Диффузия местно-анестезирующего раствора в тканях при инфильтрационной анестезии на верхней челюсти и факторы, влияющие на нее

Ключевым звеном в достижении эффективного местного обезболивания является блокирование передачи импульсов по нервным волокнам, которые передают возбуждение из области вмешательства в центральную нервную систему. Чтобы добиться блокады, надо создать достаточную концентрацию местного анестетика вокруг этих нервных волокон. Для этого необходимо, чтобы вводимый раствор местного анестетика диффундировал в область тканей, окружающих нервные волокна.

Диффузия (пассивный перенос) раствора в тканях зависит от ряда факторов:

— давления, с которым раствор местного анестетика вводится в ткани;

— скорости введения раствора;

— плотности тканей, через которые диффундирует раствор;

— объема введенного местно-анестезирующего раствора.

Наиболее эффективным и безопасным способом местной анестезии твердых тканей зубов на верхней челюсти является анестезия над надкостницей [3]. При этом способе анестетик вводится под слизистую оболочку над надкостницей в проекции верхушки корня обезболиваемого зуба. После этого раствор должен диффундировать через надкостницу в костномозговое пространство альвеолярного отростка верхней челюсти, где проходят верхние зубные нервы.

В настоящей работе исследованы факторы, влияющие на диффузию раствора при проведении инфильтрационной анестезии над надкостницей, с целью их последующего выбора для достижения наиболее эффективного обезболивания.

Исследования были проведены у 70 пациентов: 31 (44,3%) женщина и 39 (55,7%) мужчин в возрасте от 18 лет до 31 года, при лечении им зубов на верхней челюсти с диагнозами: кариес эмали (К02.0), кариес дентина (К02.1), пульпит (К04.0), и ортопедическое лечение — аномалии размеров и формы зубов (К00.2), адентии (К00.00), крапчатые зубы (К00.3). В исследование не были включены пациенты, имеющие сопутствующие заболевания в стадии декомпенсации и составляющие группу анестезиологического риска, которым требовалось проведение комбинированного анестезиологического пособия.

Для выполнения местной анестезии использовали наиболее эффективный в настоящее время анестетик на основе 4% раствора артикаина с эпинефрином в концентрации 1:100 000. При проведении анестезии вводили раствор в объеме 0,3—2,4 мл.

Для проведения анестезии использовали металлический аспирационный карпульный инъектор и автоматизированный компьютерный шприц Wand, а также иглы длиной 21 мм и диаметром 0,3 мм. Проведение аспирационной пробы было обязательным во всех случаях обезболивания металлическим аспирационным карпульным инъектором и компьютерным шприцем Wand, в котором как введение раствора, так и аспирационная проба автоматизированы.

Давление измеряли с помощью манометра МО 250 (1227), соответствующего ТУ 25.05.1664−74, с высоким классом точности 0,15. Скорость введения раствора в ткани определяли из соотношения объема введенного раствора и времени его введения при использовании карпульного инъектора либо заданием скорости введения при использовании автоматизированного компьютерного шприца Wand [1]. Скорость введения раствора в ткани измеряли в количестве миллилитров за 1 с (мл/с).

Поскольку основным путем, по которому диффундирует вводимый раствор, является межклеточное пространство, то плотность тканей оценивали по следующей методике. Перед проведением инъекции в области предполагаемого введения местноанестезирующего раствора измеряли импеданс тканей на различных частотах с помощью многофункционального биоимпедансного анализатора АВС-01 Медасс с программой ABC01_038. Отношение импедансов на частотах 500 и 5 кГц пропорционально объему внеклеточной жидкости относительно общей жидкости в тканях [2]. Для количественной оценки использовали нормированные показатели, т. е. показатели, отнесенные к соответствующим значениям, определенным у здоровых испытуемых, взятые в качестве условной нормы [7].

Проведены две серии исследований. В одной из них местно-анестезирующий раствор вводили с постоянной скоростью 0,006 мл/с или 0,03 мл/с, используя шприц Wand и измеряя давление. В другой — введение раствора осуществляли с постоянным давлением, определяя скорость введения раствора. При этом устанавливали значения давления, приведенные в таблице.

Для статистической оценки полученных результатов и определения достоверности различий между группами обследованных пациентов вычисляли среднее значение и стандартное отклонение показателя по группе. Для определения уровня значимости различий между двумя группами использовали критерий Стьюдента [6].

Изучение давления при медленном (0,006 мл/с) введении 0,9 мл раствора шприцем Wand показало, что по характеру динамики и количественным значениям возникающее давление значительно различается у разных пациентов. На основании сопоставления этих особенностей были выделены три группы обследованных (рис. 1).

