per cui se ne possono sfruttare appieno i vantaggi farmacocinetici in circuito chiuso o a bassi flussi.

Questa capacità d’assorbimento della calce sodata si riduce drasticamente con l’aggiunta di acqua, suggerendo il fatto che essa entri in competizione per i siti di assorbimento^. Tale capacità si annulla quasi completamente per una concentrazione acquosa pari al 6% ⁽¹⁵⁾. Dal momento che la calce sodata disidratata può assorbire un quantitativo considerevole di desflurane o di altri alogenati, il suo utilizzo può ritardare il raggiungimento di concentrazioni anestetiche all’induzione.

La capacità di assorbimento di anestetico della calce sodata, anche per quanto riguarda il desflurane, va incontro a saturazione, per pressioni parziali di anestetico inferiori all’1% di atmosfera. Quando si supera tale capacità di assorbimento, la successiva aggiunta di anestetico aumenta considerevolmente la pressione parziale dell’anestetico. Allora l’assorbimento segue la legge di Henry, potendosi, così, definire un coefficiente di ripartizione calce sodata/gas. per la calce sodata disidratata, tale coefficiente è pari a 20 per desflurane ed isoflurane, a 20° C ^(1,16). Per la forma fresca idratata è pari a 1.0 o meno per tutti gli anestetici.

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