揮発性吸入麻酔薬の環境への影響と回収について
2024年 11月 19日
世界全体の温室効果ガス排出量の5%が医療関連であると推定されている。1 麻酔は、医療分野における温室効果ガス排出量の約3%を占めており、揮発性麻酔薬のみで排出量の3%を占めている。2,3 揮発性麻酔薬による環境への悪影響は、薬剤の選択、最小限の新鮮ガス流量戦略、5 潜在的な麻酔廃ガス回収システムとリサイクルの組み合わせにより、患者の安全性を脅かすことなく低減できるため、4 麻酔専門医には独自の責任がある。7
揮発性麻酔薬はすべて、大気中に放出されると地球温暖化の一因となる。現在の麻酔薬は化学構造が類似しているが、CO2に対する100年間の地球温暖化係数（GWP-100）は大幅に異なる。GWP-100は、セボフルランが144、イソフルランが539、デスフルランが2590である。3 地球温暖化への影響が著しく高いことから、デスフルランはスコットランドではすでに禁止され、イングランドでも段階的に廃止されており、欧州連合でも禁止される可能性がある。4,8,9 効力を調整すると、残りのセボフルランとイソフルランは、 デスフルランよりも24～45倍気候への有害性が低い（図1）。3 ただし、GWPを含む現在使用されている評価基準には限界があり、揮発性麻酔薬のような寿命の短い温室効果ガスの気候への影響を過大評価する可能性があることに留意する必要がある。10 とはいえ、揮発性麻酔薬間の相対的な違いは無視できない。その主な原因は、推定大気寿命が長いこと（デスフルラン：14.1年vsセボフルラン：1.4年）であり、デスフルランは、世界全体での使用量が比較的少ないにもかかわらず、揮発性麻酔薬のすべてによる地球温暖化効果の推定値の約80％を占めている11。したがって、デスフルランの回避と最小限のフロー戦略は、麻酔の環境への影響を低減する上で最も重要である。
その後の下流対策として、麻酔ガスの廃棄ガスの回収は揮発性麻酔薬の持続可能な利用に貢献する可能性がある。しかし、回収システムは現在、医療用ガス排出システムのない場所で職業上の曝露を低減するために主に使用されている。BJA誌の今月号に掲載されたWenzel氏らの研究12は、市販されているさまざまな麻酔ガス回収システムの有効性に関する重要な洞察を提供している。意外にも、評価対象となったフィルターの性能には大きなばらつきが見られた。注目すべきは、FlurAbsorb®フィルター（スウェーデン、ダンデリッドのSedana Medical社）を使用した場合、新鮮ガスの流量が増加すると、欧州のいくつかの国で規定されている職業上の曝露許容閾値（10ppm）を超えるセボフルランが放出されたことである。著者らは、このガス流量が高い場合の性能低下は、これらのフィルターに使用されている活性炭の粒度が粗いためであると結論づけた。同時に、吸着材料の粒度が細かいほど、捕集容器を通過するガスに対する抵抗力が向上することも観察された。したがって、使用される活性炭の粒度は、麻酔ガス捕集システムの捕集効率とガス流量に対する抵抗性のトレードオフを表している。
Wenzel氏とその同僚は、捕集システムの排気口で残留ガス濃度を測定した。12 フルオロカーボンは空気よりも密度が高く、その結果下降する傾向にあることを考慮し、さらに、最新の空調システムによって促進される室内空気の高い交換率を考慮すると、評価された麻酔ガス捕集システムのいずれにおいても、重大な職業上の曝露は起こりにくいと思われる。しかし、環境保護の観点では、臨床で使用されるガス流量では、捕集効率は可能な限り高いことが望ましい。著者らによる測定では、FlurAbsorbフィルターを使用し、新鮮ガス流量10 L/min-1、セボフルラン濃度2 vol%で、28 ppmまでの排出濃度を達成し、その結果、捕捉効率は99.8%となった。新鮮ガス流量がこれより少ない場合、麻酔ガスの捕捉システム間の排出濃度の差はごくわずかであり、すべてのシステムで捕捉効率は100%に近かった。これらのわずかな差異にもかかわらず、Wenzel氏らによる研究結果は12、メーカーによるFlurAbsorbフィルターのさらなる評価を示唆しており、医療機器の比較上の欠点を特定する上で、市販後の独立研究が持つ意義の完璧な例を示している。