В 1-й группе давление количественно было самым низким и изменялось плавно, увеличиваясь в течение первых 20 с до 30 мм рт.ст., а затем медленно повышаясь до 50 мм рт.ст. Во 2-й группе за первые 20—30 с давление возрастало в среднем почти до 90 мм рт.ст., а затем медленно снижалось, несмотря на продолжающееся введение раствора с той же скоростью, до 60 мм рт.ст. Медленное изменение давления в этих группах свидетельствует о том, что скорость диффузии раствора в тканях примерно соответствует скорости введения раствора из инъектора, т. е. 0,006 мл/с.

В связи с этим следует отметить, что в работах Т.Д. Федосеевой и С.А. Рабиновича [4, 5] при проведении интралигаментарной анестезии клинически была определена скорость введения анестетика в периодонтальные ткани, которую авторы не рекомендуют превышать. Как указывают авторы, введение раствора анестетика шприцем с дозатором следует проводить следующим образом: между каждыми дозами раствора объемом 0,06 мл должен быть временной промежуток не менее 7 с. Следовательно, скорость введения раствора, рекомендованная авторами, должна составлять не более 0,008 мл/с, что количественно близко к данным, полученным в настоящей работе.

В 3-й группе обследованных давление количественно было самым высоким и резко изменялось. В течение начального промежутка времени 20—30 с давление увеличивалось в среднем более чем до 100 мм рт.ст., после чего резко возрастало до 250 мм рт.ст. Такое изменение давления свидетельствует о том, что у обследованных этой группы, которая составляла 14,3% от общего количества, скорость диффузии раствора в этот период инъекции ниже, чем скорость введения раствора. Последующее введение раствора сопровождалось постепенным снижением давления до 100 мм рт.ст., что отражало увеличение скорости диффузии раствора.

Таким образом, у пациентов всех трех групп исследования динамика давления характеризуется начальным увеличением в течение первых 20—30 с. За это время при постоянной скорости введения (0,006 мл/с) в ткани инъецируется 0,12—0,18 мл раствора. Можно считать, что это тот объем, на который может увеличиваться межклеточное пространство в месте инъекции за счет эластического растяжения тканей. Как показали результаты проведенных исследований, этот объем примерно одинаковый для всех обследованных. Однако выявленная различная скорость диффузии отражает разную плотность тканей, что может влиять на эффективность местной анестезии.

Можно также отметить, что в межклеточной (тканевой) жидкости имеется постоянное давление, которое составляет 25—28 мм рт.ст. В соответствии с полученными данными, у пациентов всех групп давление раствора, до которого оно увеличивалось в этот начальный период инъекции, было больше, что и обеспечивало его диффузию. Для изучения влияния давления на скорость диффузии раствора была проведена серия исследований, при которых задавали постоянную величину давления. Определяя объем и время его введения, вычисляли среднюю скорость введения раствора. Полученные данные представлены на рис. 2.

Как видно на рис. 2, скорость введения раствора линейно увеличивается при повышении давления. Согласно известным рекомендациям [4], инъекцию следует проводить, вводя 1,8 мл за 1 мин, т. е. со скоростью 0,03 мл/с. По данным проведенного исследования, для этого необходимо создавать давление около 1000 мм рт.ст. Чтобы создать такое давление, надо давить на поршень шприца с силой около 1,5 кг. Учитывая то, что давить необходимо в течение достаточно продолжительного времени — от 30 с до 1 мин, эта задача может быть под силу не каждому доктору. А какое давление создается врачами в клинической практике при введении раствора?

Для выявления этих значений были проведены исследования с измерением давления во время проведения инъекции карпульным шприцем шестью врачами-стоматологами мужского пола, имеющими достаточный клинический опыт. На рис. 3 представлены результаты проведенных измерений.

Согласно полученным данным, при проведении инъекции рукой врача-стоматолога развивается давление, которое в среднем составляет 600—700 мм рт.ст., что может быть недостаточно для оптимальной диффузии раствора. Чтобы компенсировать недостаток физической силы, можно использовать автоматизированный инъектор.

В настоящей работе было изучена динамика давления при введении раствора шприцем Wand с использованием повышенной скорости, соответствующей рекомендованной (0,03 мл/с). Полученные данные (см. рис. 3), свидетельствуют о том, что с помощью автоматизированного инъектора создается высокое давление. Однако динамика давления представляется не совсем удовлетворительной по следующим причинам.

