Prilocaine pharmacokinetics and the influence of vitamin C on methaemoglobin concentrations in tumescent anaesthesia

Summary

In tumescent local anesthesia high doses of prilocaine are used but valid data on the pharmacokinetics and metabolism of prilocaine during this technique of anesthesia are rare. Patients, methods: In this study plasma prilocaine and methaemoglobin concentrations were measured after subcutaneous injection of prilocaine at doses of 6.69 to 19.21 mg/kg in one hundred patients undergoing varicose vein surgery under tumescent local anesthesia. Half of the patients were randomised to intravenous treatment with 2000 mg ascorbic acid. Glucose-6-phosphate dehydrogenase activity was measured preoperatively. Results: Maximum plasma prilocaine concentrations ranged between 0.14 and 0.86 μg/ml and thus remained below the toxic threshold. Methaemoglobin concentrations ranged between 0.4 and 16.9%. There was no significant effect of vitamin C on the methaemoglobin concentration. Glucose-6-phosphate dehydrogenase activity and methaemoglobin concentrations did not correlate. Conclusions: Tumescent anesthesia with prilocaine at a maximum dose of 20 mg/kg body weight is a safe procedure in varicose vein surgery although the risk of methaemoglobinemia is not reduced by using vitamin C.

Zusammenfassung

Bei der Tumeszenzlokalanästhesie (TLA) werden hohe Lokalanästhetikadosen eingesetzt. Jedoch fehlen genügend valide Daten zum Stoffwechselmetabolismus von Prilocain in der TLA an großen Patientenkollektiven. Patienten, Methodik: In dieser Studie wurden an 100 Patienten, die zur Varizenoperation in TLA kamen, nach subkutaner Injektion von 6,69 bis 19,06 mg Prilocain pro kg Körpergewicht Methämoglobin- und Plasmaprilocainspiegel gemessen. Der Hälfte der Patienten wurde randomisiert 2000 mg Ascorbinsäure i. v. verabreicht. Präoperativ erfolgte die Messung der Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase-Aktivität. Ergebnisse: Die maximalen Plasmaprilocainkonzentrationen betrugen 0,14 bis 0,86 μg/ml und lagen damit deutlich unter dem toxikologisch bedenklichen Schwellenwert. Die höchsten MetHb-Werte lagen zwischen 0,4 und 16,9%. Der Einfluss von Vitamin C auf die Höhe der MetHb-Spiegel war statistisch nicht signifikant. Bei der Korrelation von Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase-Aktivität und Differenz aus präoperativem und maximalem MetHb-Spiegel ergab sich ein nicht signifikanter Koeffizient. Schlussfolgerung: Die TLA mit Prilocain in Dosierungen bis 20 mg/kg Körpergewicht ist ein sicheres Verfahren in der Varizenchirurgie. Das Risiko einer Methämoglobinämie wird durch die Gabe von Vitamin C nicht verringert.

Résumé

L'anesthésie par tumescence locale (ALT) nécessite de fortes doses d'anesthésique local. Concernant le métabolisme de la prilocaïne en ALT on ne disposait pas jusqu'à présent de données suffisantes provenant d'un groupe important de patients. Patients et méthode : cette étude a consisté à mesurer chez 100 patients prévus pour une opération de varices sous ALT la concentration de méthémoglobine (MétHb) et le taux plasmatique de prilocaïne après injection souscutanée de 6,69 à 19,06 mg de prilocaïne par kg de poids. Cette étude a été randomisée et la moitié des patients a reçu 2000 mg d'acide ascorbique par voie intraveineuse. L'activité de la glucose-6-phosphate-déshydrogénase (G-6-PD) a été mesurée avant l'intervention chirurgicale. Résultat : les taux plasmatiques de prilocaïne ont été trouvés de 0,14 à 0,86 μg/ml, donc nettement inférieurs au seuil de risque toxicologique. Les valeurs de MétHb les plus élevées étaient comprises entre 0,4 et 16,9%. L'influence de la vitamine C sur le taux de MétHb n'était pas statistiquement significative. Le coefficient de corrélation entre l'activité de la G-6-PD et la différence entre le taux de MétHb maximum et le taux de MétHb pré-opératoire n'a pas été trouvé significatif. Conclusion : l'ALT à la prilocaïne à une dose maximum de 20 mg/kg de poids est une méthode sûre en chirurgie des varices et le risque de méthémoglobinémie n'a pas été modifié par l'administration de vitamine C.

