background image

Sunday 14 / 12 / 2014

 

©Ali Kareem 2014-2015

 

Name

:

______________________________                                                                

Class

:

_______________________________ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مكتب اشور لالستنساخ

 

Local Anesthetics

     

Lecture 2 

 

Total lectures NO. 29 

 

Dr. Huda Al-Qadhi

 


background image

Local Anesthetics 

Local  anesthetics  (LA)  are  drugs  employed  to  produce  a  transient  and 
reversible  loss  of  sensation  in  a  circumscribed  area  of  the  body  by 
interfering with nerve conduction (both sensory and motor) and without 
loss of consciousness. 

 

Useful drugs must be: 

 

  Water soluble  

  Sterilizable by heat 

  Have a rapid onset of effect 

  Have a duration of action suitable to the operation performed 

  Be non-toxic 

  Leave no local after effects 

 

 

Mode of action: 

 

LA  prevent  the  nerve  impulses  from  arising  and  propagating  by 
interfering with the rate of rise of the depolarization phase of the action 
potential.  Also  the  threshold  of  excitation  increases  and  the  impulse 
conduction slows , finally  the cell does not depolarize sufficiently to fire 
and therefore propagating action potential fails to occur.  LA accomplish 
this  by  reducing  the  passage  of  Na+  through  the  voltage  gated  Na+ 
channels. 


background image

 

Increase  in  extracellular  Ca+  partially  antagonizes  the  action  of  LA, 
this is probably because LA compete with Ca ions for a site in the nerve 
membrane that controls the passage of Na+ through these channels 

The fibers in the nerve trunks are affected according to: 

 

1- Fiber diameter: 

The  small  fibers  are  first  affected  (autonomic,  sensory)  and  then  the 
larger  

myelinated motor fibers. 

Type B(preganglionic autonomic) then type C (dorsal root for pain) 
and  then  the  small  type  A  delta  fiber  (pain  and  temperature)  and 
then  type  A  beta  (touch  and  pressure)  and  then  type  A  alpha 
(proprioception,motor). 

The  time  of  onset  of  action  is  shorter  for  the  smaller  fibers  and  the 
concentration of the drug required is also less. 

2- Myelination: 

Myelinated nerves tend to become blocked before the unmylinated nerve 
of  the  same  diameter  ,  for  this  reason  pre-ganglionic  B  fibers  may  be 
blocked before the unmyelinated C fibers involved in pain transmission. 

For myelinated fibers at least two successive nodes must be blocked by 
The LA to halt impulse propagation. 

 

 


background image

3- Firing frequency (conduction velocity): 

LA  effect  is  more  marked  on  fibers  of  higher  frequencies  of 
depolarization  and  longer  periods  of  depolarization  especially  pain 
fibers.  Motor  fibers  fire  at  a  slower  rate  and  have  a  shorter  action 
potential duration . 

4- Fiber position: 

The location of the fiber in the peripheral nerve bundle whether sensory 
or motor is important. Fibers located circumferentially are blocked first 
because  they  are  the  first  to  be  exposed  to  the  drug  therefore  it  is  not 
uncommon  that  motor  nerves  are  blocked  before  the  sensory  in  large 
mixed nerve. 

  The general order of loss of function is as follows

1-pain   2-temp.  3-touch  4-proprioception  5-skeletal m. tone. 


background image

Classification of LA: 

 

1- According to chemistry: 

 

a- Ester compounds 

b- Amide compounds 

 

structurally all LA consist of a hydrophilic amino group linked through a 
connecting group (either ester or amide) to a lypophilic aromatic residue. 

 

 Ester compounds: are hydrolyzed by the liver and plasma esterases  

e.g. cocaine, procaine (S), benzocaine, tetracaine(L). 