В течение начального периода (до 10 с), когда происходит введение первых 0,3 мл раствора, давление сравнительно низкое, статистически достоверно ниже, чем при введении карпульным шприцем врачами-стоматологами, так как процесс введения сопровождается эластическим растяжением тканей. В этот период диффузия раствора из места инъекции не высокая. В последние 10 с проведения инъекции развивается повышенное давление, что может приводить к гидравлическому препарированию тканей, которое является причиной постинъекционных болей. Таким образом, введение раствора местного анестетика с помощью автоматизированного инъектора, обеспечивающего постоянную скорость введения, характеризуется тем, что в начальный период инъекции создаются условия, при которых диффузия раствора в тканях снижена, а в завершающий период увеличивается риск развития местных постинъекционных осложнений. В связи с этим представляется, что проведение инъекции с соблюдением постоянного давления, а не постоянной скорости введения раствора является более перспективным для повышения эффективности местного обезболивания.

Дополнительными факторами, влияющими на диффузию раствора в ткани и в конечном счете на эффективность местной анестезии, при введении с постоянным давлением, являются плотность тканей и объем вводимого анестетика. Для оценки влияния этих факторов были проведены дополнительные исследования при введении раствора с постоянным давлением.

Изучение влияния плотности тканей, которую оценивали по количеству жидкости во внеклеточной среде относительно общей жидкости в тканях, показало, что этот параметр существенно влияет на скорость введения раствора. На рис. 4 представлены полученные результаты.

Выявлено, что при самом минимальном давлении введения раствора, равном 228 мм рт.ст. (кривая на графике обозначена Р228), скорость введения раствора составляет примерно 0,13 мл/с при значениях Z500/Z5-Н от 0,3 до 0,4. При этих значениях Z500/Z5-Н количество жидкости во внеклеточной среде относительно общей жидкости в тканях в 2,5—3 раза меньше, чем у добровольцев без стоматологических заболеваний. При увеличенном количестве жидкости во внеклеточной среде относительно общей жидкости в тканях (отеке), при котором Z500/Z5-Н составляет 1,2—1,4, скорость введения раствора снижается до 0,004—0,005 мл/с.

Аналогичная динамика была выявлена и при других исследованных значения давления введения: чем меньше жидкости во внеклеточной среде, тем выше скорость введения раствора при любом давлении введения. Увеличение количества жидкости во внеклеточной среде относительно общей жидкости в тканях в 4—5 раз (с 0,3—0,4 до 1,4—1,5 мл) приводит к снижению скорости введения раствора в 1,5—2 раза. Такое снижение может быть обусловлено тем, что при увеличении количества жидкости во внеклеточной среде, т. е. при развитии отека, возрастает давление межклеточной (тканевой) жидкости, которое препятствует поступлению раствора из инъектора.

Данные, представленные на рис. 4, свидетельствуют о том, что все три показателя, характеризующие процесс введения местно-анестезирующего раствора в ткани, взаимозависимы. При изучении влияния объема вводимого раствора оказалось, что он также влияет на этот процесс: чем больше объем, тем меньше средняя скорость введения раствора. Снижение скорости введения раствора при увеличении его объема было более выраженным при введении в ткани, у которых значения Z500/Z5-Н было меньше 1. Если введение раствора осуществляли при низком давлении, то снижение скорости введения раствора также было менее выраженным, чем при более высоком давлении. При пониженном давлении (менее 228—608 мм рт.ст.) средняя скорость введения статистически достоверно не изменялась с увеличением объема от 0,3—0,4 до 1,4—2,4 мл. При повышенном давлении (760—1140 мм рт.ст.) увеличение введенного объема приводило к снижению средней скорости введения в 1,3—2 раза. Это связано с тем, что скорость введения раствора превышала скорость его диффузии в тканях. Поэтому давление во внеклеточном пространстве прогрессивно увеличивалось, препятствуя поступлению раствора из шприца.

На основании анализа полученных данных, характеризующих довольно сложное взаимовлияние факторов, сопровождающих процесс введения местно-анестезирующего раствора в ткани, можно представить следующие особенности его диффузии.

Введение раствора в ткани сопровождается их эластическим растяжением, при котором вводимый раствор заполняет увеличивающееся межклеточное пространство. Чем больше давление введения раствора, тем быстрее происходит его заполнение. Если количество внеклеточной жидкости снижено относительно общей жидкости в тканях, то сопротивление вводимому раствору меньше, чем при повышенном количестве внеклеточной жидкости (отеке), так как развитие отека сопровождается увеличением давления во внеклеточной среде, которое препятствует вводимому раствору. Поэтому скорость введения раствора при отеке снижается. Таким образом, эффективность местной анестезии должна уменьшаться как при сниженном, так и при повышенном количестве жидкости во внеклеточной среде. При сниженном количестве жидкости во внеклеточной среде раствор быстро диффундирует из места его введения, а при отеке повышенное количество жидкости во внеклеточной среде снижает концентрацию местного анестетика. Поэтому для повышения эффективности местной анестезии в обоих случаях необходимо увеличивать объем и давление, под которым раствор вводится в ткани.