Ксенон в медицине

Ксенон в медицине

Ксенон уже достаточно широко применяется в медицине. Кроме общеизвестного его использования, как анестетика при хирургических операциях, и  применение этого газа при обследованиях мозга. Ксенон сильно поглощает рентгеновское излучение и помогает найти места поражения. При этом он совершенно безвреден. Поэтому ксеноном пользуются при рентгеноскопических обследованиях головного мозга. Радиоактивный изотоп элемента №54, ксенон-133, используют при исследовании функциональной деятельности легких и сердца. Проводятся исследования для использования ксенона в качестве лекарства.

Ксенон при лечении последствий мозговых травм.

Экперименты показали, что инертный газ ксенон помогает уменьшить последствия инсультов, мозговых травм и других поражений, которые вызывают омертвение нервных тканей. Как обнаружили биофизики из Имперского колледжа в Лондоне, ксенон способен блокировать работу рецепторов, управляющих нервными клетками, и предотвратить их гибель. Специфическое действие ксенона было обнаружено в ходе испытаний новых средств анестезии. Профессор Имперского колледжа Мервин Мейз (Mervyn Maze), работающий анестезиологом в госпитале Челси и Вестминстера (Лондон) считает, что это поможет создать эффективные средства для борьбы с поражениями нервной системы. Хотя такой метод не позволяет восстановить нервные клетки, но он позволит сохранить их и создать условия для последующего лечения. Профессор Ник Френкс (Nick Franks), обнаруживший это действие ксенона, считает, что этот инертный газ неплохой кандидат на роль лекарственного средства, поскольку он входит в наше природное окружение и не токсичен.

Ксенон при лечении наркомании

Использование ингаляций ксеноновой терапии позволяет сократить срок снятия абстинентного синдрома (болезненное состояние, появляющееся при употреблении наркотиков и алкоголя) в 1,5 – 2 раза по сравнению с применяемыми в настоящее время методами.
Процент лиц, не употребляющих наркотики после прохождения полного курса ксеноновой терапии (включая реабилитацию) и находящихся под наблюдением в течение одного года, составил не менее 50% (на базе около 60 больных). Пациент становится практически здоровым человеком. Применение ксенона в комплексной терапии опийной наркомании позволяет успешно преодолевать негативные и болезненные проявления абстинентного синдрома, при этом:
- уменьшает проявления вегетативных нарушений; 
- купирует болевой синдром; 
- нормализует сон у больных, даже в варианте монотерапии или с минимальной фармакологической нагрузкой; 
- в 1.5-2 раза уменьшает время снятия абстинентного синдрома, значительно уменьшает фармакологическую нагрузку. 
Применение данного метода позволяет эффективно лечить не только абстинентный синдром, но и постабстинентное состояние при опийной наркомании, особенно у больных, имеющих нарушения функции печени и непереносимость специфических фармпрепаратов, используемых при терапии наркотической зависимости. 

Курс лечения включает в себя:

- снятие абстинентного синдрома 5 – 7 дней; 
- полный курс лечения с реабилитацией (многократное использование ксенона с применением современных методов психотерапии, физиотерапии и фармакотерапии) – 2 месяца. 

Показаниями к применению метода лечебного наркоза ксеноном являются: 

- наличие мотивации к лечению; 
- наличие симптоматики абстинентного синдрома у пациента; 
- наличие противопоказаний к другим методам фармакотерапии. 
Противопоказания для данного метода лечения в настоящее время не выявлены. 

