Nitrous Oxide (n2o)

1772년 Joseph Priestly가 발견하고 1844년 Horace Wells가 치아 발치, 흡입성 진통제로 사용한 아산화 질소가스(N2O)는 치과 영역에서 일반적으로 사용되어 왔다. 특별한 도움이 필요한 환자를 포함한 많은 어린 환자들은 불안을 관리하는데 한계가 있으며 필요한 치과 진료를 제공하기 위해 반드시 극복해야 하는 어려움을 가진다. 치과 의사는 이러한 어려움을 완화하는 데 능숙하지만, 많은 경우 약리학적 개입이 필요하다. 행동 지도와 함께 사용되는 N2O는 주삿바늘 공포증, 핸드 피스 공포증 등 치과 공포증을 완화하는 효율적인 방법이다. 아산화질소는 순하고 달콤한 냄새가 나는 무색의 자극성이 없는 가스이다. 불활성 무기화합물로서 비폭발성, 불연성이지만 다른 물질의 연소를 촉진한다. N2O의 정확한 메커니즘에 대해서는 다양한 이론이 있다. 주요 이론은 흡입제가 신경막 내부의 단백질에 결합하여 이온 플럭스와 시냅스 전달을 수정한다고 제안한다. 이 효과는 opioid 수용체와 하행 감마-아미노부티르산(GABAA) 수용체를 활성화하는 내인성 opioid peptides(enkephalin)뿐만 아니라 spinal level에서 처리를 조절하는 noradrenergic pathway의 방출로 인해 발생하는 것으로 보인다. 불안 완화 효과(anxiolytic effect)는 벤조다이아제핀 결합 부위를 통한 GABAA 수용체의 직접적 또는 간접적 활성화로 인한 것으로 보인다. 아산화질소와 같은 흡입된 마취 가스는 압력 차이로 인해 흡수 및 확산하고 흡기 가스의 장력이 폐포, 혈액 및 조직의 장력과 동일할 때 균일해진다. 혈액 내 가스의 용해도가 낮을수록 가스의 흡수와 확산이 더 빠르게 발생한다. 아산화질소는 혈액 용해도가 매우 낮고, 헤모글로빈에 결합하지 않으며 생체 변환을 거치지 않으므로 흡입 마취제의 작용 개시 및 제거가 가장 빠르다.
아산화질소 및 산소 흡입은 일반적으로 불안을 줄이고 진통 효과를 일으키는 안전하고 효과적인 기술로 간주한다. 가스 혼합물의 안전성은 가스의 potency가 낮은 것과 환자에게 제공되는 추가 산소 공급에 기인한다. N2O의 최소 폐포 농도(MAC)는 104이다. 아산화질소는 심박출량을 약간 감소시킨다. 그러나 말초 저항도 약간 증가시켜 혈압을 유지한다. 그러나 아산화질소에도 단점이 없는 것은 아니다. N2O의 사용에서 절대적인 금기증은 없는 것으로 알려졌지만, 여러 상대적인 금기사항들이 있다. 상대적 금기사항들에는 상기도 감염, 기흉, 안구 내 가스 주입, 장 폐쇄, 최근 발생한 중이염, 만성 폐쇄성 폐 질환, 임신 초기, 블레오마이신 황산염 치료, 메틸렌테트라히드로엽산 환원효소 결핍, 코발라민 결핍, 비인두 폐쇄 등이 포함된다. 일부 부작용으로는 메스꺼움, 구토, 확산성 저산소증이 포함될 수 있다.
의료 및 치과 환경에서 투여되는 아산화질소 대 산소의 비율에 대한 연구는 대부분 아산화질소의 50% 이하 투여량에 초점을 맞췄다. Langa는 치아 발치에서 국소마취 없이 70% 아산화질소(30% 산소)의 투여량을 사용하였다. 치료 중 메스꺼움, 구토, 환각 사례를 많이 관찰한 후, Langa는 오늘날 가장 자주 사용되는, 50% N2O/50% O2 기술을 개발하였다.
의학 분야의 많은 연구에서는 코와 구강을 모두 덮는 전체 마스크를 활용하여 약물의 흡입을 최대화한다. 아산화질소를 사용하는 소아 치과 환자에 대해 완료된 연구는 더 적다. 치과에서는 구강에 접근해야 하므로 가스 투여를 위해 비강 후드를 사용한다. N2O의 누출은 nasal mask가 잘 맞지 않거나 구호흡하는 경우 발생할 수 있다. 환자의 dead space(사강, 호흡상피를 가지지 않고 환기 기능이 없는 기도 공간 – 비강~폐포)와 환기 상태도 N2O의 실제 폐 도달량에 영향을 미친다. 따라서 예를 들어 70%의 아산화질소가 전달된다는 장비 판독 값에도 불구하고 폐포에 전달되는 실제 농도는 30~50%를 초과할 가능성이 없다. 소아를 대상으로 한 치과 치료 중 고농도의 아산화질소 사용에 관해 수행된 연구는 드물다. 고용량 투여에 대한 증거가 부족하지만, 현재 치과 진료에서는 50% 및 그 이하의 아산화질소 농도를 활용하고 있다. 본 연구의 목적은 nasal hood를 사용하여 더 많은 양의 아산화질소(>50%)를 투여하는 것이 Frankl behavior rating으로 측정된 소아 환자에게 안전해지고 보다 협력적인 경험을 허용할 수 있는지 확인하는 것이다.
IRB가 승인한 이 후향적 연구는 N2O를 투여하는 동안 수행되는 소아 치과 치료 중 환자의 전반적인 행동과 부작용을 조사하였다. 단일 표면 및/또는 2개의 표면 충전, 스테인레스스틸 크라운, 치아 발치를 포함한 간단한 치료 절차를 포함한 수복 절차가 필요한 건강한 어린이(ASA Class I 또는 Class II)가 포함되었다. 이 연구는 2013년 6월 28일부터 2018년 6월 28일까지 Bon Secours Pediatric Dental Associates에서 5년간의 환자 기록을 무작위 및 후향적으로 검토하는 것으로 구성되었다. 여기서 각 용량 그룹(N2O 50% 이상/미만)의 100개 차트, 총 200개를 수집하였다. 부적절한 차트로 인해 N2O 50% 미만 그룹에서 1명의 환자가 누락되었다. 차트는 N2O의 효과를 평가하기 위해 기록한 Frankl Behavioral Rating Scale score가 N2O의 안정성을 평가하기 위해 치료 중에 발생한 Adverse reactions를 검토하기 위해 분석되었다.