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GLI ANESTETICI INALATORI FLUORURATI Docente del corso di Tecnologie del Fluoro e dei Materiali Organici Fluorurati : Prof. Walter NAVARRINI Vincenzo Terenzio Matricola: 718926 Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Chimica Anno Accademico 2007 - 2008 4 Giugno 2008 - Milano

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GLI ANESTETICI INALATORI FLUORURATI

Docente del corso diTecnologie del Fluoro e dei Materiali Organici Fluorurati:Prof. Walter NAVARRINI

Vincenzo Terenzio Matricola: 718926

Dipartimento Chimica, Materiali ed Ingegneria Chimica “Giulio Natta”

Facoltà di IngegneriaCorso di Laurea Specialistica in Ingegneria Chimica

Anno Accademico 2007 - 20084 Giugno 2008 - Milano

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Caratterizzazione di film anodici di biossido di titanio mediante EIS

Sommario

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Introduzione

Gli Anestetici inalatori

fluorurati

Conclusioni

Bibliografia

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Sommario

Gli Anestetici inalatori fluorurati

IntroduzioneIntroduzione

Gli Anestetici inalatori

fluorurati

Conclusioni

Bibliografia

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Introduzione (1)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

ANESTESIA = sospensione temporanea

delle funzioni della vita di

relazione

GENERAL

E

PERIFERI

CA

• anestesia o narcosi

• analgesia

• amnesia

• acinesia ed ariflessia

• atonia

INALATORIA

si fanno inspirare al paziente basse concentrazioni di sostanze anestetiche allo stato di gas o vapore

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Introduzione (2)

ANESTETICI ANESTETICI

INALATORI INALATORI

(FLUORURATI)(FLUORURATI)

BASSO

COSTO

FACILITA’ DI

SOMMiNIST

RA=ZIONE

MONITORAGGIO

CONCENTRAZIO

NI/EFFETTI

Gli Anestetici inalatori fluorurati

PICCOLO RANGE DOSI TERAPEUTICHE/TOSSICH

E

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Introduzione (3)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Gli anestetici inalatori sono i farmaci più usati per l’anestesia generale: una bassa concentrazione (1%) permette di ottenere l’abolizione dello stato di coscienza

MOLECOLA DI ETERE

ATOMI DI FLUORO

stabilità

p. eb.proprie

tà cinetich

e

infiamma=bilitàtossici

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Sommario

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Introduzione

Gli Anestetici inalatori Gli Anestetici inalatori

fluoruratifluorurati

Conclusioni

Bibliografia

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Cenni storici

Gli Anestetici inalatori fluorurati

1930Gas anestetici non combustibili potevano essere creati adoperando alcuni composti organici del fluoruro.

1940Furono sintetizzati 46 composti contenenti atomi di F da E. McBee, molto simili come struttura all’alotano.

1951Fu sintetizzato l’alotano, poi introdotto nella pratica clinica a partire dal 1956.

Terrell e colleghi dell’Ohio Medical Products sintetizzarono più di 700 composti: il 347°, il 469° ed il 653° (nella serie) erano, rispettivamente, enflurano, isoflurano e desflurano (commercializzato dal 1993).

1959-66

1970Wallin et al., nei laboratori della Travenol, sintetizzarono il sevoflurano, poi messo sul mercato dal 1995.

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Struttura chimica degli anestetici inalatori

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Alotano (alcano)

Desflurano (metil-etil-etere)

Sevoflurano (metil-isopropil-

etere)

Enflurano (metil-etil-etere)

Isoflurano (metil-etil-etere)

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Proprietà chimico-fisiche (1)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

PROPRIETA’Sevoflura

noDesflura

noIsoflura

noEnflura

noAlotan

oPunto ebollizione (°C) 59 24 49 57 50

Pev @ 20°C (mmHg) 157 669 238 172 243

Peso molec. (g/mol) 200 168 184 184 197

Coeff. part. olio-gas 47 19 91 97 224Coeff. part. sangue-gas 0.65 0.42 1.46 1.9 2.50

Solub. sangue-cervello 1.7 1.3 1.6 1.4 1.9

Solub. sangue-grasso 47.5 27.2 44.9 36 51.1

Solub. sangue-muscolo 3.1 2.0 2.9 1.7 3.4

Infiammabilità % 10 17 7 5.8 4.8Ritrovati come metaboliti 2.5 0.02 0.2 2.4 20

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Proprietà chimico-fisiche (2)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Gli anestetici inalatori agiscono molto rapidamente

VELOCITA’ = EFFICIENZA

Operazioni

chirurgiche più veloci,

tempi più brevi di

recovery-room

Rapide induzioni

+ rapidi risvegli

Gli agenti inalatori percorrono una doppia via all’interno dei polmoni: sono assorbiti e primariamente eliminati attraverso questa via; la loro

migliore caratteristica consiste nel poter ↓ la concentrazione plasmatica in modo rapido e facile.