Ксенон в анестезиологии

Ученые медики давно ищут оптимальный вариант анестетика возможность проведения полноценного и безопасного наркоза. Первое сообщение в наркотических свойствах ксенона принадлежит наличие русскому ученому Н.В.Лазареву. В 1946 году он экспериментально подтвердил наличие у ксенона наркотических свойств.
10 ноября 2004 года, через 58 лет после сообщения Лазарева, в Томском НИИ онкологии прошла показательная операция для анестезиологов России. Ведущий анестезиолог страны Николай Буров и его томские коллеги продемонстрировали, как можно вместо обычного наркоза использовать газ ксенон. В операционной Томского НИИ онкологии необычно много врачей. Они приехали учиться в Томск из разных регионов России. На операционном столе – женщина. Хирурги-онкологи проводят удаление молочной железы. Операция, казалось бы, одна из немногих, только наркоз используется с применением ксенона. Именно академик Николай Буров стал основоположником ксенонового наркоза. Понадобилось 8 лет, чтобы газ попал в операционные.
Развитие ксеноновой анестезии долгое время сдерживали дефицит, дороговизна и отсутствие директивных фармакопейных документов. Но и признанный в начале ХIХ века общий наркоз из хлороформа или закиси азота с эфиром больные переносили плохо.Однако недавно немецкие ученые из Университета Ульма (University of Ulm) сумели создать устройство, позволяющее использовать газ повторно. Отработанная наркозная смесь закачивается под давлением в сосуд, где охлаждается до нуля градусов, объясняет Томас Арцт. При этом кислород и азот остаются в виде газов, а ксенон снижается, и его легко выделить из смеси и пустить в ход по второму кругу. 
Помимо безопасности для окружающей среды, медики отмечают, что ксенон в качестве наркозного средства почти не дает побочных эффектов (но только у взрослых), сокращает период нахождения больных в реанимации после тяжелых операций, в том числе операций на сердце. Кроме того, ксенон не вредит здоровью медперсонала так сильно, как другие газы, используемые для наркоза. 
В настоящее время анестезиологи почти отказались от взрывоопасных и токсичных веществ, таких как эфир и циклопропан. Вместо них используются галогенизированные углеводороды, которые тем не менее оказывают негативное влияние на воздух в операционной, а, попадая в атмосферу, вызывают парниковый эффект и разрушают озоновый слой. Только в Германии во время хирургических операций в окружающую среду ежегодно выделяется 40 миллионов литров галогенизированных углеводородов. 
Исполнилось 105 лет с момента открытия инертного газа ксенона (1898) и 50 лет его первого клинического применения в качестве средства для наркоза (1951). Ограниченные запасы ксенона (Хе) в мире и высокая стоимость газа являлись в прошлые годы главными причинами замедленного его распространения в клинической анестезиологии. Не менее важной задачей остается задача реального снижения стоимости медицинского ксенона, цена на который достигает ныне шести долларов. Даже при бережном расходе этого газа на двухчасовую анестезию потребуется 15-20 литров ксенона (75 - 120 долларов). 
Однако, бурный рост промышленного производства и научно-технического процесса второй половины ХХ века привели к тому, что уже не дефицит и высокая стоимость ксенона стали сдерживать клиническое применение ксенона, а отсутствие нормативно-правовой базы для его широкого использования. Этот вопрос не решен пока во всех странах, за исключением России. 
Таким образом, Россия стала первой страной мира, в которой успешно заложена нормативно-правовая основа для ксеноновой анестезии и созданы реальные условия для более широкого клинического применения этого великолепного анестетика. Увеличено годовое производство ксенона в стране и созданы запасы этого газа в достаточных объемах. Успешно налаживается производство наркозной и газоаналитической аппаратуры по ксеноновой анестезии, составлены и утверждены учебный план и программа тематического усовершенствования по технологии ксенон-сберегающей анестезии на базе кафедры анестезиологии и реаниматологии РМАПО. Издана первая в мире монография «Ксенон в нестезиологии».М.Пульс.2000. С применением ксенона в клинической практике открывается новая страница в истории отечественной анестезиологии.
У ксеноновой анестезии имеется потенциальный резерв снижения стоимости за счет применения способа рециклинга (газ, выдыхаемый из наркозного аппарата, утилизируется путем адсорбции специальным устройством (блок адсорбера), который после заполнения подвергается температурной десорбции, очищенный ксенон возвращается потребителю для повторного использования, что резко снижает стоимость и дефицит ксеноновой анестезии), чего нет у перечисленных анестетиков. Кроме того, окислы закиси азота и радикалы углерода при использовании галогеносодержащих жидких анестетиков, рассеиваются в окружающей среде и представляют экологическую опасность.

