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Revista Brasileira de Anestesiologia

Print version ISSN 0034-7094

Rev. Bras. Anestesiol. vol.53 no.3 Campinas May/June 2003

http://dx.doi.org/10.1590/S0034-70942003000300006 

ARTIGO CIENTÍFICO

 

Efeitos da administração subaracnóidea de grandes volumes de lidocaína a 2% e ropivacaína a 1% sobre a medula espinhal e as meninges. Estudo experimental em cães*

 

Effects of spinal administration of large volumes of 2% lidocaine and 1% ropivacaine on spinal cord and meninges. Experimental study in dogs

 

Efectos de la administración subaracnóidea de grandes volúmenes de lidocaína a 2% y ropivacaína a 1% sobre la médula espinal y las meninges. Estudio experimental en perros

 

 

Eliana Marisa Ganem, TSAI; Pedro Thadeu Galvão Vianna, TSAII; Mariângela MarquesIII; Yara Marcondes Machado Castiglia, TSAII; Luiz Antonio Vane, TSAII

IProfessora Adjunta Livre Docente do CET/SBA do Departamento de Anestesiologia da FMB UNESP
IIProf. (a) Titular do CET/SBA do Departamento de Anestesiologia da FMB UNESP
IIIProfª Assistente Doutora do Departamento de Patologia da FMB UNESP

Endereço para correspondência

 

 


RESUMO

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A injeção de grandes volumes de anestésico local no espaço subaracnóideo, após punção dural acidental, é complicação da anestesia peridural. O objetivo desta pesquisa foi investigar as possíveis alterações clínicas e histológicas desencadeadas por grandes volumes de lidocaína a 2% e ropivacaína a 1%, simulando injeção subaracnóidea acidental, em cães.
MÉTODO: Vinte e um cães foram distribuídos aleatoriamente em 3 grupos, que receberam por via subaracnóidea: G1 - cloreto de sódio a 0,9%; G2 - lidocaína a 2% e G3 - ropivacaína a 1%. A punção subaracnóidea foi realizada no espaço intervertebral L6-L7. O volume de anestésico local administrado foi de 1 ml para cada 10 cm de distância entre a protuberância occipital e o espaço lombossacral (5 - 6,6 ml). Após 72 horas de observação clínica os animais foram sacrificados e foi removida a porção lombossacral da medula para exame histológico, por microscopia óptica.
RESULTADOS: Nenhum animal do G1 apresentou alterações clínicas ou histológicas da medula espinhal. Foram observados dois casos de necrose do tecido nervoso em G2, porém mudanças clínicas, em somente um desses cães e em outros dois animais que não apresentaram alterações histológicas. Foi encontrada necrose focal do tecido nervoso medular em um animal de G3. Todos os animais de G3 permaneceram clinicamente normais.
CONCLUSÕES: Conclui-se que grandes volumes de lidocaína a 2% determinaram alterações clínicas e histológicas mais intensas que os de ropivacaína a 1%.

Unitermos: ANESTÉSICOS, Local: lidocaína, ropivacaína; ANIMAL: Cão; COMPLICAÇÕES: lesão neurológica, neutoxicidade; TÉCNICAS ANESTÉSICAS, Regional: subaracnóidea


SUMMARY

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Spinal injection of large local anesthetic volumes after accidental dural puncture is an epidural anesthesia complication. This study aimed at investigating potential clinical and histological changes triggered by large volumes of 2% lidocaine or 1% ropivacaine in a simulated accidental spinal injection in dogs.
METHODS: Twenty one dogs were randomly allocated into three experimental groups, which received spinal injections of: G1 - 0.9% sodium chloride, G2 - 2% lidocaine, G3 - 1% ropivacaine. Spinal puncture was performed in L6-L7 interspace. Anesthetic volume was 1 ml per 10 cm-distance between the occipital protuberance and the lumbosacral space (5 - 6.6 ml). After 72 hours of clinical observation animals were sacrificed and their spinal cords were removed for histological examination under light microscopy.
RESULTS: No G1 animal presented clinical or histological changes in the spinal cord. There were two cases of nervous tissue necrosis in G2, however clinical changes were only observed in one of these dogs and in two other dogs which had no histological changes. There has been focal necrosis in the spinal cord nervous tissue of one G3 animal. All G3 animals remained clinically normal.
CONCLUSIONS: Large volumes of 2% lidocaine have determined more intensive clinical and histological changes as compared to 1% ropivacaine.

