국소 마취제

국소마취제는 말초신경계의 전도체에서 주로 통증 자극을 가역적으로 차단하는 선택적 약물입니다.

통증 민감도를 선택적으로 변화시켜 국소 조직 마취를 달성할 수 있는 가능성은 VK 안렙(1878)에 의해 처음 언급되었습니다. 그는 약 20년 전 독일 화학자 니만(1860)이 에리트록실룸 코카(Erythroxylum coca) 잎에서 코카인을 분리해 낸 코카인의 국소 마취 효과를 설명했습니다. 곧이어 칼 콜러(Karl Koller, K. Roller, 1984)는 코카인 용액을 이용하여 눈의 각막 조작 부위를 마취하는 데 성공했습니다. 이후 20년은 다양한 부위의 국소 마취를 위한 코카인의 임상적 활용 가능성을 보여주는 인상적인 사례였습니다. 이러한 전망은 마스크 마취의 초기 위험성을 인식하고 대안을 찾고자 하는 임상의들의 끊임없는 관심으로 끊임없이 고조되었습니다.

프로카인(Einhorn, 1904)이 등장하고, 이후 국소 마취 활성이 있는 독성이 덜한 다른 약물(테트라카인 - 1934, 리도카인 - 1946, 부피바카인 - 1964, 로피바퀸 - 1994 등)이 합성되었으며, 신체 여러 부위의 통증 전달을 차단하는 다양한 기술적 방법이 개발되고 개선되면서 마취학 발전의 이 단계에서 국소 마취의 발전에 대한 이러한 접근 방식은 상당히 정당해졌습니다.

현재 국소마취는 마취학의 독립된 분야로, 국소마취제를 투여하는 다양한 기법과 이러한 약물의 약리학적 효과가 관여하는 수술적 병태생리를 모두 포괄하며, 마취의 주요 또는 특수 요소로 사용됩니다. 국소마취제의 효과를 적용하는 관점에서는 다음과 같은 구분이 일반적입니다.

• 마취 적용;
• 침윤 마취
• A. Bir에 따르면 지혈대 아래 정맥 주사
• 말초신경 전도 차단
• 신경총 전도 차단
• 경막외 마취
• 거미막하 마취.

효과적인 국소마취제의 가용성과 접근성은 주요 작용 스펙트럼이 다양함에도 불구하고, 국소마취제 선택은 완전히 독립적인 문제로 여겨졌습니다. 주요 약리작용의 임상적 양상의 다양성은 신경 구조의 조직학적 및 생리학적 특성, 그리고 약물 자체의 물리화학적 특성과 밀접하게 연관되어 있으며, 이는 각 약물의 약력학 및 약동학의 독특성과 다양한 국소마취 옵션을 결정합니다. 따라서 국소마취제 선택은 합리적이고 안전한 국소마취를 달성하기 위한 첫 단계로 고려되어야 합니다.

국소 마취 활성을 가진 화합물은 특정한 공통적인 구조적 특징을 가지고 있습니다. 루프그렌은 거의 모든 국소 마취제가 중간 사슬에 의해 분리된 친수성과 소수성(친유성) 성분으로 구성되어 있다는 것을 처음으로 언급했습니다. 친수성 그룹은 일반적으로 2차 또는 3차 아민이고 소수성 그룹은 일반적으로 방향족 잔기입니다. 국소 마취제의 분류는 방향족 잔기가 있는 화합물의 구조적 차이에 따라 결정됩니다. 방향족 잔기와 중간 사슬 사이에 에스터 결합을 가진 국소 마취제는 아미노에스터로 알려져 있습니다. 이 그룹에 속하는 국소 마취제의 예로는 코카인, 프로카인, 테트라카인이 있습니다. 방향족 그룹과 중간 사슬 사이에 아미드 결합을 가진 국소 마취제는 아미노아미드로 알려져 있으며 리도카인, 트리메카인, 부피바카인 및 기타 잘 알려진 약물과 같은 마취제로 대표됩니다. 방향족 그룹이 있는 화합물의 유형은 국소 마취제의 대사 경로를 결정합니다. 에스터 화합물은 의사콜린에스테라제에 의해 혈장에서 쉽게 가수분해되는 반면, 아미드 국소 마취제는 간 효소에 의해 더 느리게 대사됩니다.

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국소마취제: 치료에 사용

국소마취제가 전전도 차단 및 부위 마취를 유발하거나 교감신경 또는 감각신경 분포를 선택적으로 차단하는 능력은 오늘날 마취과에서 다양한 수술적 중재와 치료 및 진단 목적으로 널리 사용되고 있습니다. 이 경우, 전도 차단은 마취의 주요 구성 요소 또는 특수 구성 요소로 시행됩니다.