Показания к применению

Ксенон может быть применен в качестве средства анестезии при различных хирургических операциях, болезненных манипуляциях, снятия болевого приступа и лечения болевых синдромов. Он применяется в масочном или и в эндотрахеальном варианте как в виде мононаркоза, так и в виде комбинированной анестезии в сочетании с различными внутривенными седативными средствами, наркотическими и ненаркотическими аналгетиками, нейроплегиками, транквилизаторами, ганглиолитиками и другими средствами. Практически ксенон может применяться в качестве анестетика в тех же ситуациях, что и закись азота:
в общей хирургии, урологии, травматологии, ортопедии, неотложной хирургии, особенно у больных с сопутствующими заболеваниями сердечно-сосудистой системой, находящихся в группе высокого риска. 
в нейрохирургии центральной и периферической нервной системы в особенности при использовании микрохирургической техники когда необходим словесный контакт с пациентом для дифференциации чувствительных и двигательных пучков при операциях на нервных стволах 
в детской хирургии в масочном и эндотрахеальном вариантах 
в акушерстве и оперативной гинекологии (оперативное родоразрешение, аборты, расширенные операции в гинекологии, диагностические исследования, обезболивание родов) при болезненных манипуляциях, перевязках, биопсиях, обработке ожоговой поверхности, 
с лечебной целью при снятии болевого приступа (при травматическом шоке, при стенокардии, инфаркте миокарда, почечной и печеночной колике), а также при моторной афазии, лечении дизартрии, снятия эмоционального стресса и других функциональных неврологических расстройств. 
Ксенон может быть использован как в варианте мононаркоза при сохранении спонтанного дыхания, так и в сочетании с различными внутривенными средствами анестезии. 
Противопоказаний к ксенону не установлено, однако, применение ксенона в качестве анестетика, возможно лишь при наличии сертифицированной аппаратуры и специалиста врача-анестезиолога-реаниматолога, прошедшего специальную подготовку по «технологии ксенон – сберегающей анестезии» 

Фармакодинамика. Фарамакокинетика ксенона 

Ксенон относится к газообразным средствам для ингаляционного наркоза. В соотношении с кислородом (60:40,70:30,80:20) он оказывает сильное аналгезирующеее и анестезирующее действие. Через 5-6 вдохов наркотической концентрации ксенона возникает стадия периферической парестезии и гипоальгезии, чувство онемения и тяжести в ногах, постепенно поднимающиеся снизу вверх, захватывающие кожу живота, груди, шеи, головы. На 2-3 минуте появляется стадия эйфории и психомоторной активности, которая быстро сменяется стадией полной анальгезии и частичной амнезии, затем выключается сознание и наступает стадия анестезии, соответствующая первой хирургической стадии эфирного наркоза (по Гиделу). В этой стадии в условиях мононаркоза и при сохранении спонтанного дыхания возможно выполнение хирургических операций без применения наркотических аналгетиков. Показатели гемодинамики и газообмена в течение анестезии стабильны. Анальгезия наступает при вдыхании 30-40% смеси. Сознание утрачивается при вдыхании 65-70% смеси с О2. Миоплегия выражена хорошо. Выход из наркоза быстрый. Через 2-3 минуты после отключения газа к пациенту возвращается сознание в полном объеме и приятными субъективными ощущениями. Ксенон в 1,5-2 раза сильнее закиси азота. Его МАК по одним данным равна 50-62%, по другим – 71%. У закиси азота - 105%.
Анальгетический и гипнотический эффект ксенона прямо пропорционален его парциальному давлению в крови. В силу низкой растворимости его альвеолярная концентрация очень быстро выравнивается с артериальной и церебральной, что приводит к быстрой индукции наркоза и к утрате сознания. После отключения ксенона, он через 4-5 мин выделяется из организма через легкие в объеме 95%. Остаточная концентрация его быстро снижается, а затем Хе постепенно вымывается из жидких сред организма, сохраняя при этом, более длительную послеоперационную аналгезию, которая свидетельствует еще об одном важном преимуществе ксенона перед закисью азота и другими анестетиками.

