吸入麻酔薬の地球温暖化の可能性：臨床使用への応用

背景：吸入麻酔薬は、温室効果ガスが認識されています。一般的な臨床的使用中の相対的な影響を計算することで、互いに比較し、二酸化炭素排出量全般との比較が可能になります。 方法：セボフルランとイソフルランの赤外線吸収断面を決定しました。Desflurane、Sevoflurane、およびIsofluraneの20年間の地球温暖化の可能性（GWP（20））値は、現在および以前に公開された赤外線結果を使用して計算され、最良の推定大気寿命が決定されました。1つの最小肺胞濃度（MAC）時間で使用される各麻酔薬の総量に、その麻酔のために計算されたGWP（20）を掛け、グラムで「二酸化炭素等価」（CDE（20））として表現しました。空気/酸素と酸化窒素（N2O）/酸素の両方の一般的な新鮮なガスの流れとキャリアガスが、これらの例が吸入麻酔薬の共通の臨床使用を表すことを可能にする計算で考慮されました。 結果：吸入された麻酔薬のGWP（20）値は、セボフルラン349、イソフルラン1401、およびデスフルラン3714。2Lの新鮮なガス流での1マック時間のCDE（20）値は：セボフルラン6980 g、イソフルラン15,551 g、およびイソフルラン15,551 g、およびDesflurane 187,186 g。これらの麻酔薬間の比較により、セボフルラン1、イソフルラン2.2、およびデスフルラン26.8の比率が生成されました。60％N2O/40％酸素がキャリアガスの組み合わせとして空気/酸素を置き換え、吸入麻酔薬を吸入すると、1マックの麻酔薬を供給するように調整されました。/O2、イソフルランの値は2.9倍高く、デスフルランの値は0.4倍低かった。60％N2Oの100年間の期間では、セボフルランCDE（100）の値は、空気/O2で運ばれた場合よりも19倍高く、イソフルラン値は9倍高く、デスフルラン値はN2Oの有無にかかわらず等しくなりました。 結論：同等かつ一般的な臨床状態では、デスフルランはイソフルランまたはセボフルランよりも地球温暖化に大きな影響を及ぼします。N2Oだけで、セボフルランまたはイソフルランに比べてかなりの温室効果ガスの寄与を生成します。さらに、強力な吸入麻酔薬と組み合わせて60％N2Oが1つのMACの麻酔薬を提供すると、セボフルランとイソフルランの環境への影響が大幅に増加し、デスフルランの環境への影響が減少します。N2Oは、GWPを所有するだけでなく、オゾン層を破壊します。それは引き続きより長い時間枠で影響を与え続けており、Desfluraneの環境的に健全なトレードオフではないかもしれません。私たちの計算から、N2Oと不必要に高い新鮮なガス流量を回避すると、吸入された麻酔薬の環境への影響を減らすことができます。

BACKGROUND: Inhaled anesthetics are recognized greenhouse gases. Calculating their relative impact during common clinical usage will allow comparison to each other and to carbon dioxide emissions in general. METHODS: We determined infrared absorption cross-sections for sevoflurane and isoflurane. Twenty-year global warming potential (GWP(20)) values for desflurane, sevoflurane, and isoflurane were then calculated using the present and previously published infrared results, and best estimate atmospheric lifetimes were determined. The total quantity of each anesthetic used in 1 minimal alveolar concentration (MAC)-hour was then multiplied by the calculated GWP(20) for that anesthetic, and expressed as "carbon dioxide equivalent" (CDE(20)) in grams. Common fresh gas flows and carrier gases, both air/oxygen and nitrous oxide (N2O)/oxygen, were considered in the calculations to allow these examples to represent common clinical use of inhaled anesthetics. RESULTS: GWP(20) values for the inhaled anesthetics were: sevoflurane 349, isoflurane 1401, and desflurane 3714. CDE(20) values for 1 MAC-hour at 2 L fresh gas flow were: sevoflurane 6980 g, isoflurane 15,551 g, and desflurane 187,186 g. Comparison among these anesthetics produced a ratio of sevoflurane 1, isoflurane 2.2, and desflurane 26.8. When 60% N2O/40% oxygen replaced air/oxygen as a carrier gas combination, and inhaled anesthetic delivery was adjusted to deliver 1 MAC-hour of anesthetic, sevoflurane CDE(20) values were 5.9 times higher with N2O than when carried with air/O2, isoflurane values were 2.9 times higher, and desflurane values were 0.4 times lower. On a 100-year time horizon with 60% N2O, the sevoflurane CDE(100) values were 19 times higher than when carried in air/O2, isoflurane values were 9 times higher, and desflurane values were equal with and without N2O. CONCLUSIONS: Under comparable and common clinical conditions, desflurane has a greater potential impact on global warming than either isoflurane or sevoflurane. N2O alone produces a sizable greenhouse gas contribution relative to sevoflurane or isoflurane. Additionally, 60% N2O combined with potent inhaled anesthetics to deliver 1 MAC of anesthetic substantially increases the environmental impact of sevoflurane and isoflurane, and decreases that of desflurane. N2O is destructive to the ozone layer as well as possessing GWP; it continues to have impact over a longer timeframe, and may not be an environmentally sound tradeoff for desflurane. From our calculations, avoiding N2O and unnecessarily high fresh gas flow rates can reduce the environmental impact of inhaled anesthetics.