말초 마취와 중추 마취 또는 분절 마취의 종류를 구분하는 것이 좋습니다. "마취"라는 용어는 모든 유형의 감각을 차단하는 것을 의미하며, 진통은 주로 감각 감각을 차단하는 것을 의미합니다. 차단(block)이라는 개념 또한 유사한 용어적 의미를 지니며, "차단"이라는 용어는 일부, 특히 전도 마취를 포함한 국소 마취의 기법을 지칭하는 데 사용됩니다. 국내 문헌에서 "부위 마취"라는 용어는 전도 차단 기법만을 포괄합니다. 그러나 모든 현대 매뉴얼에서 강조하듯이 이는 모든 국소 마취의 종류에 적용됩니다. "장기간 전도 마취"라는 용어는 수술 중 및 수술 후 국소 마취 용액을 반복적으로 주사하거나 주입하여 차단을 유지하기 위해 신경주위 구조물에 카테터를 삽입하는 기법을 의미합니다.

• 적용 마취는 피부나 점막에 고효능 국소 마취제(예: 2-10% 리도카인 용액)를 도포(분사)하여 이루어집니다(예: 보니카 기관내 마취). 이 유형의 마취에는 수용체가 풍부한 장막으로 덮인 흉막강에 국소 마취제를 주입하는 것이 포함됩니다(예: 흉막간 마취).
• 침윤 마취는 수술 부위의 연조직에 국소 마취 용액을 순차적으로 주입하는 것을 포함합니다. 이러한 마취의 가장 효과적인 방법은 A.V. 비슈네프스키에 따르면, 크리핑 침윤법을 이용한 마취입니다.
• 말초신경 전도 마취는 국소마취제를 위한 콤팩트한 저장 공간을 정밀하게 확보하기 위해 해부학적 구조를 정밀하게 확인하는 것을 포함합니다. 사지의 큰 신경줄기를 차단하는 것이 가장 중요한 임상적 중요성을 지닙니다.
• 영어: Biru에 따르면 i/v 지역 마취는 주변 지혈대 아래의 상지와 하지에 최대 100분 동안 지속되는 수술에 사용됩니다. 국소 마취제(에피네프린을 첨가하지 않은 0.5% 리도카인 또는 프릴로카인 용액)는 상지의 경우 최대 50ml, 하지의 경우 최대 100ml의 용량으로 이중 루멘 공압 지혈대를 적용한 후 주변 정맥에 주입합니다. 이 마취는 연조직 수술에 더 적합합니다. 이러한 상태에서 뼈와 신경에 대한 수술은 고통스러울 수 있습니다. 다양한 i/v 지역 마취는 얇은 피질층이 있는 곳에서 국소 마취제를 관형 뼈에 주입할 때 최대 6mg/kg의 용량으로 0.5% 리도카인 용액을 사용한 골내 마취입니다.
• 신경총 전도 차단술은 신경줄기를 포함하는 해부학적 케이스 내에 국소 마취제를 위한 소형 저장소를 만드는 것을 기반으로 합니다. 다양한 신경총 구조의 해부학적 특징을 고려하여 효과적인 차단을 위해 여러 단계(예: 상완 신경총에 대한 겨드랑이, 쇄골하, 쇄골상, 목뼈사이 접근)를 구분합니다.
• 경막외 마취는 경막외 공간에 마취 용액을 주입하여 그곳을 통과하는 척추 신경이나 척추 뿌리를 차단함으로써 이루어집니다.
• 척추(蛛膜下膜) 마취는 척추 蛛膜下膜 공간의 뇌척수액에 국소 마취 용액을 주입하여 발생합니다.
• 척추-경막외 마취 복합술은 척추와 경막 차단을 결합한 방법으로, 경막외 공간을 뚫기 위한 바늘(투오이 유형의 바늘)을 가이드로 사용하여 국소 마취제의 거미막하 주입과 이후 경막외 공간의 카테터 도입을 목적으로 하는 얇은(26G) 바늘을 삽입합니다.

특정 국소 마취제 사용에 대한 적응증과 특정 투여 기법의 근본적인 차이점은 약물의 약리학적 특성과 수술적 개입의 성격의 일치입니다. 외래 환자를 대상으로 하는 단기 수술에는 노보카인이나 리도카인과 같이 작용 지속 시간이 짧은 국소 마취제를 사용해야 합니다. 이러한 약물 선택은 환자의 짧은 회복 기간을 보장하고 의료기관 체류 시간을 단축합니다. 반대로, 2시간 이상 지속되는 수술의 경우 부피바카인과 로피바카인을 사용하는 것이 좋습니다. 임상 상황의 긴급성은 잠복기가 짧은 국소 마취제뿐만 아니라 응급 제왕절개술에 0.5% 부피바카인이나 0.5% 테트라카인을 사용한 거미막하 마취와 같이 이러한 이점을 가진 기법을 선택하게 합니다.

또한, 산부인과 진료의 특수성으로 인해 마취과 의사는 전신 독성이 최소화된 국소 마취제를 선택해야 합니다. 최근 이러한 약물 중 하나가 질 분만과 제왕절개술의 통증 완화에 사용되는 로피바카인입니다.