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Principi farmacocinetici (1)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

ASSORBIMENT

O

DISTRIBUZIONE

METABOLISMO

ELIMINAZIONE

Tecnicamente, il protossido d’azoto è l’unico vero gas, mentre i potenti

anestetici inalatori sono vapori di liquidi volatili; per semplicità, tuttavia,

sono chiamati gas perché risultano essere tutti in fase gassosa quando li

si somministra per via polmonare.

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Principi farmacocinetici (2)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

I gas anestetici somministrati per via polmonare diffondono nel sangue fino a quando la pressione parziale negli alveoli e nel sangue non raggiunge il medesimo valore; allo stesso modo, il trasferimento di anestetico dal sangue ai tessuti bersaglio procede verso l’equilibrio delle pressioni parziali. Visto che le pressioni parziali dei gas si equilibrano attraverso il sistema, monitorandone la concentrazione alveolare si può avere un indice dei loro effetti nel cervello.Riassumendo:

i gas anestetici si equilibrano in base alla loro pressione parziale in ogni tessuto e non in base alle loro concentrazioni;

la pressione parziale di un gas in soluzione è sempre definita dalla pressione parziale di equilibrio in fase gassosa;

la concentrazione di anestetico in un tessuto dipende dalla pressione parziale e dalla solubilità tissutale.

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Assorbimento e distribuzione

Gli Anestetici inalatori fluorurati

L’incremento della concentrazione alveolare di anestetico (FA) nei confronti di quella inspirata (FI) è molto più rapido con gli anestetici meno solubili (N2O, desflurano e sevoflurano); FA aumenta, invece, più lentamente con gli anestetici più solubili (i.e. alotano).

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 5 10 15 20 25 30

Minuti di somministrazione

FA/F

I

Protossido d'azoto Desflurano Sevoflurano Isoflurano Alotano

FI = FFGO ∙ (1 – e-

T/τ)

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Eliminazione e risveglio

Gli Anestetici inalatori fluorurati

ELIMINAZIONE

• eliminazione percutanea e viscerale

• diffusione attraverso i tessuti

• metabolismo (biotrasformazione)

Risveglio/induzione = f (solubilità, gittata cardiaca,

ventilazione-minuto)

> è la solubilità dell’anestetico,

> è la capacità di

assorbimento nel sangue e nei

tessuti.

Solitamente, l’80-90% di gas

inalato deve essere espulso

prima del risveglio: a queste

quantità di wash-out, gli

anestetici più solubili vengono

eliminati più lentamente

rispetto a quelli che lo sono di

meno.

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Effetti degli anestetici inalatori

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Sistema circolatorio: ↓ pressione arteriosa sanguigna, modesto ↑ della frequenza cardiaca, graduale ↓ delle resistenze vascolari sistemiche.

Sistema polmonare: ↓ del volume corrente, ↑ della frequenza respiratoria, ↓ del tono dei muscoli intercostali, alterazione posizione del diaframma.

Effetti epatici (alotano): può causare epatite attraverso 2 distinti meccanismi: uno ha bassa morbilità, l’altro invece provoca insufficienza epatica fulminante.

Sistema neuromuscolare: rispetto all’alotano, gli anestetici fluorurati derivati dall’etere producono circa il doppio di miorisoluzione e potenziano anche l’azione dei bloccanti neuromuscolari.

Effetti genetici: Tutti i test impiegati per identificare agenti mutageni o cancerogeni (test di Ames) sono risultati negativi su tutti gli anestetici volatili.

Nefrotossicità F-: E’ accertata per il metossiflurano e si configura come un’insufficienza renale ad alta gittata (lesione dei tubuli collettori renali); tuttavia: < solubilità → > wash-out → ↓ [F-] → < metabolismo.