Keywords

Ascorbic acid - methaemoglobinaemia - prilocaine - tumescent local anesthesia

Schlüsselwörter

Vitamin C - Methämoglobinämie - Prilocain - Tumeszenzlokalanästhesie

Mots clés

Vitamine C - méthémoglobinémie - prilocaïne - anesthésie tumescente locale

• References

• 1 Beutler E. Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency and other enzyme abnormalities. In: Beutler E, Lichtman MA, Coller BS. et al. (eds). Williams Hematology. McGraw-Hill; New York: 1994: 564-576.
• 2 Breuninger H, Wehner-Caroli J. Slow infusion tumescent anesthesia. Dermatol Surg 1998; 24: 759-763.
• 3 Calabrese EJ, Moore GS, McCarthy MS. Ascorbic acid enhances the occurrence of copper-induced methemoglobin formation in normal human erythrocytes in vitro. Bull Environ Contam Toxicol 1982; 29: 704-710.
• 4 Calabrese EJ, Moore GS, McCarthy MS. Effect of ascorbic acid on copper-induced oxidative changes in erythrocytes of individuals with a glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency. Bull Environ Contam Toxicol 1983; 30: 323-330.
• 5 Coleman MD, Coleman NA. Drug-induced methaemoglobinaemia. Treatment issues. Drug Safety 1996; 14: 394-405.
• 6 Dötsch J, Demirakca S, Cryer A. et al. Reduction of NO-induced methemoglobinemia requires extremely high doses of ascorbic acid in vitro. Intensive Care Med 1998; 24: 612-615.
• 7 Evelyn KA, Malloy HT. Microdetermination of oxyhemoglobin, methemoglobin and sulfhemoglobin in a single sample of blood. J Biol Chem 1938; 126: 655-662.
• 8 Hanke CW, Bernstein G, Bullock S. Safety of tumescent liposuction in 15,336 patients. National survey results. Dermatol Surg 1995; 21: 459-462.
• 9 Jaffé E. Methemoglobinemia in the differential diagnosis of cyanosis. Hospital Practice 1985; 20: 92-110.
• 10 Klein JA. The tumescent technique for lipo-suction surgery. Am J Cosmetic Surg 1987; 4: 263-267.
• 11 Klein JA. Tumescent technique for regional anesthesia permits lidocaine doses of 35 mg/kg for liposuction. J Dermatol Surg Oncol 1990; 16: 248-263.
• 12 Mang WL, Materak J, Kuntz S. et al. Liposuction in tumescent local anesthesia – Maximum recommended doses for prilocaine. Z Hautkrankheiten 1999; 74: 157-161.
• 13 McKay W, Morris R, Mushlin P. Sodium bicarbonate attenuates pain on skin infiltration with lidocaine, with or without epinephrine. Anesth Analg 1987; 66: 572-574.
• 14 Niesel HC, Kaiser H. Dose limits for local anesthetics. Recommendations based on toxicologic and pharmacokinetic data. Regional-Anaesthesie 1991; 14: 79-82.
• 15 Rao RB, Ely SF, Hoffman RS. Deaths related to liposuction. N Engl J Med 1999; 13: 1471-1475.
• 16 Report of a WHO scientific group. Standarization of procedures for the study of glucose-6-phosphate dehydrogenase. WHO Technical Report Series 1967; 366: 1-53.
• 17 Rosen PJ, Johnson C, McGehee WG. et al. Failure of methylene blue treatment in toxic methemoglobinemia. Ann Int Med 1971; 75: 83-86.
• 18 Rubin JP, Bierman C, Rosow CE. et al. The tumescent technique: The effect of high tissue pressure and dilute epinephrine on absorption of lidocaine. Plast Reconstr Surg 1999; 103: 990-996.
• 19 Sagoo KS, Inoue K, Winker W. et al. Pharmacokinetics of tumescent local anaesthesia with prilocaine in surgery of varicose veins. Phlebologie 2000; 29: 154-162.
• 20 Sattler G, Rapprich S, Hagedorn M. Tumescent technique for local anaesthesia – clinical investigation to examine the pharmacokinetics of prilocaine. Z Hautkrankheiten 1997; 7: 522-525.
• 21 Sommer B, Sattler G. Tumescence local anesthesia. Improvement of local anesthesia methods for surgical dermatology. Hautarzt 1998; 49: 351-360.
• 22 Tryba M. Pharmakologie und Toxikologie der Lokalanästheika – Klinische Bedeutung. In: Tryba M, Zenz M. (Hrsg). Regionalanästhesie. Stuttgart: Gustav Fischer; 1989
• 23 Tumeszenz-Lokalanästhesie. Stellungnahme des wissenschaftlichen Arbeitskreises Regionalanästhesie der DGAI. Anästhesiologie & Intensivmedizin 2000; 41: 114-115.
• 24 Widmer LK, Stähelin HB. (eds) Peripheral venous disorders. Prevalence and sociomedical importance. Basel study III. Bern: Hans Huber; 1978