Messung von Fluranen in der Ausatemluft von medizinischem Personal im Operationssaal

Zielsetzung (Goal of the Study):

Sevofluran und Isofluran zählen zu den am meisten verwendeten Inhalationsnarkotika. Da diese niedrigmolekularen Substanzen einen hohen Dampfdruck und niedrigen Siedepunkt besitzen, können sie während einer Narkose leicht in die Raumluft gelangen und vom OP-Personal über die Atmung aufgenommen werden. Ziel der Studie war es, mittels spektrometrischer Gasanalyse [1] die Konzentrationen von Sevofluran und Isofluran in der Raumluft und in der Ausatemluft von OP-Personal am Arbeitsplatz zu messen.

Methode (Methods):

Raumluftproben wurden nach Beendigung einer balancierten Allgemeinnarkose im OP-Saal und OP-Vorraum gesammelt. Zugleich wurden auch Atemgasproben von freiwillig teilnehmenden OP-Mitarbeitern genommen (Studiengruppe) und mit Atemgasproben von OP-Mitarbeitern, die mehr als 2 Tage nicht im OP-Trakt waren (Kontrollgruppe) verglichen. Die alveolaren Atemgasproben wurden unter Verwendung von einem CO₂-Sensor (ab CO₂-Gehalt > 3%) gesammelt. Für die Abnahme wurden Ganzglasspritzen (Stölzle-Oberglas GmbH, Wien, Austria) mit Einwegmundstück (Intersurgical Ltd, Berkshire, GB; NDD, Zürich, Schweiz) verwendet. Die Proben wurden mittels Proton Transfer-Reaktion Time-of-flight Massenspektrometrie (PTR-Tof-MS) und Ionenmobilitätsspektrometrie in Kombination mit Gaschromatografie (GC-IMS) innerhalb von 2 Stunden analysiert. Die Peakflächen der Ionen von Sevofluran (m/z 181, m/z 182) und Isofluran (m/z 51, m/z 67, m/z 69, m/z 117, m/z 119, m/z 163, m/z 165) wurden berechnet (Massenspektren bzw. 3D IMS-Chromatogramm).

Ergebnisse und Diskussion (Results and Discussion):

Die jeweils verwendeten inhalativen Narkotika Sevofluran und Isofluran konnten im Atemgas von OP-Personal direkt nach einem Eingriff mittels GC-IMS und PTR-MS im Bereich von 10 – 100 ppbv (parts per billion in volume) detektiert werden. Die Raumluftkonzentrationen in den OP-Räumen lagen zum Teil über 100 ppbv. Ca 5% des aufgenommenen Sevofluran und ca. 1% des Isofluran werden in der Leber über Cytochrom P450 zu Hexa-Fluoro-Isopropanol (HFIP) und anorganischen Fluoriden metabolisiert [2]. Erhöhte innere Fluoridbelastungen können über Bindung an Calzium- und Magnesiumionen wichtige Enzyme des Calzium- und Kohlenhydratstoffwechsels blockieren [3]. Die Langzeitwirkung dieser Substanzen auf den Organismus ist nicht bekannt.

Schlussfolgerung (Conclusion):

Wenn operative Eingriffe in balancierter Allgemeinnarkose durchgeführt werden, lassen sich Sevofluran und Isofluran trotz automatischer Absaugvorrichtungen immer noch in signifikanter Menge in der Raumluft und in der Ausatemluft von OP-Personal nachweisen. Vermehrte Anwendung von total intravenöser Anästhesie (TIVA) könnte die Arbeitsplatzbelastung im OP und Aufwachbereich reduzieren.

Literatur (References):

[1] Ruzsanyi V. Ion mobility spectrometry for pharmacokinetic studies–exemplary application.: J Breath Res. 2013;7(4):046008.

[2] Kharasch ED, Hankins DC, Cox K. Clinical isoflurane metabolism by cytochrome P450 2E1.: Anesthesiology. 1999;90(3):766 – 71.

[3] Zipkin I, McClure FJ, Lee WA. Relation of the fluoride content of human bone to its chemical composition. Arch Oral Biol.: 1960;2:190 – 5.