저농도의 국소마취 용액을 사용하면 국소 차단(국소 교감신경 차단, 수술 후 통증 완화, 만성 통증 치료)의 특수 효과를 얻을 수 있습니다. 이러한 목적에 가장 많이 사용되는 약물은 0.125~0.25% 부피바카인 용액과 0.2% 로피바카인 용액입니다.

작용기전 및 약리효과

국소마취제의 관심 대상은 말초신경계입니다. 말초신경계는 뇌신경과 척수신경의 뿌리, 가지, 줄기, 그리고 자율신경계의 구성 요소를 포함합니다. 말초신경계와 중추신경계는 국소마취 발달의 두 단계에 따라 해부학적 구성 요소와 조직학적 구성 요소로 나눌 수 있습니다. 신경 형성부의 해부학적 구조는 특정 부위에 적용된 약물 차단의 잠복기를 결정합니다. 반대로, 조직학적 구조는 약물 작용에 영향을 미치는 신경생리학적 요인(통증, 염증)과 더불어 약물이 신경섬유 초를 통과하여 기능이 중단되기 전에 침투하는 능력을 결정합니다.

신경 섬유는 말초 신경의 기능적 단위입니다. 이 용어는 중앙에 위치한 뉴런에서 기원하는 축삭만을 지칭하지만, 뉴런과 이를 둘러싼 슈반 세포 외피를 포함하는 더 넓은 의미로 사용되는 경우가 많습니다. 이 외피는 구조적 및 지지적 기능을 제공하지만, 가장 중요한 기능은 자극 전달에 참여하는 것입니다.

신경 섬유 배열에는 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째 유형은 하나의 슈반 세포에서 나온 돌출부가 여러 개의 축삭을 둘러싸는 형태인데, 이 축삭은 수초가 없는 것으로 묘사됩니다. 연결부에서 최대 길이가 500마이크론인 슈반 세포는 각 축삭과 부분적으로만 겹쳐집니다. 다른 유형은 각 슈반 세포에서 나온 돌출부가 하나의 축삭을 반복적으로 감싸는 형태입니다. 이러한 축삭은 여러 개의 이중 인지질 세포막으로 이루어진 "관", 즉 수초(myelin sheath)로 둘러싸여 있습니다. 각 슈반 세포는 1mm 이상 뻗어 있으며, 연결부(랑비에 결절)에는 수초가 없습니다. 동시에, 개별 세포의 돌기 사이의 상당한 간격이 돌출부에 의해 겹쳐져 축삭막에 추가적인 수초가 형성됩니다. 축삭질에는 정상적인 세포 대사에 필요한 미토콘드리아와 소포와 같은 일반적인 세포 소기관이 포함되어 있습니다. 일부 화학적 "전달물질"이 축세포질로 전달될 가능성이 있습니다.

신경을 구성하는 섬유의 조직학적 구조의 차이로 인해 특정 기능적 부하를 전달하는 섬유에 대한 차별화된 차단이 가능합니다. 이는 신경이 다양한 농도의 국소 마취제에 노출될 때 가능해지며, 이는 국소 차단의 임상적 적용에 종종 필요합니다.

신경 자극 전달에 가장 중요한 구조는 축삭막입니다. 축삭막의 기본 구조는 이중 인지질판으로, 극성 친수성 인산기가 세포간질액 및 세포내액과 접촉하도록 배열되어 있습니다. 반대로 소수성 지질기는 막의 중앙으로 향합니다. 막에는 큰 단백질 분자가 포함되어 있습니다. 이들 중 일부는 구조적 기능을 하고, 다른 일부는 활성을 띠며 효소, 호르몬 및 약물 수용체, 또는 세포 내외부로 이온을 이동시키는 통로 역할을 합니다.

국소 마취제의 효과에 가장 중요한 것은 이러한 단백질 이온 채널입니다.각 채널에는 이온이 이동하는 구멍이 있습니다.특정 이온에 대해 채널을 특이적으로 만드는 여러 유형의 필터가 있습니다.이러한 특이성은 구멍의 직경이나 채널의 정전기적 특성 또는 둘 다에 기반할 수 있습니다.많은 채널에는 이온의 이동을 조절하는 게이트가 있습니다.이는 게이트를 열거나 닫는 단백질의 구조적 변화를 유발하는 감각 메커니즘 때문입니다.국소 마취제는 세포막의 나트륨 이온 투과성을 감소시켜 휴지 전위와 역치 전위는 유지되지만 막 탈분극 속도가 현저히 감소하여 역치 전위에 도달하기에 충분하지 않게 됩니다.따라서 활동 전위의 전파가 발생하지 않고 전도 차단이 발생합니다.

나트륨 투과성 증가는 세포막의 탈분극과 관련이 있으며, 세포막에 있는 문 또는 기공(나트륨 채널)의 개방을 통해 이루어진다는 것이 밝혀졌습니다. 나트륨이 기공을 통해 세포 밖으로 빠져나가는 것은 과도한 칼슘 이온에 의해 방해받습니다. 나트륨 채널의 개방은 탈분극 동안 칼슘이 세포외액으로 이동하는 것으로 설명됩니다. 안정 상태에서는 칼슘 이온이 채널이 닫힌 상태를 유지하는 데 기여합니다. 이러한 가설은 국소 마취제가 나트륨 채널에 위치하기 위해 칼슘 이온과 경쟁한다는 가설, 즉 나트륨 이온에 대한 막 투과성을 조절하는 수용체를 차지하기 위해 칼슘 이온과 경쟁한다는 가설의 근거가 됩니다.