Key Words: ANESTHETICS, Local: lidocaine, ropivacaine; ANESTHETIC TECHNIQUES, Regional: spinal block; ANIMAL: Dog; COMPLICATIONS: neurologic damage, neurotoxicity


RESUMEN

JUSTIFICATIVA Y OBJETIVOS: La inyección de grandes volúmenes de anestésico local en el espacio subaracnóideo, después de punción dural accidental, es complicación de la anestesia peridural. El objetivo de esta pesquisa fue investigar las posibles alteraciones clínicas e histológicas desencadenadas por grandes volúmenes de lidocaína a 2% y ropivacaína a 1%, simulando una inyección subaracnóidea accidental, en perros.
MÉTODO: Veintiún perros fueron distribuidos aleatoriamente en 3 grupos, que recibieron por vía subaracnóidea: G1 - cloreto de sodio a 0,9%; G2 - lidocaína a 2% y G3 - ropivacaína a 1%. La punción subaracnóidea fue realizada en el espacio intervertebral L6-L7. El volumen de anestésico local administrado fue de 1 ml para cada 10 cm de distancia entre la protuberancia occipital y el espacio lomosacral (5 - 6,6 ml). Después de 72 horas de observación clínica los animales fueron sacrificados y fue removida la porción lomosacral de la médula para examen histológico, por microscopia óptica.
RESULTADOS: Ningún animal del G1 presentó alteraciones clínicas o histológicas de la médula espinal. Fueron observados dos casos de necrosis del tejido nervioso en G2, más cambios clínicos, en solamente uno de estos perros y en otros dos animales que no presentaron alteraciones histológicas. Fue encontrada necrosis focal del tejido nervioso medular en un animal de G3. Todos los animales de G3 permanecieron clínicamente normales.
CONCLUSIONES: Se concluye que grandes volúmenes de lidocaína a 2% determinaron alteraciones clínicas e histológicas más intensas que los de ropivacaína a 1%.


 

 

INTRODUÇÃO

Os anestésicos locais são fármacos que bloqueiam, de forma reversível, os canais de sódio da membrana celular, impedindo, dessa forma, a condução dos impulsos dos tecidos excitáveis 1.

A lidocaína, anestésico do grupo aminoamida, é muito utilizada em decorrência de seu rápido início de ação, sua potência e seu moderado tempo de ação 2. Sintetizada em 1948 por Löfgren, foi utilizada pela primeira vez pela via subaracnóidea na concentração de 2% 3. Na concentração de 5%, foi introduzida em anestesia em meados de 1950. A partir de então, passou a ser empregada sem que se tivesse realizado pesquisa que avaliasse os riscos de possíveis lesões neurológicas desencadeadas pela sua administração no espaço subaracnóideo. Em 1969, foi publicado resultado de estudo multicêntrico, envolvendo 10.440 pacientes, a maioria da clínica obstétrica, nas quais não foi observada nenhuma lesão neurológica grave 4.

Entretanto, na década de 1990 foram descritos vários casos de síndrome de cauda eqüina, que foram associados à lidocaína hiperbárica a 5% administrada no espaço subaracnóideo através de microcateter 5,6, de agulhas de ponta de lápis de pequeno calibre 7, após injeções repetidas em decorrência de bloqueios inadequados 7,8 e, finalmente, após a injeção de grandes volumes de lidocaína a 2% que deveria, inicialmente, ser administrada no espaço peridural e que acidentalmente foi introduzida no espaço subaracnóideo 9-11.

A síndrome da cauda eqüina consiste de disfunção urinária e intestinal, perda de sensibilidade na região períneal e graus variáveis de fraqueza muscular nos membros inferiores.

Quanto à ropivacaína, anestésico do grupo aminoamida, preparado como enantiômero S puro, nada se sabe sobre sua capacidade de desencadear neurotoxicidade 12.

