鞘內注射右美托咪定對瑞芬太尼誘發(fā)的大鼠術后痛覺過敏的影響

張粒子，張 婧，徐世元

0 引言

瑞芬太尼是一種人工合成的新型超短效阿片類藥物，具有起效快、鎮(zhèn)痛作用強、消除半衰期短等優(yōu)點，通過血漿和組織中非特異性酯酶代謝而不依賴于肝腎，在臨床麻醉中得到廣泛應用。在近年來臨床應用中發(fā)現，瑞芬太尼在停藥后可出現阿片類藥物誘發(fā)的痛覺過敏(Opioid-induced hyperalgesia，OIH)[1-3]，加重術后疼痛程度，影響術后急性疼痛的治療效果。目前OIH發(fā)生機制尚未完全明了，臨床亦尚未制定安全有效的防治方案。

右美托咪定(Dexmedetomidine，DEX)為高選擇性α2腎上腺素受體激動劑，有良好的鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛作用，已廣泛用于ICU內話不著的鎮(zhèn)靜。有研究報道，DEX可增強阿片類藥物的鎮(zhèn)痛作用，但關于其鞘內注射是否可防治瑞芬太尼誘發(fā)的術后痛覺過敏的研究為數不多。本研究擬建立瑞芬太尼致大鼠切口痛痛覺過敏模型，探索鞘內預先給予DEX對術后痛覺過敏的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 健康雄性Sprague Dawley大鼠，體重200～250 g，清潔級，由南方醫(yī)科大學實驗動物中心提供(SCXK2011-0015)。實驗前適應性飼養(yǎng)1周，室溫(24±2)℃，光照時間為8∶00～20∶00，自由攝取食物和飲水。隨機將大鼠分為5組，每組12只。各組操作及藥物泵注在3%七氟醚麻醉下進行。對照組(C組)鞘內注射生理鹽水10 μL，30 min后尾靜脈泵注生理鹽水0.1 mL/(kg·min)持續(xù)2 h，余不做任何處理；單純切口組(I組)及瑞芬太尼+切口痛組(R組)行右后足切開，術前1 h鞘內注射生理鹽水10 μL，術前30 min分別開始尾靜脈泵入生理鹽水0.1 mL/(kg·min)或瑞芬太尼1 μg/(kg·min)持續(xù)2 h；DEX(0.1 μg/kg)+瑞芬太尼+切口痛組(D1組)及DEX(1 μg/kg)+瑞芬太尼+切口痛組(D2組)在術前1 h鞘內注射10 μL相應劑量的DEX，其余處理與R組相同。各處理組實驗大鼠模型成功建立后，隨機分成2組，分別測定并計算出術前24 h及停藥后1、3、6、24、48 h(T0～T5時點)右后足的機械縮足閾值(Paw withdrawal mechanical threshold，PMWT)及熱縮足反射潛伏期(Paw withdrawal latency，PWL)。

1.2 試劑及器械 七氟醚(上海恒瑞醫(yī)藥公司，批號：H20070172)，鹽酸右美托咪定注射液(江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司，批號：H20090248，0.1 μg/kg及1 μg/kg根據大鼠體重生理鹽水稀釋至10 μL)，注射用鹽酸瑞芬太尼(宜昌人福藥業(yè)有限責任公司，批號：H20030197，溶于生理鹽水至10 μg/mL)。微量進液器，微量注射泵，von Frey filaments(Stoelting公司)，熱輻射刺激儀(Model390，IITC公司)。

1.3 大鼠切口痛模型的制備 按Brennan法[4]建立大鼠切口痛模型。3%七氟醚麻醉大鼠，右后足碘伏消毒，于足底近足跟0.5 cm處向趾部縱行切開一個長約1 cm的切口，用眼科鑷挑起足底肌肉縱向切開，保持肌肉起止及附著完整，按壓止血后用5-0絲線縫合皮膚。術后每日傷口涂抹金霉素軟膏預防感染，剔除出現切口感染或行為學明顯異常的大鼠。大鼠鞘內注射方法：背部備皮后常規(guī)消毒，以L4～5間隙為穿刺點。用30 G微量進液器從間隙正中穿刺，當針尖進入蛛網膜下腔時，可觀察到明顯的快速甩尾反應，緩慢注入相應藥物或生理鹽水。進液器在原位固定數秒后緩慢移除，以防止藥液外漏。