 

 Amide compounds: are dealkylated in the liver  

e.g. 

lidocaine 

(I), 

prilocaine(I), 

cinchocaine, 

bupivacaine(L), 

mepivacaine(I), Ropivacaine(L) 

 

 S= short acting     I=intermediate acting     L=long action 

 

 

2- According to clinical usage (methods of administration): 


background image

 

a- surface anesthesia: as solutions jellies, creams or lozenges  

e.g. benzocaine, prilocaine and lidocaine (the last two are preferred).   

b-  Infiltration  anesthesia:  to  paralyze  the  sensory  nerve  endings  and 
the small cutaneous nerves 

e.g. lidocaine, bupivacaine , procaine, mepivacaine, prilocaine (the first 
two are preferred). 

 

c- Regional anesthesia: Four types: 

 

1- Intravenous: e.g. lidocaine, prilocaine 

2- Nerve block: e.g. lidocaine, bupivacaine 

 3- Extradural(epidural): e.g. lidocaine, bupivacaine 

4- Sub-archnoid (intra thecal) or called spinal anesthesia:  

e.g. tetracaine(preferred), lidocaine, mepivacaine . 

 


background image

Pharmacokinetics: 

 

    LA  are  weak  bases  and  are  usually  water  insoluble  for  this  reason 
they  are  usually  prepared  in  an  acidic  salt  solution  (hydrochloride  salt) 
which is water soluble and stable. 

 At tissue PH and depending on the Pka of the agent the drug exists as 
unchanged  form  or  as  a  positively  charged  amonium  cation  ,  the 
unchanged  form  is  lipophilic  and  enters  the  nerve  cells  ,  the  cation  is 
thought  to  block  the  Na+  channel  receptor  site  while  the  unchanged 
form  is  very  important  for  rapid  penetration  of  biological  membranes 
and  because  the  local  anesthetic  receptor  is  not  readily  accessible  from 
the external side of the cell membrane ,This partly explains why dentists 
and  surgeons  observe  that  LA  are  much  less  effective  when  they  are 
injected  into  infected  tissues.  Infected  tissues  have  a  low  extra-cellular 
PH and therefore a very low fraction of non ionized LA is available for 
diffusion  into  the  cell,  this  is  in  addition  to  the  risk  of  spread  of 
infection. 

 

 By injection or infiltration LA are usually effective in five minutes for 
duration  of  1-5  hours.  Absorption  after  topical  application  varies 
according  to  the  drug  used  but  can  be  extremely  rapid  and  can  give 
blood levels comparable to those obtained by injection. 

 

  Defective  liver  function  due  to  cellular  insufficiency  or  liver  blood 
flow  (e.g.  heart  failure  or  beta  blockade)  may  prolong  the  half  life  of 
both types of LA especially the amides. However this is important only 
with large and repeated doses. 


background image

Prolongation of action of LA by vasoconstrictors:  

 

Adrenaline and less commonly nor adrenaline are combined with LA to 
double  its  duration  of  action  ,the  concentration  used  is:1:200000  – 
1:400000 

Dentists 1:80000 

 

 Note: 1:200000 means 1000 mg / 200000 ml = 5 microgram per ml 

 

These  vasoconstrictors  delay  the  absorption  of  LA  into  the  circulation 
and  thus  its  removal  from  the  site  of  application  thereby  prolonging 
there  duration  of  action  and  reducing  their  systemic  reactions. 
Vasoconstrictors should not  be used for nerve block of an extremity e.g. 
fingers,  nose,  penis  because  it  leads  to  damage  of  the  organ  and 
gangrene due to the cutting of blood supply. 

 

 Termination of the effect of the vasoconstrictors is done by injection 
of phentolamine (alpha blocker) into the site where the operative job is 
done. 

 

 Adrenaline and nor adrenaline can be absorbed to affect the heart and 
circulation  and  also  reduce  the  plasma  k  which  can  be  dangerous  in 
cardiovascular  diseases  or  with  general  anesthetics  that  sensitize  the 
heart  to  catecholamines  (e.g.  halothane  ),  and  with  tricyclic  anti 
depressants and potassium losing diuretics. for these cases an alternative 


background image

vasoconstrictor  is  used  known  as  felypressin  (synthetic  vasopressin). 
This drug in therapeutic concentrations does not have those side effects 
on the heart and the blood pressure. 