국소마취제의 정확한 작용 기전은 아직 논란의 여지가 있습니다. 이러한 약물에 의한 신경 전도 차단의 세 가지 주요 기전은 다음과 같습니다.

• 수용체 이론은 국소 마취제가 신경막의 나트륨 채널 수용체와 상호 작용하여 신경을 따라 전도를 차단한다는 이론입니다.
• 막 확장 이론은 국소 마취제가 신경 막을 확장시켜 나트륨 채널을 압박하고, 그로 인해 신경 전도를 차단한다고 제안합니다.
• 표면 전하 이론은 국소 마취제의 친유성 부분이 신경막 끝의 친수성 결합에 결합한다는 사실에 기반합니다. 이로 인해 양전하가 초과되어 막전위가 증가합니다. 다가오는 임펄스는 전위를 역치 수준으로 낮추어 전도 차단을 발생시킵니다.

많은 생물독소(예: 테트로도톡신, 삭시톡신), 페노티아진, 베타 차단제 및 일부 오피오이드는 시험관 내 적용 조건에서 나트륨 채널을 차단할 수 있습니다. 그러나 신경 전도 차단을 위해 임상에서 사용되는 것은 국소마취제뿐입니다. 국소마취제는 신경초를 투과할 수 있고 국소 및 전신 독성이 비교적 낮기 때문입니다. 이러한 약물의 작용 기전은 용액에서의 화학적 거동에 기초합니다. 임상적으로 사용되는 모든 국소마취제는 공통적인 구조적 요소, 즉 방향족 고리와 중간 사슬로 연결된 아민기를 가지고 있습니다. 국소마취제는 통증 자극 전달을 차단하는 것 외에도 중추신경계, 심혈관계 및 신경근 전달에 임상적으로 유의미한 부수적 효과를 나타냅니다.

중추신경계에 미치는 영향

국소 마취제는 혈액뇌장벽(BBB)을 쉽게 통과하여 중추신경계를 자극하고, 과다 복용 시 중추신경계를 억제합니다. 중추신경계의 반응 효과는 약물의 혈중 농도와 관련이 있습니다. 혈장 내 마취제의 소위 치료 농도에서는 최소한의 효과가 관찰됩니다. 경미한 독성 증상은 혀와 입 주변 피부의 감각 저하로 나타나며, 이는 이명, 안진, 현기증을 동반할 수 있습니다. 혈장 내 마취제 농도가 지속적으로 증가하면 불안과 떨림의 형태로 중추신경계를 자극합니다. 이러한 증상은 약물 농도가 독성 수준에 근접했음을 나타내며, 경련, 혼수, 혈액 순환 및 호흡 정지로 나타납니다.

심혈관계에 미치는 영향

국소마취제는 말초 세동맥 확장과 심근 수축 저하를 유발합니다. 혈장 리도카인 농도가 2~5μg/mL일 때는 말초 혈관 확장이 거의 또는 전혀 일어나지 않으며, 수축력, 이완기 용적, 이산화탄소 농도에도 거의 또는 전혀 변화가 없습니다. 리도카인 농도가 5~10μg/mL일 때는 심근 수축력이 점진적으로 악화되고, 이완기 용적이 증가하며, 이산화탄소 농도가 감소합니다. 10μg/mL 이상의 농도에서는 전체 말초 혈관 저항이 감소하고 심근 수축력이 현저히 감소하여 심각한 저혈압을 유발합니다. 국소마취제의 심혈관계 영향은 대부분의 부위마취제에서 나타나지 않지만, 의도치 않은 혈관 내 주입으로 인해 혈중 농도가 높아지는 경우가 있습니다. 이러한 상황은 경막외 마취제에서 절대적 또는 상대적 과다 투여로 인해 흔히 발생합니다.

일부 국소 마취제는 심장에 항부정맥 효과를 나타냅니다. 프로카인은 불응기를 증가시키고, 흥분역치를 증가시키며, 전도 시간을 증가시킵니다. 프로카인은 항부정맥제로 사용되지는 않지만, 프로카인아미드는 심장 부정맥 치료에 여전히 널리 사용됩니다.

신경근 전도에 미치는 영향

국소 마취제는 신경근 전도에 영향을 미칠 수 있으며, 특정 상황에서는 탈분극성 및 비탈분극성 근이완제의 효과를 증강시킬 수 있습니다. 또한, 악성 고열 발생과 부피바카인 사용의 연관성을 시사하는 보고도 있습니다.

약동학

물리화학적 특성

분자의 구조적 변화는 약물의 물리화학적 특성에 상당한 영향을 미치며, 이는 국소 마취제의 효능과 독성을 조절합니다. 지용성은 마취 효능의 중요한 결정 요인입니다. 국소 마취제의 방향족 또는 아민 부분의 변화는 지질 용해도를 변화시켜 마취 효능을 변화시킬 수 있습니다. 또한, 중간 연결 고리의 길이를 늘리면 마취 효능이 임계 길이에 도달할 때까지 증가하다가 이후 일반적으로 감소합니다. 단백질 결합도가 증가하면 국소 마취 작용 시간이 증가합니다. 따라서 에테르계 국소 마취제 프로카인의 방향족 잔기에 부틸기를 첨가하면 지질 용해도와 단백질 결합력이 증가합니다. 이러한 방식으로 활성이 높고 작용 지속 시간이 긴 테트라카인을 얻을 수 있었습니다.

따라서 국소마취제의 주요 약리작용의 심각성은 지질 용해도, 혈장 단백질과 결합하는 능력, pKa에 따라 달라집니다.

지방 용해도

지용성이 높은 약물은 세포막을 쉽게 통과합니다. 일반적으로 지용성이 높은 국소 마취제는 효과가 더 강하고 작용 지속 시간이 더 깁니다.

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단백질 결합

마취 작용 지속 시간 증가는 혈장 내 잔류 능력 증가와 관련이 있습니다. 단백질 결합은 확산 가능한 유리 약물의 양을 감소시키지만, 국소 마취를 유지하기 위한 약물 침착을 제공합니다. 또한, 더 많은 양의 활성 약물이 혈장 단백질에 결합하면 국소 마취제의 전신 독성 발생 가능성이 줄어듭니다.

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해리상수

이온화도는 약물 분포에 중요한 역할을 하며, 비이온화 형태만이 세포막을 쉽게 통과하기 때문에 주요 약리 작용의 강도를 크게 결정합니다. 물질의 이온화도는 물질의 특성(산 또는 염기), pKa 및 해당 물질이 위치한 환경의 pH에 따라 달라집니다. 약물의 pKa는 약물의 50%가 이온화된 형태로 존재하는 pH 값입니다. 약염기는 산성 용액에서 더 많이 이온화되므로 pH가 감소하면 염기의 이온화가 증가합니다. 국소 마취제는 pKa 값이 7.6에서 8.9 사이인 약염기입니다. 생리적 pH(7.4)에 가까운 pKa 값을 갖는 국소 마취제는 용액에서 비이온화 형태의 분자 농도가 더 높은 것으로 나타납니다(신경초와 막을 통해 작용 부위로 더 쉽게 확산됨). 이는 pKa 값이 높은 국소 마취제보다 높습니다. pKa가 높은 약물은 생리적 pH에서 더 많이 해리되므로 신경초와 막에 침투할 수 있는 해리되지 않은 약물이 줄어듭니다. 따라서 생리적 pH에 가까운 pKa 값을 가진 국소 마취제는 작용 발현 시간이 더 빠른 경향이 있습니다(리도카인 - 7.8; 메피바카인 - 7.7).

위의 내용을 고려하면, 아미노 에스테르인 프로카인과 테트라카인의 낮은 효능에 대한 이유가 더욱 명확해집니다. 표 6.2에서 볼 수 있듯이, 프로카인은 낮은 지질 용해도, 약한 단백질 결합력, 그리고 매우 높은 pKa 값을 특징으로 합니다. 반면, 테트라카인은 적어도 두 가지 측면에서 이상적인 국소 마취제에 근접합니다. 이는 임상의들에게 잘 알려진 사실, 즉 높은 효능으로 확인됩니다. 높은 pKa로 인해 테트라카인의 긴 잠복기를 이해할 수도 있지만, 혈중 활성 물질의 농도가 높은 것은 단백질과의 결합력이 부족하기 때문입니다. 프로카인이 단순히 약한 국소 마취 효과를 특징으로 한다면, 테트라카인은 매우 독성이 강한 국소 마취제로 간주되어야 합니다. 결과적으로, 오늘날 테트라카인은 도포 및 지주막하 마취에만 사용할 수 있습니다.

반면, 현대 국소 마취제인 아미노아미드(리도카인, 울트라카인, 부피바카인)는 물리화학적 특성 면에서 프로카인이나 테트라카인과 유리하게 다르며, 이는 높은 효능과 충분한 안전성을 예견하게 합니다. 이러한 각 약물에 내재된 물리화학적 특성의 합리적인 조합은 사용 시 광범위한 임상적 가능성을 예견합니다.

고효능 국소마취제(아르티카인과 로피바카인)의 등장은 다양한 전도 차단술에 적합한 국소마취제 선택의 폭을 넓혀줍니다. 아르티카인은 특이한 물리화학적 특성을 가진 새로운 국소마취제입니다. pKa = 8.1, 지질 용해도 - 17, 단백질 결합 - 94%. 이는 아르티카인의 최소 독성과 짧은 잠복기와 비교적 긴 작용 지속 시간을 특징으로 하는 임상 약리학적 특징을 설명합니다.

