Физиологический раствор в медицине

Введение

Солевая вода для медицинских целей

Солевой раствор (также известный как физиологический раствор) – это смесь хлорида натрия (соли) и воды. Он имеет множество применений в медицине, включая очищение ран, удаление и хранение контактных линз, а также облегчение симптомов сухости глаз. У пациентов с хронически низким уровнем натрия в крови чрезмерное использование может привести к осмотическому синдрому демиелинизации. Чаще всего используется в виде стерильного 0,9% раствора, содержащего 9 г соли на литр, известного как нормальный физиологический раствор. Солевой раствор имеет кислую реакцию, с pH 5,5 (в основном из-за растворенного углекислого газа). Медицинское применение солевого раствора началось примерно в 1831 году. Он входит в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения. В 2020 году натрия хлорид был 274-м наиболее часто назначаемым лекарством в Соединенных Штатах, по нему было выписано более 1 миллиона рецептов.

Нормальная концентрация

Нормальный солевой раствор (NSS, NS или N/S) – это общепринятое обозначение для раствора NaCl с концентрацией 0,90% по массе/объему, 308 мОсм/л или 9,0 г на литр. Реже этот раствор называют физиологическим или изотоническим раствором (поскольку он приблизительно изотоничен плазме крови, что делает его физиологически нормальным раствором). Хотя ни одно из этих названий не является строго точным, поскольку нормальный солевой раствор не идентичен плазме крови, они отражают обычно наблюдаемый практический эффект: поддержание водного баланса с минимальной гипо- или гипертоничностью. NS часто используется для внутривенных инфузий (IV) пациентам, которые не могут принимать жидкость перорально и у которых развилась или существует риск развития обезвоживания или гиповолемии. NS также применяется в асептических целях. Обычно NS является первой жидкостью, используемой при выраженной гиповолемии, угрожающей адекватности кровообращения, и долгое время считалось, что это наиболее безопасная жидкость для быстрого введения в больших объемах. Однако сейчас известно, что быстрое введение NS может вызывать метаболический ацидоз. Раствор представляет собой 9 граммов хлорида натрия (NaCl), растворенных в воде, до общего объема 1000 мл (масса на единицу объема). Масса 1 миллилитра нормального солевого раствора составляет 1,0046 грамма при 22 °C. Молекулярная масса хлорида натрия приблизительно равна 58,4 грамма на моль, следовательно, 58,4 грамма хлорида натрия соответствуют 1 молю. Поскольку нормальный солевой раствор содержит 9 граммов NaCl, его концентрация составляет 9 граммов на литр, деленные на 58,4 грамма на моль, или 0,154 моля на литр. Поскольку NaCl диссоциирует на два иона – натрий и хлорид, 1 молярный раствор NaCl эквивалентен 2 осмолям. Таким образом, NS содержит 154 мЭкв/л Na+ и такое же количество Cl−. Это соответствует осмолярности 154 + 154 = 308, что выше (то есть больше растворенного вещества на литр), чем осмолярность крови (приблизительно 285). Однако, если учесть осмотический коэффициент (поправка для неидеальных растворов), солевой раствор оказывается гораздо ближе к изотоническому состоянию. Осмотический коэффициент NaCl составляет около 0,93, что дает осмолярность 0,154 × 1000 × 2 × 0,93 = 286,44. Следовательно, осмолярность нормального солевого раствора является хорошим приближением к осмолярности крови.