1.4 行為學檢測 測量前3 d每日將大鼠置于有機透明玻璃箱中適應2 h，所有測量于8∶00至18∶00間完成。

使用von Frey filaments(0.4～15 g)測量PMWT，于術前24 h及瑞芬太尼停藥后各時點測定。實驗前使之于箱中適應20 min，當大鼠自主活動停止、較安靜時，以不同力度的von Frey filaments垂直刺激大鼠足底切口周圍，持續(xù)6～8 s。大鼠在刺激時間內快速縮足、舔舐或喊叫記為陽性，自主活動引起的縮足反應除外。首先從2 g開始，如該力度刺激為陰性反應時，給予相鄰遞增力度刺激；如出現陽性反應，則給予相鄰遞減力度刺激。如此反復進行，直至出現第一次陰性與陽性(反之亦可)反應的交叉，再繼續(xù)測定4次，每次刺激至少間隔15 s。最大力度為15 g，超過此值記為15 g，以up-down法[5]計算PMWT。

按照Hargreaves法[6]進行熱痛閾測定，于術前24 h及瑞芬太尼停藥后各時間點使用熱輻射刺激儀測定右足熱痛覺閾值。測量前將大鼠置于透明玻璃箱中適應20 min，待大鼠安靜后使用熱輻射刺激儀照射大鼠右后足底緊貼玻璃板部位。調節(jié)光照強度，使基礎PWL為12～15 s，固定該光照強度進行后續(xù)測量。記錄照射開始至大鼠出現明顯縮足或舔足的時間，截止時間為20 s以防止損傷。各時點每只大鼠測定3次，取其平均值，每次測定間隔5 min。

2 結果

2.1 各組大鼠PMWT變化 術前各組大鼠PMWT差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。I組的PMWT在T1～T4時點較術前均顯著降低，在T1點由術前(14.50±1.23)g降至(4.41±0.95)g，且低于C組相應的時點，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)，至T5時點恢復術前水平。R組在T2～T5時點PMWT均顯著低于I組，于T3降至最低(3.46±0.71)g，在T5點(停藥后48 h)仍低于術前。D1、D2組在T1、T2時點顯著高于I組，而D2組在T3時點亦顯著高于I組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；在T4、T5時點，D1、D2組與I組間無顯著差異。D1、D2組在T1～T5時點的PMWT值較R組均明顯升高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。D2組大鼠的PMWT在T1～T3時點均顯著高于D1組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，其余時點無顯著差異。

圖1 各組大鼠不同時點右后足PMWT(n=6)

圖2 各組大鼠不同時點右后足PWL(n=6)

2.2 各組大鼠PWL變化 術前各組大鼠PWL差異無統(tǒng)計學意義。I組停藥后大鼠右后足的PWL均比術前降低，在T3時點降至最低(9.62±1.17)s，且在T1～T5各時點均顯著低于C組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；R組在T1～T4各時點PWL均顯著低于I組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，在T3時點降至最低值(5.21±0.58)s，至停藥后48 h仍低于術前；D1、D2組大鼠的PWL在T1～T5各時點均高于R組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；D2組大鼠在T1、T2時點的PWL顯著高于I組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；且在T2～T4時點，D2組大鼠的PWL較D1組顯著增高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，而在T1、T5時點，D1、D2組比較差異無統(tǒng)計學意義。

3 討論

近十年來，鎮(zhèn)痛藥物及技術在不斷地發(fā)展進步，然而術后急性疼痛的治療效果，尤其是患者對治療的滿意度并未隨之而提高，其中術后痛覺過敏是影響術后鎮(zhèn)痛治療的主要原因之一。術后痛覺過敏包含神經病理性、炎性痛覺過敏及OIH等成分，其不同于一般生理性疼痛，表現為患者的痛覺閾值下降，亦可出現疼痛過敏的范圍擴大，增加術后鎮(zhèn)痛藥的消耗量及患者心理、生理應激，影響術后恢復。阿片類藥物為疼痛治療中的經典藥物，而人類及動物實驗研究均發(fā)現，阿片類藥物可反常性地引起痛覺敏感性的增高及疼痛區(qū)域的擴大[7-8]。OIH的產生與阿片類藥物的藥代動力學特點、使用劑量及療程有關，大劑量、短時間使用短效阿片類藥物為易發(fā)因素[9-10]。瑞芬太尼為超短效的阿片類藥物，因而停藥后可引起痛覺過敏加重術后疼痛。而脊髓是痛覺過敏形成的關鍵部位[11]，故本研究采用鞘內注射的方式，觀察DEX在脊髓水平對瑞芬太尼引起大鼠術后疼痛的作用。

大鼠足底切口痛模型為研究術后疼痛的經典模型，術后大鼠出現自發(fā)性疼痛和痛閾的降低，痛覺敏感性增高，與臨床上術后疼痛的表現相似。本研究采用此模型，并在七氟醚吸入麻醉下予以瑞芬太尼尾靜脈持續(xù)泵注，與臨床手術過程相類似。參考同類研究[8]，本實驗瑞芬太尼靜脈輸注劑量為1 μg/(kg·min)，相對應于人的劑量為0.16 μg/(kg·min)，持續(xù)泵藥2 h，與臨床使用情況相近。本研究結果表明，單純切口組大鼠在停藥后1 h及3 h時，機械性痛閾及熱痛閾分別降至最低，停藥后24 h仍低于術前。而瑞芬太尼組大鼠停藥后的機械性痛閾及熱痛閾較單純右足切口組進一步降低，且最低值出現在停藥后3 h，持續(xù)至停藥后48 h，表明持續(xù)輸注瑞芬太尼后，可引起較強的術后痛覺過敏，加重單純切口引起的痛覺過敏，且延長術后疼痛持續(xù)的時間，此結果與其他研究結果一致[12]。

NMDA受體拮抗劑是研究最多的防治OIH的藥物，多數動物實驗及臨床研究表明可減輕OIH[13-14]。但NMDA受體拮抗劑如氯胺酮有幻覺、躁動、擬精神病癥狀、認知功能障礙等不良反應。亦有研究發(fā)現，鈣通道阻斷劑可防治術后痛覺過敏[15]，但其藥理作用較寬泛，不適合臨床用于痛覺過敏的防治。DEX是一種新型的高選擇性α2腎上腺素受體激動劑，具起效快、作用時間短、無呼吸抑制等優(yōu)點，并可維持術中的血流動力學穩(wěn)定[16-17]。DEX與阿片類藥物合用可產生協同的抗傷害效應[18]，可減少圍術期阿片類藥物的使用量，對于OIH亦有顯著的抑制作用[19-21]。與氯胺酮比較，DEX在有效抑制痛覺過敏的同時，術后不良反應的發(fā)生率較低[19]。多數臨床研究在麻醉誘導前后靜脈注射DEX[20,22-23]，亦有學者選擇手術結束前給藥[24]，劑量于0.2～1.0 μg/kg范圍內對瑞芬太尼誘發(fā)的痛覺過敏均有良好的抑制作用。動物實驗中，DEX在靜脈、腹腔、皮下等多種給藥方式下均表現出良好的預防痛覺過敏的作用[7]，但鮮有報道鞘內注射DEX對OIH的作用。有學者發(fā)現，鞘內注射0.75 μg/kg及1.5 μg/kg的DEX，對單純切口引起的急性疼痛有良好效果，但兩個劑量間差異無統(tǒng)計學意義[25]。當與氟烷聯合應用時，鞘內注射1～3 μg的DEX可完全抑制術后疼痛大鼠脊髓淺層的Fos蛋白生成[26]。參考以上研究及結合預實驗結果，本研究選擇0.1 μg/kg及1 μg/kg兩個劑量鞘內注射，觀察DEX對瑞芬太尼誘發(fā)的術后痛覺過敏的作用。

本研究結果表明，鞘內注射DEX可減輕瑞芬太尼誘發(fā)的術后切口旁組織痛覺過敏程度，高劑量DEX效果明顯優(yōu)于低劑量組，至停藥后48 h機械痛閾及熱痛閾均高于瑞芬太尼組。DEX的消除半衰期約為2 h，而本研究結果顯示，鞘內注射2 h后，機械痛閾及熱痛閾依然高于瑞芬太尼組，表明DEX減輕痛覺過敏的作用并非單純的鎮(zhèn)痛作用，而與其對OIH的預防和緩解作用有關。預先給予DEX的大鼠在停藥48 h時PMWT雖高于R組，但仍低于I組，而相同時點PWL與I組無明顯差異，表明大鼠機械性痛閾的恢復滯后于熱痛閾的恢復。原因可能為機械性痛及熱痛分別通過不同通路上傳至中樞，亦可能說明DEX雖可緩解痛覺過敏的程度，無法加快痛覺過敏的消退。

DEX防治術后痛覺過敏的機制尚未完全明確。Liu等[27]認為，DEX可抑制傳入突觸末端釋放谷氨酸、P物質、降鈣素基因相關肽等興奮性神經遞質，從而發(fā)揮抗傷害性刺激效應。Faber等[28]發(fā)現，DEX可選擇性抑制NMDA受體介導的高強度興奮性突觸后電位及低強度突觸后電位，從而抑制A和C初級傳入纖維介導的突觸傳遞，產生抗傷害性作用。DEX亦被證實可通過抑制脊髓NMDA受體NR2B亞基的磷酸化[7]抑制OIH。此外，多個研究尚發(fā)現α2-AR激動劑具有神經保護作用[29-30]，可能經此減少手術刺激導致的神經細胞凋亡或死亡，從而減輕痛覺過敏程度。

綜上所述，本研究結果表明，靜脈輸注瑞芬太尼可引起大鼠術后痛覺過敏，增加疼痛程度并延長疼痛持續(xù)的時間。預先鞘內注射DEX可有效緩解瑞芬太尼誘發(fā)的大鼠術后痛覺過敏，對熱痛覺過敏的抑制程度稍優(yōu)于機械性痛覺過敏，且與劑量有相關性。

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