局部关节内注射麻醉剂通常用于管理与退行性关节疾病相关的疼痛,疼痛与关节镜手术。他们已经使用多年,已被证明是有效的动态设置的诊断和治疗的目的。管理关节内的局部麻醉剂在围手术期期间也已被证明能够改善术后疼痛评分和减少阿片类药物消费和opioid-related不良事件如呼吸道抑郁、镇静,和便秘 1]。关注上升有关并发症内注射尤其是关节镜手术涉及健康的软骨。调查人员发现bupivacaine和当地其他麻醉剂是有毒的软骨细胞,在体外和体内的研究显示,即使是短暂的曝光导致软骨细胞代谢下降,增加了软骨细胞凋亡和坏死,总值形态软骨退化( 2- - - - - - 8]。疼痛总值泵模型显示软骨坏死后持续暴露在局部麻醉注入( 9]。然而,局部麻醉剂之间chondrotoxicity的程度随一些演示比其他人更chondrotoxicity ( 5, 9- - - - - - 11]。

局部麻醉剂注入联合提供已知的止痛剂的好处,,因为这个原因,继续寻找chondrotoxic配方。小说形成的脂质体bupivacaine 2011年10月被FDA批准。它由多泡能缓慢释放bupivacaine脂质体比标准bupivacaine在更长一段时间。脂质体bupivacaine的半衰期约为34个小时( 12.7小时)而bupivacaine标准。这允许持续的手术后疼痛缓解或流动的过程。本研究的目的是确定是否(1)脂质体bupivacaine chondrotoxic;(2)脂质体bupivacaine不同于标准的chondrotoxicity bupivacaine;和(3)chondrotoxic效应是与时间有关的。零假设是脂质体bupivacaine既不是chondrotoxic也没有时间的毒性。

我们收集了12个新鲜屠宰的牛膝关节的关节软骨。典型的年龄安乐死在当地屠宰场是牛肉大约18个月。牛体外软骨软骨是一种公认的模型和使用以往的局部麻醉的研究( 3, 4, 6]。从每个髁关节插头我们收获6(3)从每个膝盖的远端股骨关节面72芯,使用一个燕麦收割机系统(Arthrex、那不勒斯、FL)和获得10毫米内核。插头被保持在组织文化传媒(杜尔贝科的修改鹰介质/ F12, 10%胎牛血清,1%,青霉素和链霉素和1%二性霉素b), 4小时内采购、暴露实验治疗。插头被随机分为6组,每组12芯。组织被淹没在生理盐水、1.3%未稀释的脂质体bupivacaine (Exparel®, Pacira制药、日前,新泽西,美国),或0.5% bupivacaine。脂质体的浓度bupivacaine被选为这是商用的浓度。标准制定bupivacaine 0.5%被选为这是一种常见的临床使用浓度。同时,相比之下,其他研究这个浓度用于研究chondrotoxicity bupivacaine [ 2- - - - - - 4, 7, 9- - - - - - 12]。三组插头( n= 12)淹没了30分钟,和三组插头淹没了90分钟(图 1)。

的插头被用生理盐水洗净,然后将其转移到新的组织文化媒体。24小时后,我们使用一个振动切片机(Vibratome,圣路易斯,密苏里州,美国)获得一个100 μ米厚片从中间三分之一的每个关节插头和面向垂直于关节面。然后每个片沾5 μ二乙酸5-chloromethylfluorescein M (CMFDA;分子探针,尤金或)和1.5 μM propidium碘在黑暗中在室温下30分钟。二乙酸5-chloromethylfluorescein商用绿色荧光染料,自由通过细胞膜保持酶的分子转换为不透水。然而,Propidium碘是膜不透水,绑定到核酸,这种荧光红色和通常用于识别不能存活的细胞。彩色部分然后用磷酸盐(PBS)。图像被使用赵宁Axio观察者Z1-inverted LSM 710 NLO激光扫描共焦显微镜水浸X63 C Plan-Apochromat 1.2 (NA)的目标。图片是1.661×1.661 μm和1024×1024像素,与16位采样深度。不同的激光被用来激发每个染料。5-CMFDA波长488纳米的激光激活,propidium碘与561 nm激光激活。这幅图片是由荧光信号峰值的目视检查。这些照片是保存和分析使用公共领域图像处理Java程序(ImageJ;美国国立卫生研究院,马里兰州贝塞斯达)。计算软骨细胞的数量,其他量化每个软骨细胞和软骨细胞的细胞核的大小( 13]。我们使用标准体型的珠子在共焦显微镜来确定粒子的大小或病死软骨细胞或软骨细胞的细胞核。然后我们使用直方图分析和粒子大小的标准偏差来确定软骨细胞的数量在每个共焦图像,红或绿活细胞坏死细胞(图 2)。

方差方差分析测试进行了Holm-Sidak测试来做两两比较在条件比较的软骨细胞生存能力意味着不同的治疗。组内,学生的 t以及用于比较意味着生存。结果提出了生活软骨细胞的百分比(%可行性)。

与生理盐水相比控制,可行性百分比插头在30分钟不暴露于脂质体bupivacaine(73.7±18.4%比53.9%±21.5%, p = 0.035 )。脂质体bupivacaine继续减少统计可行的软骨细胞与正常生理盐水在90分钟(49.1%±20.3%比67.2%±25.6%, p < 0.001 )(表 1)。标准制定bupivacaine证明重大chondrotoxicity在所有时间点与生理盐水相比(表 1)。

脂质体bupivacaine chondrotoxic显著低于bupivacaine在90分钟(49.1%±20.3%比21.4%±14.0%, p = 0.003 )。然而,脂质体bupivacaine没有展示出显著差异在软骨细胞生存能力与标准相比bupivacaine 30分钟的时间点(53.9%±21.5%比45.5%±18.1%, p = 0.305 )。标准制定bupivacaine证明重大chondrotoxicity在所有时间点与生理盐水相比(表 1)。

bupivacaine Chondrotoxicity被发现与时间有关,但脂质体bupivacaine没有达到统计学意义(图 3)。脂质体bupivacaine可行性不是不同百分比30分钟和90分钟(53.9%±21.5%比49.1%±20.3%, p = 0.583 )。Bupivacaine chondroxicity后90分钟后超过30分钟(21.4%±14.0%比45.5%±18.1%, p = 0.001 )。

我们研究的主要结果是确定脂质体bupivacaine chondrotoxic,是否比标准制定bupivacaine chondrotoxic,如果chondrotoxicity是与时间有关的。我们发现脂质体bupivacaine实际上是chondrotoxic时间的方式,拒绝零假设。此外,脂质体bupivacaine不如bupivacaine chondrotoxic在90分钟。

的报道术后盂肱软骨溶解担忧关于当地的潜在chondrotoxicity麻醉剂( 14, 15]。以前的体外研究表明bupivacaine和利多卡因可能chondrotoxic。小说形成的脂质体bupivacaine最近被引入,但因为缺乏数据发表关于关节内脂质体bupivacaine的安全。肖等人收获牛膝盖软骨和孤立的软骨细胞中脂质体bupivacaine暴露之前,bupivacaine, ropivacaine [ 16]。一小时后的结果表明,脂质体bupivacaine,软骨细胞生存能力是类似于控制。脂质体bupivacaine显示软骨细胞生存能力与ropivacaine和bupivacaine相比更高。在他们的研究中,软骨细胞生存能力更大,最可能是由于高基线细胞生存能力。他们使用首次通过软骨细胞,这表明这项研究开始人口更健康更均匀。与我们的研究相比,我们接触关节插头而不是软骨细胞介质局部麻醉可能更具代表性的体内。相比之下,我们的研究显示脂质体bupivacaine组软骨细胞的生存能力与控制。此外,肖等人报道的结果只有一个时间点;因此,时间毒性无法评估。

Sridaran等人研究人类软骨细胞暴露于脂质体bupivacaine [ 17]。他们收获宏观上正常关节软骨从成人患者踝关节融合,使他们暴露在冻干bupivacaine resuspended乙醇,bupivacaine在不同配方,脂质体载体DepoFoam (Pacira)和脂质体bupivacaine。同样地,他们发现与bupivacaine与脂质体配方生存能力下降。他们指出一个依赖于时间的毒性的脂质体bupivacaine 6小时。

我们研究同意之前发表的文献表明脂质体bupivacaine也是chondrotoxic,然而,这项研究有助于量化脂质体bupivacaine是软骨细胞的毒性。之前的研究表明,所有局部麻醉剂chondrotoxic在某种程度上( 2, 5, 7, 14]。然而,有显著变化的程度chondrotoxicity之间局部麻醉药,因此研究一种新颖的配方是有价值的在决定chondrotoxicity的程度,进一步理解的时间特性,毒性。