 

Adverse reactions (toxicity): 

 

1- CNS effects: The important toxic effect  of most LA are in the CNS  , 
all  LA  are  capable  of  producing  a  spectrum  of  central  effects  including 
:light headedness or sedationrestlessnessnystagmusparasthesias of 
the  face  and  tongue
  and  tonic  clonic  convulsions.  Severe  convulsions 
may  be  followed  by  coma  with  respiratory  and  CVS  depression. 
Convulsions are treated by diazepam 0.1 mg – 0.2 mg / kg. 

 

 

2- CVS effects: 

 

 With the exception of cocaine all local anesthetics are vasodilators. 

  LA have qunidine like action on the heart. 

 Patients  with  pre-existing  CVS  disease  may  develop  heart  block  and 
other disturbances of cardiac electrical function at high blood levels. 

  Bupivacaine  may  produce  severe  CVS  toxicity  including  arrhythmias 
and hypotension if given I.V. 

 The ability of cocaine to block nor-epinephrine re uptake at sympathetic 
endings and the durgs vasoconsticting actions contribute to CVS toxicity. 


background image

When  used  as  a  drug  of  abuse  cocaine  CVS    toxicity  include:  severe 
hypertension  with  cerebral  hemorrhage,cardiac  arrhythmias  and 
myocardial infarction. 

 

3- Other toxic effects: include : 

 

  Allergic  reactions  in  the  form  of  rashes,  asthma,  and  anaphylaxis. 
These reactions are rare and occur especially in regular uses of the ester 
type  of  LA and they can be avoided by using an  agent from an amide 
sub classs. 

 

  Local  neurotoxic  actions  that  include  histologic  damage  and 
permanent  impairment  of  function  e.g.  after  spinal  anesthesia  there 
might be prolonged sensory and motor deficit. 

 

 Prilocaine may cause methemoglobinemia. 

 

  mepivacaine  is  not  used  in  obstetrics  due  to  increased  toxicity  in 
neonates. 


background image

Individual  LA: 

 

1- Cocaine (medium duration): 

 

 It is an ester of  benzoic acid, it is too toxic to be injected therefore it is 
used only topically. In addition to its LA activity it has other effects 

 

a- CNS effects: It causes euphoria which is followed by depression 

b- CVS effects: It causes vasoconstriction, hypertension and tachycardia 
because  cocaine  blocks  the  uptake  of  catecholamines  at  the  adrenergic 
terminal. 

 

c- tolerance, abuse,  anorexia and hyperpyrexia . 

 

 

 

2- procaine (short duration):  

 

It’s an ester of diethyl amino ethanol . It is hydrolyzed by pseudocholine 
esterase to PABA. The drug lacks topical activity. 

 

 


background image

3-Lignocaine (zylocaine,lidocaine) (medium duration):  

 

It is an amide LA, it is the first choice for surface anesthesia as well as 
for  injection.  It  is  useful  for  the  treatment  of  ventricular  arrhythmias 
arising  after  acute  myocardial  infarction  because  it  is  a  class1b 
antiarrythmic drug. 

  Lignocaine is considered the standard drug against which all other LA 
are compared. 

 

4- prilocaine:  

 

Used  as  lignocaine  with  a  slightly  longer  duration  of  action.  It’s  an 
amide compound. 

It  can  cause  methemogobinemia  at  high  doses  due  to  the  analine 
metabolite. 

 

 Crystals of prilocaine and lignocaine base when mixed , they dissolve 
in one another to form eutectic emulsion that penetrates the skin and is 
used  for  dermal  anesthesia  (EMLA).e.g.  used  for  venepuncture  in 
children. 

 

5- pubivacaine: is long acting amide with slow onset of action used for 
nerve block, epidural anesthesia and chronic pain relief.  

 


background image

6-  tetracaine: an ester compound with a long and slow onset of action, 
very rapidly absorbed topically and has resulted in several fatalities from 
topical misuse . it is used for spinal anesthesia. 

 

 

 

 

 

 

END 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 11 عضواً و 116 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل