Entwicklung und Einsatz eines Kreislaufmodells zum optischen Nachweis von Propofol in Blut

• Main Author: Bosten, Judith
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: 2011
• Subjects: Propofol; Fluoreszenz; Fluoreszenzspektrometer; Narkose; ddc:610
• Online Access: https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/4877; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-57388; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-57388; https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/files/4877/BostenJudithDiss.pdf

Einführung: Die physikalischen Eigenschaften des intravenösen Anästhetikums Propofol (2,6-Diisopropylphenol) erlauben dessen fluoreszenzspektrometrische Detektion. Zur Entwicklung eines direkten Online-Monitorings im optisch dichten Medium Blut wird das Signalverhalten von Propofol im mit Blutprodukten gefüllten Kreislaufsystem untersucht. Material und Methoden: Der kontinuierliche Umsatz von 140,2 ml Probenvolumen im Kreislaufmodell mit integrierter Durchflussquarzküvette bezweckt ein stabiles Fluoreszenzniveau des Messmediums, da Blutprodukte in statischer Versuchsanordnung unter der verwendeten Anregungsstrahlung (UV-C) starken photochemischen Bleichungseffekten ausgesetzt sind. Als Messmedien untersucht werden Gefrorenes Frischplasma (GFP), eine Suspension aus Erythrozytenkonzentrat und GFP (EK + GFP) sowie am Versuchstag gespendetes heparinisiertes Vollblut. Es erfolgt die standardisierte Injektionen von vier Propofolboli, durch die im System Konzentrationen von 35,7 μg/ml bis 3,6 μg/ml entstehen und den klinisch relevanten Wirkspiegeln bei Narkoseeinleitung sowie Narkoseaufrechterhaltung entsprechen. Unter Anregung mit Licht der Wellenlänge 274 nm liefert Propofol ein maximales Signal bei 300 nm. Anhand der in engen zeitlichen Abständen aufgenommen Fluoreszenzspektren werden die Propofoleffekte bei 300 nm im Summationsspektrum des Blut-Propofol-Gemischs analysiert. Ergebnisse: Die Signalanstiege bei 300 nm nach Injektion in das mit GFP bzw. EK + GFP gefüllte Kreislaufsystem sind hochsignifikant für die erzeugten Propofolspiegel von 35,7 μg/ml bis 3,6 μg/ml und weisen eine sehr gute lineare Korrelation von R2 = 0,73 bis zu R2 = 0,99 zwischen Fluoreszenzsignal und Propofolkonzentration auf. Allein für diese Messmedien kann durch den Einsatz des Kreislaufmodells ein ausreichend stabiles Fluoreszenzsignal zum Propofolnachweis erreicht werden. Dem Fluoreszenzanstieg nach Propofolinjektion folgt in allen Messmedien ein über 30 Minuten andauernder Signalabfall, für den nach fluoreszenzspektrometrischer Untersuchung von Schlauchproben des Kreislaufmodells die Adsorption des lipophilen Anästhetikums an Silikon als ein ursächlicher Faktor bestimmt werden kann. Schlussfolgerung: Der direkte konzentrationsabhängige Fluoreszenznachweis von klinisch eingesetzten Propofol-Wirkspiegeln gelingt allein in transfusionsmedizinisch aufbreiteten Blutprodukten. === Background: The physical characteristics of the intravenous anaesthetic propofol enable to detect its specific emission spectrum with fluorescencespectroscopy. Striving for the goal of an instant Propofol-Online-Monitoring in the optically dense medium blood we developed an experimental setting for the research of the behavoiur of the Propofol-signal in circulation filled with blood products. Material and Methods: The designed circulation model allows a continous turnover of a samplevolume of 140,2 ml in the integrated quartzcuvette under reproducible test conditions. To aim to achieve a steady level of fluorescence of the test-medium circultion is necessary, due to the fact that blood products are showing photochemical bleachingeffects in a static setting under the used excitation-wavelenght (UV-C). The used test-mediums are Fresh Frozen Plasma (FFP), a suspension of Erythrocyte Concentrate (EC) and FFP (EC + FFP) plus in a final step a whole blood donation rejected within 12 hours. The testarrangement is starting with the injection of four Propofol-boli, which are diluted to concentrations between 35, 7 μg/ml to 3,6 μg/ml equivalent to clincally relevant levels under anesthetization and while maintaining anaesthesia. With the used exitation wavelength of 274 nm Propofols responses with a maximal signal of emission at 300 nm. With the fluorescence spectrums, detected in short intervalls, follows the analysis of the effect of Propofol at 300 nm in the summation spectrum of the blood-Propofol-mixture. Results: The rises of the fluorescence signal at 300 nm after injection in the circulation-model filled with FFP and EC + FFP are respectively high significant for the generated levels of Propofol between 35, 7 μg/ml to 3,6 μg/ml and show a very good linear correlation between fluorescence signal an concentration of Propofol. These test-mediums are reaching an adaquate signal of fluorescence for the detection of Propofol. After fluorescence rises by addition of Propofol follows a constantly decrease of the signal about 30 minutes. One responsible factor for the drecrease ist he adsorption of the lipophilic anesthetic at silicone tubing in the circulation model. Conclusion: The successfull instant detection of clinically used Propofol levels with a fluorescence signal at 300 nm in dependance on concentration succeeds with transfusion medically treated blood products. The following decrease of fluorescence does not describe pharmacological kinetics of Propofol in blood, because the verifiable adsorption of Propofol at silicone tubings restricts the validity of the in-vitro-model.