O objetivo desta pesquisa foi avaliar os efeitos que grandes volumes de lidocaína a 2% e ropivacaína a 1%, administrados por via subaracnóidea, determinariam sobre a histologia do tecido nervoso da medula espinhal e das meninges de cães.

 

MÉTODO

Após a aprovação pelo Comitê de Ética em Experimentação Animal, foram utilizados 21 cães adultos, de ambos os sexos, sem raça definida, cujos pesos variaram de 5 a 14 kg e comprimentos de coluna vertebral de 50 a 66 cm. Os cães foram distribuídos aleatoriamente em 3 grupos de 7 animais, que se diferenciaram pela solução administrada no espaço subaracnóideo, ou seja: grupo 1 - solução fisiológica, grupo 2 - lidocaína a 2%, grupo 3 - ropivacaína a 1%.

Em todos os animais foi realizada a mesma seqüência experimental. Após jejum de 12 horas com livre acesso a água, os cães receberam 30 mg.kg-1 de pentobarbital sódico por via venosa, foram intubados e mantidos em respiração espontânea em circuito circular com fração inspirada de oxigênio a 100%. Foram realizadas dissecções e cateterismos da veia femoral direita para hidratação com solução de Ringer com lactato, e da artéria femoral direita para medida da pressão arterial média.

Foi instalado oxímetro de pulso para medida da saturação periférica de oxigênio, cujo sensor foi colocado na língua do cão, e instalado o conector para medida da fração expirada de dióxido de carbono (CO2), junto à cânula de intubação.

Os animais foram colocados em decúbito ventral na goteira de Claude Bernard, tendo sido medida a distância entre a protuberância occipital e o espaço lombossacral para obtenção do comprimento da coluna vertebral. Este comprimento foi utilizado para calcular o volume da solução a ser administrado no espaço subaracnóideo.

Foi realizada a limpeza da pele e dos pelos, com água e sabão, em área de aproximadamente 10 cm ao redor dos espaços L6-L7, seguida de lavagem com água, anti-sepsia com álcool iodado e colocação de campos estéreis.

Foi realizada a palpação das duas tuberosidades do osso ilíaco e do processo espinhoso da última vértebra lombar. Imediatamente abaixo, localizava-se o espaço lombossacral. Deslizando-se o indicador em direção cefálica, o próximo espaço intervertebral era o L6-L7.

Para realização da punção subaracnóidea, introduzia-se, através de acesso mediano, com ângulo de inclinação de aproximadamente 45º, a agulha de Quincke, calibre 22G, descartável, com o bisel da agulha direcionado cefalicamente. Ao ultrapassar a membrana aracnóide, retirava-se o mandril da agulha e obtinha-se o escoamento do líquor.

A solução previamente sorteada era injetada lentamente, durante 1 minuto, em volume que correspondia a 1 mililitro para cada 10 centímetros de distância entre a protuberância occipital e o espaço lombo-sacro 13.

Após a injeção do anestésico local, os animais eram colocados em decúbito dorsal, sendo observadas a freqüência cardíaca, a pressão arterial média e a amplitude e a freqüência dos movimentos respiratórios. Estes parâmetros auxiliaram na avaliação da extensão do bloqueio anestésico.

Os animais que apresentavam hipotensão arterial (pressão arterial média inferior a 30% dos valores iniciais) recebiam volume adicional de solução de Ringer com lactato (20 ml.kg-1). Naqueles cuja diminuição da pressão arterial média era maior ou igual a 50%, administrou-se sulfato de efedrina na dose de 0,5 mg.kg-1.

Nos cães que apresentavam bradicardia (freqüência cardíaca < 50% dos valores obtidos antes da anestesia subaracnóidea ou < 60 batimentos por minuto) administrava-se sulfato de atropina 20 µg.kg-1.

Nos animais que apresentavam parada respiratória, era instituída ventilação mecânica controlada até a recuperação de ventilação espontânea eficaz.

Também foram observados, durante o período em que o animal estava em vigência do bloqueio subaracnóideo, o grau de relaxamento do esfíncter anal e a sensibilidade dolorosa nos diferentes dermátomos, como membrana interdigital traseira e dianteira, cauda e diferentes dermátomos das regiões cervical, torácica, lombar e sacral, com auxílio de pinça com dente de rato.