국소마취제 투여 시 체내 국소마취제의 약동학적 거동에 대한 지식은 매우 중요합니다(표 6.3). 국소마취제의 전신 독성과 치료 효과의 심각성은 흡수 과정과 전신 분포 과정의 균형에 달려 있기 때문입니다. 주사 부위에서 국소마취제는 혈관벽을 통해 혈액으로 침투하여 전신 순환계로 들어갑니다. 중추신경계와 심혈관계로의 활발한 혈액 공급과 국소마취제의 높은 지질 용해도는 이러한 시스템에서 빠르게 분포되고 농도가 잠재적으로 독성 수준까지 증가하기 쉽습니다. 이는 이온화(양이온은 막을 통과하지 못함), 단백질 결합(결합된 약물 또한 막을 통과할 수 없음), 생체변환 및 신장 배설 과정을 통해 상쇄됩니다. 약물은 국소 혈류, 농도 구배 및 용해도 계수에 따라 다른 장기와 조직으로 재분포됩니다.

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흡수

국소 마취제의 약동학은 흡수 동역학과 전신 분포 및 제거 동역학이라는 두 가지 주요 과정으로 나눌 수 있습니다.

인체에서 국소마취제에 대한 대부분의 약동학 연구는 약물 투여 후 다양한 시점에서 혈중 농도를 측정하는 것을 포함합니다. 혈장 약물 농도는 주사 부위에서의 흡수, 조직 간질 분포, 그리고 제거(대사 및 배설)에 따라 달라집니다. 전신 흡수 정도를 결정하는 요인에는 국소마취제의 물리화학적 특성, 용량, 투여 경로, 용액에 혈관수축제를 첨가하는 방식, 국소마취제의 혈관활성 특성, 그리고 기저 질환으로 인한 병태생리학적 변화 등이 있습니다.

따라서 경막외 주사 후 전신 흡수는 국소 마취제 저장고 형성과 흡수 자체라는 두 단계 과정으로 설명할 수 있습니다. 예를 들어, 단백질 결합력이 높고 장시간 작용하는 지용성 마취제의 경막외 공간 흡수는 더 느리게 진행됩니다. 이는 경막외 공간의 지방 및 기타 조직에서 약물이 더 오래 지연되기 때문일 수 있습니다. 에피네프린의 혈관 수축 효과는 장시간 작용하는 약물의 흡수 및 작용 지속 시간에 유의미한 영향을 미치지 않는다는 것이 분명합니다. 동시에 장시간 작용하는 약물의 느린 흡수는 전신 독성을 덜 유발합니다.

주사 부위 또한 약물의 전신 흡수에 영향을 미치는데, 혈류와 국소 마취제와 결합할 수 있는 조직 단백질의 존재가 주사 부위의 약물 흡수 활성을 결정하는 중요한 요소이기 때문입니다. 늑간 차단술 후 혈중 농도가 가장 높았으며, 이는 미부 차단술, 경막외 차단술, 상완신경총 차단술, 대퇴신경 및 좌골신경 차단술, 그리고 국소 마취액의 피하 침투 순서로 감소했습니다.

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분포 및 배설

국소마취제가 주사 부위에서 흡수되어 전신 순환계로 들어간 후, 국소마취제는 주로 혈액에서 간질액과 세포내액으로 이동한 다음 주로 대사를 통해 제거되고 소량은 신장을 통해 배출됩니다.

약물의 분포는 지질 용해도, 혈장 단백질 결합, 이온화 정도와 같은 물리화학적 특성뿐만 아니라 생리적 조건(국소 혈류)에 의해 영향을 받습니다. 장시간 작용하는 아미드 국소 마취제는 단시간 작용하는 아미드 및 에스테르 국소 마취제보다 혈장 단백질에 더 많이 결합합니다. 또한, 이러한 국소 마취제는 적혈구에도 결합하며, 혈액/혈장 농도비는 혈장 결합에 반비례합니다. 대부분의 주요 아미드 국소 마취제의 주요 결합 단백질은 α-당단백질산이며, 신생아에서 메피바카인 결합이 감소하는 것은 특히 α1-당단백질산의 함량이 낮기 때문으로 설명됩니다.

아마이드계 마취제는 주로 간에서 대사되므로 심부전, 간경변, 간 혈류 감소 등의 질병 상태에서는 클리어런스가 감소합니다.

에스테르 마취제는 혈장과 간에서 모두 분해되어 혈장 콜린에스테라제에 의해 빠르게 가수분해됩니다. 대사 속도는 약물마다 상당히 다릅니다. 클로로프로카인은 가수분해 속도가 가장 빠르고(4.7 μmol/ml xh), 프로카인은 1.1 μmol/ml xh, 테트라카인은 0.3 μmol/ml xh입니다. 이것이 두 약물의 독성 차이를 설명합니다. 클로로프로카인은 에스테르 계열 약물 중 독성이 가장 낮고, 테트라카인은 가장 독성이 강한 마취제입니다. 국소 마취제는 신장과 간에서 주로 대사산물 형태로 배출되며, 대사되지 않은 상태로 배출되는 경우도 적습니다.

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금기사항

국소마취제 사용에 대한 금기사항은 다음과 같습니다.

• 국소 마취제에 대한 알레르기 반응의 징후
• 투여 예정 부위에 감염이 존재하는 경우.

상대적 금기사항에는 저단백혈증, 빈혈, 대사성 산증 및 고탄산혈증과 관련된 모든 상태가 포함됩니다.

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내약성 및 부작용

알레르기 반응

국소 마취제 알레르기는 매우 드물며 국소 부종, 두드러기, 기관지 경련, 아나필락시스로 나타날 수 있습니다. 피부염은 피부 도포 후 또는 치과에서 접촉성 피부염으로 발생할 수 있습니다. 에스테르 마취제 유도체, 즉 파라아미노벤조산 유도체는 대부분의 과민 반응을 유발하며, 아미드 국소 마취제에 대한 과민 반응은 극히 드물지만, 리도카인에 대한 과민 반응은 보고된 바 있습니다.

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국소 독성

국소 독성의 한 예로 리도카인을 사용하여 지주막하 마취를 시행할 때 "말꼬리" 증후군이 발생하는 것을 들 수 있습니다. 널리 사용되는 이 약물이 해로운 영향을 미치는 주된 이유는 마취제와 지주막하 신경 구조 사이의 확산 장벽이 약하기 때문입니다. 각 기법에 권장되는 것보다 더 고농축 용액을 사용하면 신경학적 결손이 발생할 수 있으며, 이는 국소 마취제와 관련된 국소 독성의 징후입니다.

전신 독성

국소 마취제가 혈액으로 과도하게 흡수되면 전신 독성 반응이 발생합니다. 이는 대부분 우발적인 혈관 내 주사, 또는 병리학적 변화, 약물 과다 복용으로 인한 절대적 또는 상대적 부작용입니다. 국소 마취제 독성의 심각성은 동맥 혈장 내 약물 농도와 밀접한 관련이 있습니다. 혈장 내 약물 농도, 즉 마취제 독성을 결정하는 요인에는 주사 부위 및 주사 속도, 투여 용액의 농도 및 약물 총 용량, 혈관수축제 사용, 다양한 조직에서의 재분포 속도, 이온화 정도, 혈장 및 조직 단백질과의 결합 정도, 대사 및 배설 속도 등이 있습니다.

독성 반응의 임상상

국소마취제의 독성 효과는 심혈관계(CVS)와 중추신경계(CNS)의 변화로 나타납니다. 국소마취제에 대한 독성 반응은 CNS와 CVS 모두에서 4단계로 나타납니다.

임산부는 심혈관계에 미치는 부피바카인의 독성 효과에 특히 민감합니다. 심혈관계는 중추신경계보다 국소마취제의 독성 효과에 더 강하지만, 강력한 국소마취제, 특히 부피바카인은 심혈관계 기능에 심각한 손상을 초래할 수 있습니다. 심실성 부정맥 사례도 보고되었습니다.

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독성 반응 치료

국소 마취 중 환자 안전을 위해서는 독성 반응을 조기에 적시에 진단하고 즉시 치료를 시작하는 것이 중요합니다. 독성 반응 치료를 위한 모든 장비와 약물을 준비하고 사용할 준비를 하는 것이 필수적입니다. 두 가지 기본 규칙이 있습니다.

• 항상 산소를 사용하고, 필요하다면 마스크를 통한 인공호흡을 실시하세요.
• 경련이 15~20초 이상 지속될 경우 100~150mg 티오펜탈이나 5~20mg 디아제팜을 정맥 투여하여 경련을 멈춥니다.

일부 전문가들은 50~100mg의 숙사메토늄을 투여하는 것을 선호하는데, 이는 발작을 빠르게 멈추게 하지만 기관내 삽관과 인공호흡이 필요합니다. 독성 반응의 증상은 나타난 것처럼 빠르게 사라질 수 있지만, 이 시점에서는 수술을 연기하고 다른 방법(예: 경막외 마취 대신 척추 마취)으로 전도 차단술을 다시 시행할지, 아니면 전신 마취로 전환할지 결정해야 합니다.

저혈압이나 심근경색 증상이 나타나면 알파 및 베타 아드레날린 작용을 가진 혈관수축제, 특히 에페드린을 15~30mg 정맥 투여해야 합니다. 에피네프린을 함유한 국소마취제를 사용하면 마취 중 플루오로탄 흡입이 완전히 차단됩니다. 플루오로탄 흡입은 심근의 카테콜아민 감작을 유발하여 심각한 부정맥을 유발할 수 있기 때문입니다.

국소마취제 과다 복용으로 인한 심정지는 장기간의 집중적인 소생술을 필요로 하지만, 종종 실패합니다. 따라서 중독 예방을 위한 모든 조치를 소홀히 하지 않고 예방 조치를 준수해야 합니다. 집중 치료는 발병 초기부터 시작해야 합니다.