然而,脂质体bupivacaine表现的毒性低于标准bupivacaine准备后90分钟。脂质体bupivacaine可能少chondrotoxicity由于较低的峰值浓度(1:6),峰值浓度的时间较长(1:12),和一个更长的半衰期比标准bupivacaine (36: 3.5) 1]。浓度较低的潜在好处的bupivacaine联合更长一段时间,延长缓解疼痛,必须重与软骨细胞毒性的风险。这些数据表明脂质体bupivacaine可能是一个更好的选择比bupivacaine关节内注射,使用较少的chondrotoxicity提供更长一段缓解疼痛。

我们的研究表明,标准制定bupivacaine对关节软骨的影响继续曝光时间的长度。Bupivacaine chondrotoxic在90分钟比在30分钟。这与先前发表的研究的观点证明了时间的chondrotoxicity局部麻醉剂,包括利多卡因,bupivacaine,和ropivacaine以及类固醇( 6, 10, 12]。有趣的是,脂质体bupivacaine没有显著差异在chondrotoxicity 90和30分钟。脂质体配方可能提供一个时间保护通过其药代动力学差异。

Ropivacaine是另一个长效局部麻醉与类似的活动持续时间bupivacaine [ 18]。文献上ropivacaine chondrotoxicty变量,一些研究显示没有孵化的chondrotoxicty 30分钟后在人类软骨细胞( 7]或[12小时 5]。其他的研究显示chondrotoxicty更高浓度的0.75% ( 19]。肖与脂质体bupivacaine rovicapaine相比,表明高脂质体组软骨细胞的可行性[ 16]。

本研究也有一些局限性。我们研究了体外,体内的观察一定不能直接应用;因此,所有需要确认的临床结果。我们的研究使用牛软骨和软骨不是人类,因此本研究得出的结论不一定适用于人类。然而,许多先前的研究在这个问题上一直在做牛软骨( 3, 4, 6, 14]。

我们使用一个集中的每个实验代理,只有两个时间点,这样我们的发现可能很难适用于体内条件考虑到潜在的dilutional影响关节。我们没有直接评估自由包含脂质体bupivacaine bupivacaine浓度实验解决方案。由于脂质体解体,体内和体外,取决于多个因素,包括pH值,体积,和多血管,是不可能控制的扩散bupivacaine。因此,我们试图模型体外和体内环境研究bupivacaine的自发扩散。长时间孵化是理想;然而,这项研究的体外性质提出了固有的局限性。软骨移植已经从活体动物,这样脆弱的细胞增加,增加了对任何实验代理。我们怀疑是我们将在更长时间间隔获取混淆数据由于自然退化软骨细胞的体外模型。90分钟的时间点也选择基于先前发表的研究与多个时间点潜伏期( 6, 10]。未来研究可能是检测时间点和对软骨的影响同样的配方。

lipid-based得宝(DepoFoam)用于脂质体组由多泡脂质体nonconcentric多个脂质层( 20.]。这个结构已经建议导致增加水平的稳定和长期的药物释放。而孤立的lipid-based仓库没有药物可以作为一个适当的控制,但无法进行测试。仓库的基本结构,防止仓库与软骨交互膜或进入细胞。因此,盐被认为是一个适当的替代控制媒介为了与体内环境相匹配。

与先前发表的研究相比,但是,我们相信,我们的研究有几个优势。首先,我们的研究使用骨软骨关节软骨的核心。有以前的研究观察的价值完整的软骨基质和孤立的软骨细胞,关节面作为自然屏障的药物,因此是一个更可靠的模型。其次,我们使用一个协议类似于在先前的研究中,这增添了我们的研究方法的有效性,也促进了我们的研究结果与之前的比较研究。而额外麻醉剂可能与脂质体bupivacaine有用的比较,通过比较标准制定bupivacaine,我们已经能够识别差异完全基于脂质体配方。

类似于其他麻醉剂,脂质体bupivacaine软骨细胞是有毒的;然而,它是低于标准chondrotoxic bupivacaine和可能对关节内的镇痛更安全更少时间的毒性。曝光时间的临床意义及其影响是未知的,并进一步研究在特定的剂量和时间的影响是十分必要的。