Após a recuperação da anestesia subaracnóidea e venosa, os animais permaneceram sob observação clínica durante as 72 horas em que foram mantidos no cativeiro. Foram avaliados: relaxamento do esfíncter anal, perda da força muscular das patas posteriores, capacidade de movimentar a cauda e alteração da sensibilidade dolorosa.

Os animais foram sacrificados por eletrocussão, após anestesia prévia e foram retiradas as porções lombar e sacral da medula espinhal em tempo inferior a 3 minutos, sendo fixadas em solução de formalina a 10%.

Foram realizados cortes transversais do tecido nervoso e das meninges, que se iniciaram aproximadamente 5 cm acima do local onde foi realizada a punção subaracnóidea, indo até o final da cauda eqüina, em intervalos de 1 cm.

Os cortes foram corados pelo método de hematoxilina-eosina e a leitura das lâminas foi efetuada pela microscopia óptica, sem que o patologista soubesse a que grupo experimental pertencia a lâmina.

Tendo o objetivo de avaliar a homogeneidade dos grupos com relação ao peso e ao comprimento da coluna vertebral, foi realizada a Análise de Variância, sendo considerados significativos os valores de p < 0,05.

 

RESULTADOS

Não houve diferença significativa entre os grupos com relação ao peso e ao comprimento da coluna vertebral (Tabela I).

Todos os animais pertencentes aos grupos 2 e 3 necessitaram de ventilação mecânica após a realização do bloqueio subaracnóideo, porque apresentaram paralisia da musculatura respiratória e conseqüente parada respiratória. Também apresentaram hipotensão arterial. Em onze animais, a redução da pressão variou de 20% a 50%; foi transitória e corrigida com aumento da hidratação por via venosa. Nos 3 restantes houve necessidade de se administrar sulfato de efedrina.

Todos os animais dos grupos 2 e 3 apresentaram diminuição da freqüência cardíaca, que variou de 40% a 75% dos valores obtidos antes da anestesia subaracnóidea. Entretanto, apenas quatro cães necessitaram de sulfato de atropina para restabelecimento da freqüência cardíaca.

Nenhum animal do grupo 1 apresentou alterações clínicas ou histológicas da medula espinhal (Figura 1).

Foram observadas alterações histológicas em dois animais pertencentes ao grupo 2 e alterações clínicas em um deles e em outros dois cães deste grupo, os quais, por sua vez, não apresentaram alterações histológicas. Em um dos animais que apresentaram alterações histológicas constatou-se necrose em faixa de toda superfície medular e do fascículo de gracilis, caracterizada por vacuolização com perda de substância em 75% do campo histológico, 2 cm acima do local onde foi realizada a punção (Figura 2). Sua avaliação clínica mostrou paralisia das patas posteriores e relaxamento do esfíncter anal. No segundo animal, detectou-se foco de necrose no cone medular, em extensão que ocupou 30% do campo histológico, não tendo sido observadas alterações clínicas.

Em dois animais, que permaneceram com o esfíncter anal parcialmente relaxado após o bloqueio, não foram encontradas alterações histológicas no tecido nervoso espinhal e nas meninges (Quadro I).

Em um animal do grupo 3 foi observada área focal de vacuolização na superfície dorso-lateral da medula e na raiz dorsal, ocupando 5% do campo histológico, aproximadamente 2 cm acima do local onde foi realizada a punção (Figura 3). Todos os animais pertencentes a este grupo permaneceram clinicamente normais (Quadro II).

Não foram observadas alterações histológicas das meninges em nenhum animal, nos três grupos de estudo.

 

DISCUSSÃO

Esta pesquisa vem mostrar que a lidocaína a 2% determinou alterações histológicas medulares mais intensas que a ropivacaína a 1%.

Quando grandes volumes de anestésico local são inadvertidamente injetados no espaço subaracnóideo, os efeitos de tamponamento e diluição do mesmo, que normalmente ocorrem com pequenos volumes, deixam de existir, possibilitando maior exposição da porção lombar e sacral da medula e das raízes nervosas sacrais ao anestésico local 14.