Normal saline (NSS, NS or N/S) is the commonly used phrase for a solution of 0.90% w/v of NaCl, 308 mOsm/L or 9.0 g per liter. Less commonly, this solution is referred to as physiological saline or isotonic saline (because it is approximately isotonic to blood serum, which makes it a physiologically normal solution). Although neither of those names is technically accurate because normal saline is not exactly like blood serum, they convey the practical effect usually seen: good fluid balance with minimal hypotonicity or hypertonicity. NS is used frequently in intravenous drips (IVs) for people who cannot take fluids orally and have developed or are in danger of developing dehydration or hypovolemia. NS is also used for aseptic purpose. NS is typically the first fluid used when hypovolemia is severe enough to threaten the adequacy of blood circulation, and has long been believed to be the safest fluid to give quickly in large volumes. However, it is now known that rapid infusion of NS can cause metabolic acidosis. The solution is 9 grams of sodium chloride (NaCl) dissolved in water, to a total volume of 1000 ml (weight per unit volume). The mass of 1 millilitre of normal saline is 1.0046 grams at 22 °C. The molecular weight of sodium chloride is approximately 58.4 grams per mole, so 58.4 grams of sodium chloride equals 1 mole. Since normal saline contains 9 grams of NaCl, the concentration is 9 grams per litre divided by 58.4 grams per mole, or 0.154 mole per litre. Since NaCl dissociates into two ions – sodium and chloride – 1 molar NaCl is 2 osmolar. Thus, NS contains 154 mEq/L of Na+ and the same amount of Cl−. This points to an osmolarity of 154 + 154 = 308, which is higher (i. e. more solute per litre) than that of blood (approximately 285). However, if the osmotic coefficient (a correction for non ideal solutions) is taken into account, then the saline solution is much closer to isotonic. The osmotic coefficient of NaCl is about 0.93, which yields an osmolarity of 0.154 × 1000 × 2 × 0.93 = 286.44. Therefore, the osmolarity of normal saline is a close approximation to the osmolarity of blood.

Использование

В медицинских целях солевой раствор часто используют для промывания ран и ссадин. Однако исследования показывают, что он не более эффективен, чем питьевая водопроводная вода. Обычный солевой раствор не вызывает жжения или покалывания при нанесении. Солевой раствор также используется в внутривенной терапии для внутривенного введения дополнительной жидкости для регидратации или для обеспечения суточной потребности в воде и соли ("поддерживающей" терапии) у людей, которые не могут принимать их перорально. Поскольку введение раствора с низкой осмоляльностью может вызвать такие проблемы, как гемолиз, внутривенные растворы с пониженной концентрацией солевого раствора (менее 0,9%) обычно содержат декстрозу (глюкозу) для поддержания безопасной осмоляльности при одновременном снижении содержания хлорида натрия. Объем вводимого физиологического раствора во многом зависит от потребностей пациента (например, при продолжающейся диарее или сердечной недостаточности). Солевой раствор также часто используется для промывания носа для облегчения некоторых симптомов ринита и обычной простуды. Раствор оказывает смягчающее и разжижающее воздействие на слизь, облегчая ее вымывание и очищение носовых ходов у младенцев и взрослых. В очень редких случаях может возникнуть смертельная инфекция, вызванная амебой Naegleria fowleri, при попадании ее в организм через нос; поэтому водопроводную воду нельзя использовать для промывания носа. Вода подходит для этой цели только в том случае, если она стерильна, дистиллирована, прокипячена, отфильтрована или дезинфицирована. Стерильный изотонический солевой раствор также используется для заполнения грудных имплантатов при хирургической маммопластике, для коррекции врожденных аномалий, таких как тубулезная деформация груди, и для коррекции асимметрии груди. Солевые грудные имплантаты также используются в реконструктивной хирургии после мастэктомии.

Глаза

Глазные капли – это стерильные растворы на основе физиологического раствора, используемые для закапывания в глаза. В зависимости от лечебных целей, они могут содержать стероиды, антигистаминные препараты, симпатомиметики, бета-блокаторы, парасимпатомиметики, парасимпатолитики, простагландины, нестероидные противовоспалительные средства (НПВС), антибиотики или местные анестетики. Некоторые глазные капли не содержат лекарственных веществ и предназначены исключительно для увлажнения и восполнения слезной жидкости.

Нос

Есть предварительные данные, свидетельствующие о том, что промывание носа солевым раствором может быть полезно при хроническом риносинусите. Эффективность применения при остром риносинусите остаётся неясной.

Татуировка на склере

Солевой раствор используется при татуировании склеры, для окрашивания белка глаза.

Освещение татуировки

Солевой раствор используется для осветления татуировок (включая татуировки, выполненные методом микроблейдинга) посредством осмоса.

Другие концентрации

Также существуют концентрации ниже и выше нормы. Высокие концентрации редко применяются в медицине, но часто используются в молекулярной биологии.

Гипертонический солевой раствор

Гипертонический солевой раствор – 7% растворы NaCl считаются мукоактивными агентами и поэтому используются для гидратации густых секретов (слизи) с целью облегчения откашливания и выведения (экспекторации). 3% гипертонический солевой раствор также применяется в отделениях интенсивной терапии, при остром повышении внутричерепного давления или тяжелой гипонатриемии. Ингаляции гипертонического солевого раствора также показали эффективность при других респираторных проблемах, в частности, при бронхиолите. В настоящее время Фонд кистозного фиброза рекомендует гипертонический солевой раствор в качестве основного компонента схемы лечения кистозного фиброза. 11% раствор ксилитола с 0,65% солевым раствором стимулирует промывание носоглотки и оказывает влияние на патогенную бактериальную флору носа. Это используется в комплементарной и альтернативной медицине. Гипертонический солевой раствор может применяться в протоколах внутри- и послеоперационного ведения жидкости для снижения избыточного объема внутривенных инфузий и уменьшения риска развития легочных осложнений. Гипертонический солевой раствор используется для лечения гипонатриемии и отека головного мозга. Быстрая коррекция гипонатриемии с помощью гипертонического солевого раствора или любой инфузии солевого раствора > 40 ммоль/л (Na+ с валентностью 1, 40 ммоль/л = 40 мЭкв/л) значительно повышает риск центрального мостового миелинолиза (CPM), поэтому требуется постоянный мониторинг реакции пациента. Ограничение потребления жидкости в сочетании с блокадой диуретиков не создает такого риска развития CPM, как введение солевых растворов; однако, оно не корректирует гипонатриемию так быстро, как введение гипертонического солевого раствора. Вследствие гипертоничности, введение может привести к флебиту и некрозу тканей. Поэтому концентрации выше 3% NaCl обычно вводятся через центральный венозный катетер, также известный как "центральная линия". Такой гипертонический солевой раствор обычно доступен в двух концентрациях, причем первая из них используется чаще: 3% NaCl содержит 513 мЭкв/л Na и Cl. 5% NaCl содержит 856 мЭкв/л Na и Cl. Гипертонические растворы NaCl, которые используются реже, – это 7% (1200 мЭкв/л) и 23,4% (приблизительно 4000 мЭкв/л), оба из которых применяются (также через центральную линию), часто в сочетании с дополнительными диуретиками, при лечении травматических повреждений головного мозга.

Hypertonic saline—7% NaCl solutions are considered mucoactive agents and thus are used to hydrate thick secretions (mucus) in order to make it easier to cough up and out (expectorate). 3% hypertonic saline solutions are also used in critical care settings, acutely increased intracranial pressure, or severe hyponatremia. Inhalation of hypertonic saline has also been shown to help in other respiratory problems, specifically bronchiolitis. Hypertonic saline is currently recommended by the Cystic Fibrosis Foundation as a primary part of a cystic fibrosis treatment regimen. An 11% solution of xylitol with 0.65% saline stimulates the washing of the nasopharynx and has an effect on the nasal pathogenic bacteria. This has been used in complementary and alternative medicine. Hypertonic saline may be used in perioperative fluid management protocols to reduce excessive intravenous fluid infusions and lessen pulmonary complications. Hypertonic saline is used in treating hyponatremia and cerebral edema. Rapid correction of hyponatremia via hypertonic saline, or via any saline infusion > 40 mmol/L (Na+ having a valence of 1, 40 mmol/L = 40 mEq/L) greatly increases risk of central pontine myelinolysis (CPM), and so requires constant monitoring of the person's response. Water privation combined with diuretic block does not produce as much risk of CPM as saline administration does; however, it does not correct hyponatremia as rapidly as administration of hypertonic saline does. Due to hypertonicity, administration may result in phlebitis and tissue necrosis. As such, concentrations greater than 3% NaCl should normally be administered via a central venous catheter, also known as a 'central line'. Such hypertonic saline is normally available in two strengths, the former of which is more commonly administered:
3% NaCl has 513 mEq/L of Na and Cl. 5% NaCl has 856 mEq/L of Na and Cl. Hypertonic NaCl solutions that are less commonly used are 7% (1200 mEq/L) and 23.4% (approx 4000 mEq/L), both of which are used (also via central line), often in conjunction with supplementary diuretics, in the treatment of traumatic brain injury.

