Advances in Clinical and Experimental Medicine

Title abbreviation: Adv Clin Exp Med
JCR Impact Factor (IF) – 2.1
5-Year Impact Factor – 2.2
Scopus CiteScore – 3.4 (CiteScore Tracker 3.4)
Index Copernicus  – 161.11; MEiN – 140 pts

ISSN 1899–5276 (print)
ISSN 2451-2680 (online)
Periodicity – monthly

Download original text (EN)

Advances in Clinical and Experimental Medicine

2011, vol. 20, nr 3, May-June, p. 249–253

Publication type: original article

Language: English

The Effects of Sevoflurane and Propofol on Oxygenation and Lung Perfusion During One-Lung Ventilation in an Animal Model

Wpływ znieczulenia z udziałem sewofluranu lub propofolu na utlenowanie krwi i perfuzję płucną podczas wentylacji jednego płuca – doświadczenia z użyciem modelu zwierzęcego

Volker Loeb1,2,, Niels-Peter Preussler1,, Elke Gaser1,, Torsten Schreiber1,3,, Lars Hueter1,3,, Wahedullah Karzai1,3,, Harald Schubert4,, Konrad Schwarzkopf1,2,

1 Department of Anesthesiology and Intensive Care Medicine, University of Jena, Germany

2 Department of Anesthesiology and Intensive Care Medicine, Klinikum Saarbruecken, Germany

3 Department of Anesthesiology and Intensive Care Medicine, Zentralklinik Bad Berka, Germany

4 Institute for Experimental Animals, University of Jena, Germany

Abstract

Background. Thoracic surgery often requires one-lung ventilation. During one-lung ventilation, arterial oxygenation depends on the distribution of lung perfusion between the ventilated and the non-ventilated lung.
Objectives. This study investigates the effects of sevoflurane and propofol on pulmonary perfusion and arterial oxygenation during one-lung ventilation in living animals at comparable mean arterial pressures.
Material and Methods. A prospective study with a crossover design involving 12 pigs was carried out at the Institute for Experimental Animals, University of Jena, Germany. After the induction of anesthesia, a left-sided double-lumen tube was inserted via tracheotomy. One-lung ventilation was started with 1.0 FiO2, and anesthesia was continued with either propofol or sevoflurane (2.6% end-tidal concentration). After stabilization, the hemodynamic parameters and oxygenation were recorded, and differential lung perfusion was measured with colored microspheres. Then the anesthetic was changed and, after another stabilization period, the measurements were repeated.
Results. The arterial oxygenation, mixed venous pO2, non-ventilated lung perfusion and shunt fraction were comparable during one-lung ventilation with both agents, whereas cardiac output was reduced during sevoflurane anesthesia (p < 0.05).
Conclusion. In a clinically relevant animal model of one-lung ventilation, sevoflurane, as compared with propofol, did not increase the non-ventilated lung perfusion and shunt fraction and did not worsen arterial oxygenation.

Streszczenie

Wprowadzenie. Chirurgia klatki piersiowej wymaga często wentylacji jednego płuca. Podczas wentylacji jednego płuca utlenowanie krwi tętniczej jest zależne od ukrwienia płuca wentylowanego i niewentylowanego.
Cel pracy. Określenie wpływu sewofluranu lub propofolu na perfuzję płucną i utlenowanie krwi tętniczej podczas wentylacji jednego płuca u zwierząt o porównywalnych parametrach hemodynamicznych.
Materiał i metody. W badaniu prospektywnym cross over design Instytutu Badań Doświadczalnych na Zwierzętach Kliniki Uniwersyteckiej w Jenie zbadano 12 świń. Po indukcji znieczulenia wprowadzano przez otwór tracheostomijny lewostronną rurkę o podwójnym świetle. Wentylację jednego płuca rozpoczynano od wdechowej koncentracji tlenu równej 1,0. Randomizowane znieczulenie przeprowadzano z użyciem propofolu lub sewofluranu (koncentracja końcowowydechowa 2,3%). Po fazie stabilizacji rejestrowano parametry hemodynamiczne i utlenowanie, perfuzję płuc mierzono za pomocą znaczonych barwnikami mikrosfer. Następnie zmieniano anestetyk i po ponownej fazie stabilizacji powtarzano pomiary.
Wyniki. Utlenowanie krwi tętniczej, ciśnienie parcjalne tlenu we krwi żylnej mieszanej, perfuzja niewentylowanego płuca i wewnątrzpłucny przeciek prawo-lewy były w przypadku obu środków znieczulających porównywalne, a pojemność minutowa serca była zmniejszona w znieczuleniach z użyciem sewofluranu (p < 0,05).
Wnioski. W przypadku wentylacji jednego płuca klinicznie istotnego modelu zwierzęcego sewofluran nie powodował zwiększenia perfuzji niewentylowanego płuca i wewnątrzpłucnego przecieku prawo-lewego w porównaniu do propofolu. Utlenowanie krwi tętniczej również się nie pogorszyło.