Влияние ксенона на организм

При проведении ксеноновой моноанестезии в масочном варианте у  больных (грыжесечениях, венэктомии) было установлено 4 стадии ксеноновой моноанестезии: 
Первая стадия - парестезии и гипоалгезии. Появляется с первых 5-6 вдохов смеси Хе:О2 (70:30) и нарастает в течение 1-2 мин. Характеризуется появлением периферической парестезии, онемения кожи, вялости и слабости в ногах, чувства давления и разлитой тяжести во всем теле. Отмечается шум в ушах, ощущение сдавливания головы. Появляется чувство опьянения, нарушение координации, покачивания, как в лодке. Сознание сохраняется ясным, дыхание равномерное, кожа теплая сухая, пульс слегка учащен нарастает гипоалгезия. Порог боли увеличивается в 2 раза от исходного. 
Вторая стадия - эйфории и психомоторной активности. Стадия наступает на 3 мин на фоне уже сниженной болевой и висцеральной чувствительности. Отмечается прилив радостных эмоций, ощущения блаженства. Возникает логоррея, желание рассказать о своих приятных ощущениях. Внушаемость сохраняется. Постепенно нарастает скованность, заторможенность, дизартрия. Мышечный тонус повышается. Дыхание углубляется, становится неравномерным. Кожа сухая, теплая, розовая, пульс учащен. Болевой порог возрастает в 3 раза.
Третья стадия - анальгезии и частичной амнезии. Появляется на 4-й мин. Характеризуется появлением выраженной анальгезии. Болевой порог не определяется. На болевые раздражения пациент не реагирует. Сознание сохраняется, но наступают провалы в памяти, возникают зрительные образы, нелепые ситуации, нарастает заторможенность, появляется (со слов испытуемых) предчувствие скорой утраты сознания.
Путем снижения концентрации Хе можно пролонгировать стадию анальгезии, сохранить словесный контакт с больным, что раскрывает широкие возможности использования ксенона с лечебной целью, а также для устранения болевого синдрома, проведения операций, когда необходим личный контакт оперирующего хирурга с пациентом.
Четвертая стадия - анестезии (полной анальгезии и амнезии). Наступает на 5-й мин. Соответствует 1 уровню хирургической стадии эфирного наркоза (по Гиделу). Сознание утрачивается, исчезают глоточные и роговичные рефлексы. Зрачки суживаются. Дыхание ритмичное. Тонус мышц снижается, челюсть западает. Пульс нормализуется. Кожа сухая, розовая, теплая. Пациент не реагирует на хирургическую манипуляцию.
Пробуждение больного после выключения Хе наступает через 2 мин, а через 4-5 мин сознание восстанавливается в полном объеме с сохранением гипоальгезии в течение 12-30 мин. Побочных реакций от ксеноновой анестезии не отмечено.
Ксенон не оказывает существенных изменений морфологического состава и коагуологии крови по сравнению с закисью азота. Отмечается умеренный лейкоцитоз, увеличение моноцитов и палочкоядерных нейтрофилов без статистически достоверной разницы между анестетиками. При ксеноновой анестезии сохраняется тенденция к гиперкоагуляции. При закиси азота- к гипокоагуляции.
Ксенон умеренно повышает мозговой кровоток, улучшает кровоток в печени, почках, создает вазоплегию, что обеспечивает ему хорошие перспективы при критических состояниях в хирургии, травматологии, нейрохирургии. 
Ксенон в максимально допустимой концентрации в клинике и эксперименте не оказывает влияния на углеводный, жировой и белковый метаболизм, показатели КШС и газов крови, ферментный состав крови, ПОЛ. Ксенон полностью оправдывает установившееся мнение о своей «благородности» и химической индифферентности в организме.
Ксенон не проявляет токсичности ни в остром, ни в хроническом опыте на мелких и крупных животных. Он не обладает тератогенным и мутагенным эффектом, не имеет эмбриотоксического действия, лишен аллергенности и канцерогенности и обладает умеренным иммуностимулирующим действием.
Ксенон экологически чист и безопасен при условии применения низкопоточной анестезии и специального адсорбера для улавливания отработанного ксенона. Он химически инертен, не вступает ни в какие биохимические процессы и выделяется из организма через легкие в неизменном виде. Он не провоцирует злокачественную гипертермию. Имеется достаточно много убедительных данных считать ксенон одним из лучших ингаляционных анестетиков. Он в большей степени удовлетворяет требованиям, которые предъявляют "идеальному ингаляционному анестетику". В практическом плане ксенон должен стать анестетиком выбора, «золотым резервом» при операциях у пациентов с высоким анестезиологическим риском, при которых использование других альтернативных анестетиков связано с опасностьью. 