É descrito que o anestésico local utilizado na anestesia peridural em concentrações que habitualmente não desencadeiam irritação no nervo são potencialmente capazes de produzir alterações neurológicas, se forem introduzidos em grandes volumes, no espaço subaracnóideo 5.

Alguns autores constataram 15 o aparecimento de alterações clínicas e histológicas após a administração de lidocaína a 1,5% em infusão contínua no espaço subaracnóideo de ratos. As alterações foram dependentes do tempo de exposição à droga e da dose administrada.

Em outra pesquisa, utilizando nervos ciáticos de rãs desprovidos de bainha nervosa, com a finalidade de estudar o potencial neurotóxico dos anestésicos locais, ficou demonstrado que a imersão do nervo por 5 minutos em uma solução de lidocaína hiperbárica a 5% determinou bloqueio irreversível da condução do nervo. O bloqueio foi irreversível em 80% dos animais, quando o tempo de exposição foi de três minutos e a recuperação foi total com exposição de um minuto. Reduzindo-se a concentração da lidocaína para 1,5% houve recuperação do potencial de ação em 70% dos nervos. Portanto, as alterações na condução da transmissão neural são também dependentes da concentração da droga 16.

Também em nervos isolados de rãs, a lidocaína induziu perda irreversível da atividade dos impulsos dos nervos, de maneira dose-dependente, a partir de concentrações de 40 mmol, que correspondem à concentração de 1%. A perda total da atividade neural aconteceu com concentrações de 80 mmol, ou seja, lidocaína a 2%.

Em neurônios do gânglio da raiz dorsal de ratos, a lidocaína, em concentrações em torno de 30 mmol, em contato com o nervo durante quatro minutos, foi suficiente para induzir a morte dos neurônios 17.

As concentrações de anestésico local que determinam morte celular são superiores àquelas que bloqueiam os canais de sódio de maneira reversível 17.

Pouco se conhece sobre os mecanismos pelos quais os anestésicos locais produzem lesões nos nervos. Sabe-se apenas que, quando alterações clínicas se manifestam, há lesões suficientemente graves para produzir a perda da condução de algumas populações de fibras nervosas 18.

Byers e col., 1973 19, estudando os efeitos determinados pela lidocaína sobre os nervos de coelhos, em modelo experimental in vitro, demonstraram que concentrações tão baixas quanto 0,6%, em contato por 60 minutos, determinaram bloqueio do transporte axoplasmático rápido e da condução do nervo.

O transporte axoplasmático rápido é necessário para manter a estrutura e função do neurônio 20. É possível que o anestésico local, em elevadas concentrações, determine bloqueio irreversível no transporte axoplasmático rápido e este fato possa contribuir para o desenvolvimento de paresias e paralisias que se observam após a realização de bloqueios regionais 21.

A incidência de lesões neurológicas desencadeadas pelo anestésico local, nas doses habitualmente utilizadas na clínica, é pequena, possivelmente porque as concentrações da droga em contato com a membrana neuronal raramente atinjam valores que desencadeiem lesões.

A diluição do anestésico local no líquor contribui para reduzir a concentração do fármaco na membrana do neurônio, após a administração subaracnóidea 5.

Fatores que limitam a difusão e a diluição da droga no líquor podem aumentar a concentração do anestésico que entrará em contato com a membrana do neurônio, desencadeando neurotoxicidade.

A morte celular não é necessariamente obrigatória para que existam alterações funcionais, porque reações tóxicas em qualquer população de células ou de receptores podem influenciar a função neurológica 22.

Em nervos isolados de rãs, em modelo in vitro, o potencial de repouso da célula permaneceu inalterado mesmo quando o bloqueio de condução do nervo esteve comprometido de forma irreversível. Constatou-se que o gradiente iônico e a permeabilidade de repouso da membrana permaneceram intactos, porém os mecanismos necessários para que ocorressem a despolarização e a propagação do potencial de ação estavam permanentemente inutilizados. Desse modo, o anestésico local tornou os nervos sem função, sem, entretanto, destruí-los 16.

Essa teoria poderia explicar o aparecimento de sintomas clínicos sem as correspondentes alterações histológicas, como observado em dois animais do grupo 2, que apresentaram relaxamento parcial do esfíncter anal (área de distribuição do metâmero S3), com os cortes histológicos normais.