История

Считалось, что солевой раствор возник во время пандемии индийской голубой холеры, охватившей Европу в 1831 году. Уильям Брук О’Шонесси, недавний выпускник медицинской школы Эдинбурга, предложил в статье, опубликованной в медицинском журнале The Lancet, вводить людям, зараженным холерой, насыщенные кислородом соли для лечения «общей стагнации венозной системы и быстрого прекращения артериализации крови», наблюдаемой у людей с тяжелой обезвоженной холерой. Он обнаружил, что его метод безвреден для собак, и вскоре врач Томас Латта начал применять его для лечения людей, страдающих холерой, с положительным эффектом. В последующие десятилетия различные варианты и альтернативы раствору Латты тестировались и использовались для лечения холеры. Эти растворы содержали разные концентрации натрия, хлорида, калия, карбоната, фосфата и гидроксида. Прорыв в достижении физиологических концентраций был сделан Сиднеем Рингером в начале 1880-х годов, когда он определил оптимальные концентрации солей для поддержания сократительной способности ткани сердечной мышцы лягушки. Нормальный солевой раствор считается потомком растворов, предшествовавших раствору Рингера, поскольку результаты Рингера не были приняты и широко использованы вплоть до нескольких десятилетий спустя. Сам термин «нормальный солевой раствор» имеет мало исторических оснований, за исключением исследований, проведенных в 1882–1883 годах голландским физиологом Хартогом Якобом Хамбургером; эти исследования гемолиза эритроцитов in vitro ошибочно показали, что 0,9% – это концентрация соли в человеческой крови (а не 0,6%, истинная концентрация). Нормальный солевой раствор получил широкое распространение в современной медицине, но из-за несоответствия реальному составу крови другие растворы оказались более эффективными. В 2018 году было опубликовано рандомизированное контролируемое исследование с участием 15 000 пациентов в отделениях интенсивной терапии, которое показало, что по сравнению с нормальным солевым раствором раствор Рингера с лактатом снизил совокупный риск смертности, необходимости в дополнительном диализе или стойких проблемах с почками с 15% до 14%, что является значительным снижением, учитывая большое количество пациентов.

Saline was believed to have originated during the Indian Blue cholera pandemic that swept across Europe in 1831. William Brooke O'Shaughnessy, a recent graduate of Edinburgh Medical School, proposed in an article to medical journal The Lancet to inject people infected with cholera with highly oxygenated salts to treat the "universal stagnation of the venous system and rapid cessation of arterialisation of the blood" seen in people with severely dehydrated cholera. He found his treatment harmless in dogs, and his proposal was soon adopted by the physician Thomas Latta in treating people with cholera to beneficial effect. In the following decades, variations and alternatives to Latta's solution were tested and used in treating people with cholera. These solutions contained a range of concentrations of sodium, chloride, potassium, carbonate, phosphate, and hydroxide. The breakthrough in achieving physiological concentrations was accomplished by Sydney Ringer in the early 1880s, when he determined the optimal salt concentrations to maintain the contractility of frog heart muscle tissue. Normal saline is considered a descendant of the pre Ringer solutions, as Ringer's findings were not adopted and widely used until decades later. The term "normal saline" itself appears to have little historical basis, except for studies done in 1882–83 by Dutch physiologist Hartog Jacob Hamburger; these in vitro studies of red cell lysis suggested incorrectly that 0.9% was the concentration of salt in human blood (rather than 0.6%, the true concentration). Normal saline has become widely used in modern medicine, but due to the mismatch with real blood, other solutions have proved better. The 2018 publication of a randomized, controlled trial with 15,000 people in intensive care units showed that compared to normal saline, lactated Ringer's solution reduced the combined risk of mortality, need for additional dialysis, or persistent kidney problems from 15% to 14%, which given the large number of patients is a significant reduction.

Общество и культура

Кокосовая вода использовалась в качестве замены физиологического раствора в регионах с ограниченным доступом к нему.