상호 작용

리도카인을 사용하여 국소 마취를 시행하는 경우, 심실 조기수축을 치료하기 위해 리도카인을 사용하려고 시도할 경우 절대적 또는 상대적 약물 과다복용의 위험이 항상 존재하며, 이는 전신 독성으로 이어질 수 있습니다.

베타 차단제 중단 필요성에 대한 재고는 국소 차단 시 국소 마취제를 신중하게 사용해야 함을 시사하는데, 이는 국소 교감신경 차단의 효과로 가려질 수 있는 위협적인 서맥 발생 위험 때문입니다. 마찬가지로, 국소 차단 시 알파-아드레날린 수용체 차단제(드로페리돌)를 사용하는 경우에도 서맥 및 저혈압의 위험이 존재합니다.

혈관수축제

국소 차단에 혈관수축제를 사용하는 것은 적어도 두 가지 독립적인 측면을 가지고 있습니다. 혈관수축제는 주사 부위에서 국소 마취제의 흡수를 늦춤으로써 국소 차단의 효과를 증진시키고 안전성을 높일 수 있다는 것이 일반적으로 알려져 있습니다. 이는 중추(분절) 신경 차단과 말초 신경 차단 모두에 적용됩니다. 최근 척수 젤라틴 물질의 아드레날린성 항통증수용체 시스템에 대한 에피네프린의 직접적인 아드레날린 유사 작용 기전이 매우 중요하게 연구되고 있습니다. 이러한 직접적인 작용으로 인해 국소 마취제의 주요 약리학적 효과가 강화됩니다. 이 기전은 경막외 마취보다 척수 마취에서 더욱 중요합니다. 동시에, 척수로의 혈액 공급의 특수성으로 인해, 척수 동맥에 과도한 농도의 에피네프린이 국소적으로 작용하여 심각한 신경학적 결과를 초래하는 허혈성 손상의 위험을 간과해서는 안 됩니다. 이 상황에서 합리적인 해결책은 고정 용량의 에피네프린(5mcg/ml)을 함유한 일반 용액을 사용하거나 국소 마취제에 즉석으로 첨가하는 것을 거부하는 것으로 보입니다. 후자의 결론은 임상 실무에서 에피네프린을 점적 형태로 대략적으로 투여하는 것이 종종 허용된다는 사실에서 비롯되는데, 이는 국내 논문, 매뉴얼, 그리고 때로는 국소 마취제에 대한 주석에도 언급되어 있습니다. 이러한 용액을 준비하는 안전한 방법은 에피네프린을 최소 1:200,000의 농도로 희석하는 것인데, 이는 0.1% 에피네프린 용액 0.1ml를 국소 마취제 용액 20ml에 첨가하는 것과 같습니다. 이러한 병용 요법은 1단계 경막외 차단술에서는 정당화되는 반면, 산부인과에서 널리 사용되는 마취제 장기 주입에서는 신경학적 합병증 발생 가능성이 몇 배나 증가합니다. 말초 차단을 시행할 때, 특히 치과 진료에서는 1:100,000으로 희석한 에피네프린을 사용하는 것이 허용됩니다.

에스터 계열 국소 마취제는 가수분해되어 파라아미노벤조산을 형성하는데, 이는 설폰아미드의 약리 작용 길항제입니다. 아미노 에스테르는 동일한 효소에 의해 대사되므로 숙사메토늄의 효과를 연장시킬 수 있습니다. 항콜린에스테라제 약물은 정상 용량의 프로카인의 독성을 증가시켜 가수분해를 억제합니다. 선천적 혈장 콜린에스테라제 기형이 있는 환자에서는 노보카인 대사도 감소합니다.

주의 사항

대부분의 경우 독성 반응은 다음과 같은 몇 가지 규칙을 따르면 피할 수 있습니다.

• 마스크를 사용하여 산소를 흡입하지 않고 마취를 시작하지 마십시오.
• 항상 권장되는 복용량만 사용하십시오.
• 바늘이나 카테터를 통해 국소 마취제를 주입하기 전에 항상 흡인 테스트를 실시하세요.
• 에피네프린이 함유된 용액의 시험 용량을 사용하십시오. 바늘이나 카테터가 정맥 내강에 위치하는 경우, 시험 용량은 주사 후 30~45초 후에 심박수를 급격히 증가시킵니다. 빈맥은 빠르게 사라지지만, 이 경우 지속적인 심전도(ECG) 모니터링이 필요합니다.
• 많은 양의 약물을 사용하거나 정맥 주사로 투여해야 하는 경우(예: 정맥 국소 마취) 독성이 최소화된 약물을 사용해야 하며 신체 내에서 약물이 천천히 분포되도록 해야 합니다.
• 항상 천천히(10ml/분 이상 빠르지 않게) 투여하고 환자와 구두로 접촉하여 독성 반응의 최소한의 증상이 나타나면 즉시 보고할 수 있도록 하세요.

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