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Gli anestetici inalatori fluorurati (1)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Generic name

Proprietary name Formula

Commercial introduction

(date, company)

Diethyl ether (C2H5)2O 1842, Long

Chloroform CHCl3 1847, Simpson

Trilene CCl2═CHCl 1935, Jackson

Halothane Fluothane CF3CHBrCl 1956, ICI

Fluroxene Fluoromar CF3CH2OCH═CH2 1960, AnaquestMethoxyflurane

Penthrane CH3OCF2CHCl2 1962, Abbott

Enflurane Ethrane CHFClCF2OCHF2 1972, Anaquest

Isoflurane Forane CF3CHClOCHF2 1981, Anaquest

Sevoflurane Sevorane (CF3)2CHOCH2F 1990, Maruishi

Desflurane Suprane CF3CHFOCHF2 1993, Anaquest

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Gli anestetici inalatori fluorurati (2)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Desflurane

Sevoflurane

Isoflurane

Enflurane

Methoxyflurane

Halothane

Fluroxene

Ethyl vinyl ether

Propyl methyl ether

Isopropenyl vinyl ether

Trichloroethylene

Cyclopropane

Vinethene

Ethylene

Ethyl chlorideChloroform

Ether

Nitrous oxide

0

5

10

15

20

1800 1850 1900 1950 2000

Timeline relativa all’introduzione degli agenti anestetici volatili, ○ non fluorurati e ● fluorurati.

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Gli anestetici inalatori fluorurati (3)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Anestetico volatile

LFL

Coefficiente di partizione

sangue:gas

Ripresa della coordinazione

muscolare (min.)

Alotano 5% 2.3 47.2 (± 4.7)

Isoflurano 7% 1.4 23.2 (± 7.6)

Sevoflurano12%

0.69 14.2 (± 8.1)

Desflurano20%

0.42 4.7 (± 3.0)

Limiti inferiori di infiammabilità (70% N2O e 30% O2), coefficiente

di partizione sangue:gas e velocità di recupero degli agenti inalatori fluorurati.

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Gli anestetici inalatori fluorurati (4)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Alcune confezioni di anestetici inalatori fluorurati disponibili sul mercato (alotano, isoflurano, enflurano, desflurano e sevoflurano).

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Metossiflurano (CH3OCF2CHCl2)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

2,2-dicloro-1,1-difluoroetil-metil-etere (Teb = 105°C): è stato il

primo etere contenente fluoro ad essere utilizzato per indurre anestesia generale. I suoi metaboliti causano nefrotossicità da ioni fluoruro; per di più, i suoi tempi di induzione e di risveglio sono abbastanza lunghi. Ecco perché, attualmente, lo si adopera soltanto come anestetico in ambito veterinario.

Sintesi di Gowland

F2C ═ CCl2 CH3OCF2CHCl2 +

CH3OCF ═ CCl2

MeONa/MeOH

H3C CF2

O CHCl2

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Alotano (CF3CHClBr)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

2-bromo-2-cloro-1,1,1-trifluoroetano (Teb = 50.2°C): è un liquido

dolciastro relativamente stabile e non infiammabile ed il più potente degli anestetici volatili. E’ un derivato dell’etano entrato nell’uso clinico a partire dal 1956. Ha metaboliti solubili nel sangue e non è irritante per le mucose; nell’uomo è stato associato ad epatiti immunomediate, depressione respiratoria e sensibilizzazione all’adrenalina, che ha indotto l’insorgenza di aritmie.Sintesi di Suckling

Cl2C ═ CHCl CF3CH2Cl

CF3CHBrCl

HF/SbCl5 Br2/hυ

Processo Hoechst

F2C ═ CFCl CF2BrCHFCl

CF3CHBrCl

HBr/hυ AlBr3

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Enflurano (CHFClCF2OCHF2)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

2-cloro-1,1,2-trifluoroetil-difluorometiletere (Teb = 56.5°C):

etere alogenato liquido incolore, con lieve odore dolciastro,

irritante e non infiammabile a Tamb; il suo metabolismo porta ad

un incremento della concentrazione plasmatica di fluoruri e, in casi rari, ad una ridotta capacità del rene di concentrare le urine. La sua popolarità è stata oscurata dall’isoflurano, introdotto quasi contemporaneamente, ma con minori effetti collaterali.Processo Anaquest-

Abbott

F2C ═ CFCl CH3OCF2CHFCl

CHCl2OCF2CHFCl

CHCl2OCF2CHFCl CHF2OCF2CHFCl

CH3ONa/CH3O

Cl2/hυ

HF/SbCl5

Declorinazione riduttiva del CFC-113

CF2ClCFCl2 CHF2OCF2CHFClTEA/CuCl2

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Isoflurano (CF3CHClOCHF2)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

1-cloro-2,2,2-trifluoroetil-difluorometiletere (Teb = 48.8°C): è un

metil-etil etere alogenato liquido trasparente, molto irritante e

non infiammabile a Tamb; secondo in potenza tra gli anestetici

volatili di uso clinico, ha una grande stabilità fisica e non si deteriora durante la conservazione per cinque anni. E’ diventato il “gold standard” tra gli agenti inalatori fin dalla sua introduzione (1981), grazie al suo basso metabolismo. Attualmente è preparato attraverso la formazione in situ di difluorocarbene, a partire dall’HCFC-22 in un bagno di soda. Tra

i prodotti secondari dell’ultimo step, CF3CCl2OCHF2 può essere

selettivamente convertito in isoflurano mediante declorurazione

riduttiva con NaOH/CuCl2/TEA.Processo Anaquest

CHF2Cl :CF2 CHF2OCH2CF3

CHF2OCH2CF3 CHF2OCHClCF3 + CHF2OCCl2CF3

NaOH; - HCl CF3CH2OH

Cl2/hυ

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Sevoflurano [(CF3)2CHOCH2F)] (1)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Fluorometil-2,2,2-trifluorometil-1-(trifluorometil)-etiletere (Teb =

58.5°C): è un etere metil-isopropile completamente fluorurato, di odore dolce; la solubilità sangue:gas, in termini di potenza, è seconda solo a quella del desflurano. Non è irritante, è un potente broncodiatatore, consente una rapida induzione dell’anestesia (~ 2 minuti) ed un rapido risveglio (4-14 minuti): tali caratteristiche lo rendono un eccellente candidato per indurre l’anestesia, attraverso maschera facciale, sia nei bambini che negli adulti. Non stimola la formazione di anticorpi e non ha mai riportato epatiti immunomediate. Il primo Paese ad approvarlo come farmaco (nel gennaio del 1990) è stato il Giappone.

Sintesi dal 2H-esafluoroisopropanolo (a)

(CF3)2CHOH + CH2O + HF (CF3)2CHOCH2F +

H2O

H2SO4

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Sevoflurano [(CF3)2CHOCH2F)] (2)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Sintesi dal 2H-esafluoroisopropanolo (b)

(CF3)2CHOH + (CH3)2SO4 (CF3)2CHOCH3 + H2O + Na+

(CH3SO4)-

(CF3)2CHOCH3 (CF3)2CHOCH2Cl + HCl

(CF3)2CHOCH2Cl + KF (CF3)2CHOCH2F +

KCl

NaOH

Cl2/hυ

(DMF); ~ 185°C

(oppure SbF3)

Sintesi dal 2H-esacloroisopropanolo

(CCl3)2CHOH + (CH3)2SO4 (CCl3)2CHOCH3 + H2O + Na+

(CH3SO4)-

(CCl3)2CHOCH3 (CCl3)2CHOCH2Cl + HCl

(CCl3)2CHOCH2Cl + KF (CF3)2CHOCH2F +

KCl

NaOH

Cl2/hυ

(oppure BrF3 , SbF3)

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Desflurano (CF3CHFOCHF2) (1)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Difluorometil-1,2,2,2-tetrafluoroetiletere (Teb = 23.5°C): etere etil-

metilico perfluorurato, caratterizzato da una scarsa infiammabilità ed una bassa velocità di biotrasformazione (< 0.03%); essendo il più irritante tra gli anestetici volatili, non può essere somministrato attraverso maschera facciale perché provocherebbe tosse, salivazione, mancanza di respiro e laringospasmo. La completa fluorurazione riduce la solubilità ematica e tissutale e comporta una perdita di potenza. La solubilità sangue:gas è la più bassa in assoluto, come pure il coefficiente di partizione sangue:gas (0.42): ciò determina un breve tempo di risveglio (3-8 minuti). Anche la solubilità nella plastica e nella gomma dei circuiti di anestesia è minore rispetto agli altri alogenati inalatori. Se utilizzato ad alte concentrazioni, può causare ipertensione e tachicardia.