Key words

thoracic surgery, one-lung ventilation, propofol, sevoflurane, lung perfusion

Słowa kluczowe

chirurgia klatki piersiowej, wentylacja jednego płuca, propofol, sewofluran, perfuzja płucna

References (14)

  1. Nakayama M, Murray PA: Ketamine preserves and propofol potentiates hypoxic pulmonary vasoconstriction compared with conscious state in chronically instrumented dogs. Anesthesiology 1999, 91, 760–771.
  2. Ishibe Y, Gui X, Uno H, Shiokawa Y, Umeda T, Suekane K: Effect of sevoflurane on hypoxic pulmonary vasoconstriction in isolated rabbit lungs. Anesthesiology 1993, 79, 1348–1353.
  3. Loer SA, Scheeren TW, Tarnow J: Desflurane inhibits pulmonary hypoxic vasoconstriction in isolated rabbit lungs. Anesthesiology 1995, 83, 552–556.
  4. Marshall C, Lindgren L, Marshall BE: Effects of halothane, enflurane, and isoflurane on hypoxic pulmonary vasoconstriction in rat lungs in vitro. Anesthesiology 1984, 60, 304–308.
  5. Beck DH, Doepfmer UR, Sinemus C, Bloch A, Schenk MR, Kox WJ: Effects of sevoflurane and propofol on pulmonary shunt fraction during one-lung ventilation for thoracic surgery. Br J Anaesth 2001, 86, 38–43.
  6. Pruszkowski O, Dalibon N, Moutafis M, Jugan E, Law-Koune JD, Laloe PA, Fischler M: Effects of propofol vs sevolurane on arterial oxygenation during one-lung ventilation. Br J Anaesth 2007, 98, 539–544.
  7. Schwarzkopf K, Hueter L, Schreiber T, Preussler N, Loeb V, Karzai W: Oxygenation during one-lung ventilation with propofol or sevoflurane. Middle East J Anesthesiol 2009, 20, 397–400.
  8. Schwarzkopf K, Schreiber T, Preußler N, Gaser E, Hueter L, Bauer R, Schubert H, Karzai W: Lung perfusion, shunt fraction, and oxygenation during one-lung ventilation in pigs: The effects of desflurane, isoflurane, and propofol. J Cardiothor Vasc An 2003, 17, 73–75.
  9. Schwarzkopf K, Schreiber T, Bauer R, Schubert H, Preußler N, Gaser E, Klein U, Karzai W: The effects of increasing concentrations of isoflurane and desflurane on pulmonary perfusion and systemic oxygenation during one-lung ventilation in pigs. Anesth. Analg. 2001, 93, 1434–1438.
  10. Schwarzkopf K, Schreiber T, Gaser E, Preußler N, Hueter L, Schubert H, Rek H, Karzai W: The effects of xenon or nitrous oxide supplementation on systemic oxygenation and pulmonary perfusion during one-lung ventilation in pigs. Anesth Analg 2005, 100, 335–339.
  11. Hueter L, Schwarzkopf, Preußler N, Schubert H, Schreiber T: The level of cardiac output affects the relationship and agreement between pulmonary artery and transpulmonary aortic thermodilution measurements in an animal model. J Cardiothor Vasc An 2007, 21, 659–663.
  12. Hueter L, Schwarzkopf, Preußler N, Gaser E, Bauer R, Schubert H, Schreiber T: Effects of arginine vasopressin on oxygenation and haemodynamics during one-lung ventilation in an animal model. Anaesth Intensive Care 2008, 36, 162–166.
  13. Walter B, Bauer R, Gaser E, Zwiener U: Validation of the multiple colored microsphere technique for regional blood flow measurements in newborn piglets. Basic Res Cardiol 1997, 92, 191–200.
  14. Eisenkraft JB: Effects of anaesthetics on pulmonary circulation. Br J Anaesth 1990, 65, 63–78.
© Wroclaw Medical University