Manteve-se sem alterações clínicas. o animal do grupo 3 que recebeu a ropivacaína a 1% e apresentou área focal de necrose da superfície dorso-lateral da medula, em área inferior a 5%, no corte correspondente a 2 cm acima do local da punção.

A ropivacaína foi manufaturada para ser utilizada em bloqueios de plexo e no espaço peridural. Estudo indica que a ropivacaína a 0,5% apresenta baricidade de 0,9999, sendo considerada hipobárica 12, o que pode ter favorecido o deslocamento cranial do anestésico e o aparecimento da lesão.

Também não existem, na literatura, até o momento, referências quanto aos efeitos que grandes volumes de ropivacaína poderiam determinar sobre o tecido nervoso e as meninges. Entretanto, sempre que há possibilidade de uma droga ser administrada no espaço subaracnóideo, mesmo de maneira acidental, é importante que se conheçam seus efeitos sobre o tecido nervoso e sobre o fluxo sangüíneo medular, visto que reduções importantes no fluxo sangüíneo podem determinar lesões neurológicas 23.

Está descrito que a ropivacaína produziu significativa vasoconstrição nas pequenas e grandes arteríolas e nas vênulas da pia-máter de cães 24.

Foram estudados os efeitos que a ropivacaína, nas concentrações de 0,5% e 2%, exerce sobre o fluxo sangüíneo medular espinhal (FSME) de ratos, após administração por via subaracnóidea, durante período de 90 minutos. Os animais que receberam a ropivacaína a 2% apresentaram diminuição do FSME de aproximadamente 55%, permanecendo estes valores em torno de cinco minutos e retornando ao normal gradualmente entre 20 e 40 minutos 23.

Sabe-se que, após a administração subaracnóidea de anestésico local, a taxa metabólica da medula espinhal pode diminuir em decorrência do intenso bloqueio sensitivo e motor que é estabelecido 25. Portanto, a ropivacaína pode ter reduzido o FSME, porque a taxa metabólica do tecido medular também diminuiu.

Contudo, a diminuição no FSME não parece ser a causa desencadeante das lesões neurológicas neste experimento, uma vez que, nos animais que receberam lidocaína a 2%, as lesões foram mais intensas que quando se utilizou a ropivacaína a 1%. Em trabalho pregresso 26, a lidocaína hiperbárica a 5%, portanto concentração maior do que a administrada neste estudo, não determinou isquemia do tecido nervoso de ratos.

Na presente pesquisa, nos três animais que apresentaram lesões histológicas do tecido nervoso da medula, estas se encontravam na superfície, onde há contato direto do anestésico local com o líquor. As lesões foram predominantemente na região dorsal da medula, estendendo-se até a substância branca, com exceção das de um animal do grupo 2, que foram encontradas em toda a superfície da medula. No animal que recebeu a ropivacaína, houve comprometimento da raiz posterior.

Em estudo sobre os efeitos neurotóxicos desencadeados pela tetracaína, após administração subaracnóidea, ficou demonstrado que as lesões se desenvolviam nas raízes dorsais e substância branca posterior da medula. Em local próximo à raiz posterior, imediatamente antes da sua entrada na substância branca medular, encontra-se uma zona desmielinizada, que contém neurônios desnudos. Estes neurônios são mais sensíveis à neurotoxicidade de drogas introduzidas no líquor 27.

Para concluir, pode-se dizer que grandes volumes de lidocaína a 2% determinaram alterações histológicas sobre o tecido nervoso da medula espinhal, mais intensas que aquelas determinadas pela ropivacaína a 1%. Ambas as drogas não ocasionaram lesões nas meninges de cães.

 

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Endereço para correspondência
Profª. Dra. Eliana Marisa Ganem
Departamento de Anestesiologia da FMB UNESP
Distrito de Rubião Júnior
18618-970 Botucatu, SP
E-mail: eganem@fmb.unesp.br

Apresentado em 23 de setembro de 2002
Aceito para publicação 22 de novembro de 2002

 

 

* Recebido do CET/SBA do Departamento de Anestesiologia da Faculdade de Medicina de Botucatu (FMB UNESP), Botucatu, SP