Sintesi di Russell (fluorurazione diretta del precursore dell’isoflurano)

CF3CH2OCHF2 + F2

CF3CHFOCHF2

- HF

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Desflurano (CF3CHFOCHF2) (2)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Sintesi dall’isoflurano

CF3CHClOCHF2 + KF CF3CHFOCHF2 +

KCl

SbF5

Sintesi dal metil-emiacetale del trifluoroacetaldeide

CF3CH(OH)OCH3 CF3CH(OCH3)OCH3

CF3CH(OCH3)OCH3 + CsF CF3CHFOCH3 +

CH3O-Cs+

CF3CHFOCH3 + 2 F2 CF3CHFOCHF2

CH3Cl

DMF o solfolano

- 2 HF

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Sommario

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Introduzione

Gli Anestetici inalatori

fluorurati

ConclusioniConclusioni

Bibliografia

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Conclusioni e considerazioni

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Sostituzione di atomi di H dapprima con Cl e, più recentemente, con atomi di F

considerevole riduzione della tossicità, dell’infiammabilità e della solubilità nel sangue, con una significativa diminuzione dei

tempi di risveglio.

Un tempo si dava molta importanza alla potenza di un anestetico inalatorio. Con un agente che non è in grado di essere metabolizzato, la potenza diviene un parametro irrilevante: un inalante più potente verrà assunto in dosi ragionevolmente più piccole, determinando un minor rilascio di metaboliti

L’ANESTETICO “IDEALE”, SENZA ALCUN EFFETTO INDESIDERATO, NON L’ANESTETICO “IDEALE”, SENZA ALCUN EFFETTO INDESIDERATO, NON ESISTE ANCORA!ESISTE ANCORA!

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Utilità clinica degli anestetici volatili (1)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

SEVOFLURANO

promosse la popolarità dell’induzione inalatoria negli adulti rispetto all’approccio endovenoso

La bassa solubilità sangue:gas del sevoflurano permette una rapida

induzione (i tempi tecnici caratteristici per una perdita di coscienza

sono di circa 1 minuto). Il sevoflurano è anche stato adoperato

nell’approccio in pazienti con vie aeree difficili, grazie al

mantenimento della ventilazione spontanea, alla mancanza dello

stato di eccitazione ed all’assenza di salivazione, proprie di questa

tecnica. La concentrazione fine espiratoria dei gas può essere

facilmente ottenuta, così come è possibile valutare le risposte

pupillari e la ventilazione. L’accettazione dei pazienti è

relativamente alta (arrivando al 90% dei casi).

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Utilità clinica degli anestetici volatili (2)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

VANTAGGI SVANTAGGI possono essere facilmente

somministrati per via inalatoria e titolati

adeguata profondità di anestesia, che può essere variata (in relazione alle esigenze) attraverso il monitoraggio dei livelli di concentrazione finale

rilasciamento dei muscoli scheletrici

mantenimento della gittata cardiaca e del flusso cerebrale

prevedibile e rapido ritorno allo stato di coscienza (dimissione più immediata dalla recovery-room)

assenza di effetti analgesici ed associazione con nausea e vomito post-operatorio

numerosi anestetici inalati sono stati associati a tossicità cellulare in molti animali

l’alotano ha un ben definito effetto immunologico nel produrre l’epatite ed è stato associato a bradicardia e bradiaritmia (furto coronario)

il desflurano è stato associato a tachicardia, ipertensione e, in alcuni casi, ad ischemia miocardica

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Caratterizzazione di film anodici di biossido di titanio mediante EIS

Farmaco-economia

Gli Anestetici inalatori fluorurati

OBIETTIVO:

MIGLIORI RISULTATI COI MINIMI COSTI MINIMI COSTI EFFETTIVIEFFETTIVI!!!

EFFICACIAEFFETTI

COLLATERALI

COSTI DIRETTI-

INDIRETTI

EFFETTI COLLATERALI:

I. TOSSICITA’ INTRINSECHE

II. NAUSEA E VOMITO

III. EFFETTI DANNOSI SECONDARICOSTI INDIRETTI:

I. TEMPI OPERATORI

II. TEMPI IN RECOVERY-ROOM

III. COSTI LAVORATIVILa relativa velocità, in termini di emergenza, nell’indurre anestesia generale ben si addice alla narcosi ambulatoriale (“uno dentro e l’altro fuori”).