Негативные стороны ксеноновой анестезии

1.Одним из важных негативов ксеноновой анестезии остается его высокая стоимость по сравнению с закисью азота. Использование масочного или эндотрахеального варианта ксеноновой анестезии с обычным газотоком значительно упрощает способ анестезии, но является «расточительной» методикой. Расход Хе более 2 л/мин приводит к резкому удорожанию анестезии и такая методика становится экономически нерентабельной, поскольку расход Хе увеличивается до 120 л /час, что удорожает анестезию (600 долл). 

2. Применение ксенона, как и закиси азота, может быть ограничено при операциях на сердце, легких, трахее и бронхах, связанных с пневматораксом, при которых возникает необходимость пользоваться гипероксическими смесями, Нецелесообразно также применять ксенон в условиях негерметичного дыхательного контура (в стоматологии, при реконструктивных операциях на трахее и бронхах, при масочном варианте наркоза)

3..Ксенон, как и закись азота, обладает высокой диффузионной способностью и по закону разницы парциальных давлений может заполнять замкнутые полости с нежелательным увеличением их объема (полость кишечника, брюшная полость, воздушные кисты, закрытый пневматоракс, воздушные внутрисосудистые эмболы и пр.)

4..В связи с быстрой элиминацией ксенона из организма по окончании наркоза, он быстро заполняет альвеолярное пространство и создает феномен "диффузионной" гипоксии, аналогичной по механизму диффузионной гипоксии, развивающейся после наркоза закисью азота. Для предупреждения этого явления необходимо в течение 4-5 мин после прекращения подачи Хе применять вспомогательную вентиляцию легких или стимулировать волевые усилия пациента. Это особенно необходимо после проведения масочного варианта анестезии.
5 Ксеноновую анестезию экономически и экологически нецелесообразно применять при использовании полуоткрытого или полузакрытого контуров без применения блоков улавливания. Накопление выдыхаемого ксенона в воздухе не должно превышать ПДК= 0,005% поскольку может вызвать вялость, сонливость, дискоординацию у медицинского персонала операционного блока.

Эффективность используемой методики

По сводной статистике в России проведено более 300 операций под ксеноновым наркозом в общей хирургии, гинекологии, сосудистой хирургии. Успешно начала проводится ксеноновая анестезия при операциях на сердце в условиях искусственного кровообращения. Каких либо осложнений не было зафиксировано. Ксенон обеспечивает достаточную анестезиологическую защиту и легко управляем. Расчеты показали, что через 2 года при 3- кратном рециклинге с эффективностью 85% может быть увеличено количество ксеноновых анестезий в 8,7 раза. Поскольку в год может проведено более 3 циклов рециклинга одной и той же партии ксенона, общее количество операций под наркозом с использованием Хе может возрасти в 10 и более раз.
Таким образом, минимально-поточная анестезия ксеноном в сочетании с рециклингом успешно решает проблему снижения стоимости ксенона и его дефицитности. Общие запасы ксенона в России при этом условии будут возрастать. Ксенон является лучшей альтернативой закиси азота и займет свое достойное место в современной анестезиологии.
Внедрение технологии ксенон-сберегающей анестезии и активная модернизация существующего парка наркозной аппаратуры в России создадут все предпосылки для внедрения ксеноновой анестезии в широкую клиническую практику. С разработкой ксеноновой анестезии открывается новая и наиболее интересная страница в современной анестезиологии.