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Sommario

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Introduzione

Gli Anestetici inalatori

fluorurati

Conclusioni

BibliografiaBibliografia

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Bibliografia

Gli Anestetici inalatori fluorurati

R.D. Chambers: Fluorine in Organic Chemistry, Blackwell Publishing, USA/Canada, 2004

P.G. Barash, B.F. Cullen, R.K. Stoelting: Anestesia Clinica, Delfino Ed., Medicina Scienze, 2004

R.E. Banks, B.E. Smart, J.C. Tatlow: Organofluorine Chemistry – Principles and Commercial Applications, Plenum Press, New York and London, 1994.

Fonti elettroniche (internet)

Materiale didattico del corso di Tecnologie del Fluoro e dei Materiali Organici Fluorurati

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Fine della presentazione

Gli Anestetici inalatori fluorurati

GRAZIE PER LA

CORTESE

ATTENZIONE!

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Gli Anestetici inalatori fluorurati

Gli Anestetici inalatori fluorurati

APPENDICI

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Il Fluoro: proprietà chimico-fisiche

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Numero atomico 9Peso atomico [g/mol] 18.9984Densità (@ 273 K) [kg/m3] 1.696Configurazione elettronica [He] 2 s2 2 p5

Struttura cristallina cubicaPotenziale standard [V] -2.87Elettronegatività (scala di Pauling) 3.98 (alta!)

Stato di aggregazionegas (non

magnetico)Punto di ebollizione [°C] - 188.12Punto di fusione [°C] - 219.62Energia di prima ionizzazione [KJ/mol]

1681.0

Energia di legame F-F (@ 25 °C) [KJ/mol]

158

Energia di legame F-H (@ 25 °C) [KJ/mol]

566

Energia di legame F-C (@ 25 °C) [KJ/mol]

485

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Il Fluoro: applicazioni

Gli Anestetici inalatori fluorurati

FLUORO

Prodotti di consumo, detergenti

Fluoropolimeri (PTFE, Nafion)

Espansi e refrigeranti

Elettronica, industria

metallurgica

Prodotti farmaceutici ed

agrochimici

Anestetici volatili

(desflurano)

Fluorocarburi (HFC, HFE)

Industria petrolifera

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Il Fluoro: reattività (1)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Fluorurazione acida (reazione di Swarts, carbocationica):

R ─ Cl + HF R ─ F

+ HCl

SbF

3

Fluorurazione radicalica:

R ─ H + F2 R ─ F +

HF Fluorurazione ionica (via carbanione):

CF2 ═ CFCF3 + Cs+F- (CF3)2CF-Cs+ (CF3)2CFI

+ I-

DMF

I2

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Il Fluoro: reattività (2)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Sintesi perfluoroeteri (I):

CF2 ═ CFCF3 + CH3OH CF3CF(-)CF2─ OCH3

CF3CF(-)CF2─ OCH3 CF3CF2CF2─ OCH3 + CH3O-

+ HF

CH3OHF2

Sintesi perfluoroeteri (II):

RFCH2OH + CH2O RFCH2─ OCH2OH + H2O

RFCH2─ OCH2OH RFCF2─ OCF2─ OCF2RF +

H2O + HF

H2SO

4

RFCH2OH

F2 , -100°C

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Il Fluoro: reattività (3)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Sintesi perfluorometilviniletere:

CO + F2 COF2 CF3OF

CF3OCFCl─CF2Cl

CF3OCFCl─CF2Cl CF3─ OCF ═ CF2

Zn

DMF

F2 , CsF

CFCl ═ CFCl

Sintesi perfluoroeteri (III):

RH ─ OH RH─ O- RH ─

OCF2CF(-)CF3

RH ─ OCF2CF(-)CF3 RH ─ O ─ CF2CFHCF3 +

RH ─ O∙

B-

RH ─ OH

CF2═CFCF

3

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Il Fluoro: reattività (4)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Sintesi SSCP (tecnologia via ipofluoriti, Solvay-Solexis):

RF ─ COH + CF3OF RF ─ CF2 ─ O ─ CF ═

CF2 Perfect Fluorination (Daikin):

RF ─ CO ─ O ─ RH + F2 RF ─ CO ─ O ─ RF +

HF

Sintesi LSCP (tecnologia via epossido, Dupont):

RF ─ COF + CF3CF ─ CF2 RF ─ CF2 ─ O ─ CF ═

CF2

OCsF

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Il Fluoro: reattività (5)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Sintesi HFE (via anionica):

RF ─ CO ─ F + KF RFCF2─ O-

RFCF2─ O- + CH3 ─ X RFCF2─ O ─ CH3

+ X-

Sintesi HFE (via acida):

RF ─ CO ─ F + CH3F RFCF2─ O

─ CH3

SbF5

Foto-ossi polimerizzazione:

olefina perfluorurata + O2 + UV PFPE

(Fomblin®)

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Gli anestetici inalatori fluorurati (a)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989

Per

cen

t M

ark

et S

har

e (%

)

etere metossiflurano alotano enflurano isoflurano

Quote % del mercato statunitense degli anestetici volatili (in unità equivalenti).

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Gli anestetici inalatori fluorurati (b): % vendute

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Agente 1985 1986 1987 1988

Germania

Alotano 40% 34% 29% 28%Enflurano 49% 52% 52% 51%Isoflurano 9% 13% 18% 20%

ItaliaAlotano 20% 16% 14% 9%Enflurano 67% 50% 44% 42%Isoflurano 12% 33% 41% 47%

Regno Unito

Alotano 54% 42% 29% 27%Enflurano 30% 41% 49% 44%Isoflurano 14% 15% 21% 28%

Francia

Alotano 11%Enflurano 54%Isoflurano 34%

USA

Alotano 11% 10% 7% 6%Enflurano 32% 30% 27% 23%Isoflurano 51% 60% 73% 71%

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Gli anestetici inalatori fluorurati (c)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

0

5

10

15

20

25

30

< 1 1-3 3-5

Durata dell'anestesia (h)

Tem

po

di o

rien

tam

ento

(m

in)

Sevoflurano

Isoflurano

Tempi di recupero dell’orientamento dopo anestesia generale di diverse durate: con il sevoflurano, anestetico meno solubile, il tempo di orientamento era indipendente dalla durata della somministrazione; al contrario, anestesie lunghe con l’isoflurano erano associate a ritardo nei tempi di orientamento.

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Inquinamento ambientale e prevenzione

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Comprovata azione tossica dei gas anestetici

Rischio per tutto il personale esposto

Grande interesse per l’inquinamento ambientale

Perdite di gas possono verificarsi per la non perfetta adesione delle maschere facciali, per la diffusione dalla gomma delle apparecchiature (quando si usano anestetici ad elevata solubilità in essa) e per la presenza di residui nelle apparecchiature adoperate; oggi si preferisce utilizzare i sistemi chiusi, che permettono il recupero e la riutilizzazione dell’aria espirata dal paziente.

Il problema dell’inquinamento non interessa esclusivamente la sala operatoria, ma anche gli ambienti ad essa adiacenti; esso rappresenta un problema di attualità già affrontato dal DPR 303 del 19/03/1956 (art. 20): “Norme generali per l’igiene del lavoro”, e dalla Circolare del Ministero della Sanità n° 403 del 14/03/1989: “Esposizione professionale ad anestetici in sala operatoria” (linee guida di comportamento per ↓ inquinamento ambientale + interventi sanitari nei confronti di tutto il personale professionalmente esposto).

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Protossido d’azoto (N2O) e Xenon (Xe)

Gli Anestetici inalatori fluorurati

Il protossido d’azoto (gas esilarante) è un gas di odore dolce, non infiammabile, relativamente insolubile nel sangue e di bassa potenza. Nella maggior parte dei casi, e somministrato come adiuvante dell’anestesia, per incrementare l’efficacia terapeutica degli anestetici volatili. Non produce rilasciamento della muscolatura scheletrica, ma ha effetti analgesici dimostrati. Nonostante sia utilizzato da molto tempo, solleva polemiche che riguardano quattro punti:

• il suo ruolo nella nausea e nel vomito post-operatorio;

• il potenziale effetto tossico sulla funzione cellulare (disattivazione della vitamina B12);

• gli effetti collaterali relativi all’assorbimento ed all’espansione di strutture piene d’aria (N2O al 75% può raddoppiare le dimensioni di un pneumotorace in 10 minuti);

• l’effetto sullo sviluppo embrionale.Lo xenon è un gas inerte privo di odore: difficile da ottenere (quindi estremamente costoso), negli ultimi anni ha suscitato un grande interesse perché, con le sue caratteristiche, si avvicina molto al modello di anestetico inalatorio “ideale”. Il suo coefficiente di ripartizione sangue:gas è 0.14 e, diversamente dagli altri anestetici volatili, dà un certo grado di analgesia. Non è esplosivo, né irritante, quindi può essere inalato con tranquillità; non produce una significativa depressione miocardica.

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Fine della presentazione

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THE END