Wenzel 氏と共同研究者12は、さらに、メーカーが指定したよりも早く捕集システムが飽和状態になることを発見した。これは、許容限界突破濃度（10 ppm）の閾値が低かったことが原因である可能性が高い。捕集システムの出口における突破濃度が ppm 単位の低い数値である場合、職業上の曝露につながる可能性は低い。患者は全身麻酔後に揮発性麻酔薬を約10,000倍高い濃度（低パーセント範囲）で呼気中に排出していることを考慮すると、適用された閾値ははるかに低すぎると思われる。さらに、関連する職業上の曝露に関する妥当な評価には、異なる部屋の位置での測定値や、新鮮ガス流量の短期間増加時のピーク濃度を考慮するのではなく時間加重平均濃度の計算が含まれていたはずである。しかし、これらの調査結果は、これらの逸脱を説明するために、最大吸収容量がどのように決定されたかについて、メーカーから明確な回答が得られることを示唆している。
麻酔ガスの回収は、揮発性麻酔薬の大気への放出を削減する可能性を秘めているが、これまでの調査では、投与された揮発性麻酔薬の膨大な量が回収を免れ、患者の吸収や呼気、回路の漏れによって失われていることが明らかになっている（図1）。13,14 ほとんどのメーカーは、 99% という回収効率を謳っているが、手術室で使用される揮発性麻酔薬の半分が回収システムに到達しない可能性があることを認識することが重要である。14 麻酔排ガスの回収におけるこの本質的な限界は、最小流量戦略と、高影響揮発性麻酔薬の使用回避の重要性を強調している。5
これまでのところ、ほとんどの麻酔ガス回収システムは、環境への悪影響を低減するというよりも、むしろ麻酔ガス回収システムのない環境で作業従事者の曝露を制限するために使用されてきた。そのため、飽和キャニスターは通常、他の病院廃棄物とともに廃棄される。焼却処分する場合、揮発性麻酔薬を完全に分解するには1400℃もの高温が必要とされるが15、通常の焼却設備ではこの温度に達しない可能性がある。容器が満杯の状態で輸送され、専門施設で焼却されると仮定すると、バクスター社（米国イリノイ州ディアフィールド）のライフサイクル評価によると、回収された揮発性麻酔薬のCO2換算排出量は約80%削減できる可能性がある（Baxter, Deerfield, IL, USA, pers. commun.）（図1）。しかし、これらの主張の独自検証が待たれる。焼却温度が低い場合、揮発性麻酔薬の破壊が不十分になる可能性がある。
回収された揮発性麻酔薬をリサイクルすれば、環境への影響をさらに低減できる可能性がある。特に、再利用により、未使用の揮発性麻酔薬の生産量を削減できる。15 リサイクルされた揮発性麻酔薬の使用は世界的に広く承認されているわけではないが、2017年以降、欧州ではリサイクルされたセボフルランが承認されており、2022年にはカナダでリサイクルされたデスフルランが承認された 。バクスター社が委託したCONTRAfluran™（ZeoSys、ドイツ・ルッケンヴァルデ）ガス捕捉技術のライフサイクル評価では、ガス捕捉、再利用、リサイクルによりCO2換算排出量が約87%削減されることが示唆されている（バクスター社、私信）。また、ブルーゾーン・テクノロジーズ社（カナダ、オンタリオ州ヴォーン）が委託した別のライフサイクル評価では、シリカベースの捕集システムとリサイクルにより、回収された揮発性麻酔薬のCO2換算排出量が86～99%削減されることが示されている。18 これらの調査結果は独立した査読を経ていないが、揮発性麻酔薬のリサイクルは有望であると思われる。ただし、これは揮発性麻酔薬の捕捉可能な割合のみを考慮したものであり、最小フロー戦略への高い順守率やデスフルランの回避が求められる状況では、揮発性麻酔薬のリサイクルによる排出削減の可能性は限定的である可能性があることを強調しておく。
揮発性麻酔薬のリサイクルが実際に選択肢となる場合、装置が飽和状態となる時期を確実に予測できる指標が極めて重要となる。オーバーフローやそれに伴う捕捉率の低下、および飽和していない装置の処理は回避すべきである。さらに、回収装置、梱包、輸送、抽出および精製プロセス、そして精製された麻酔薬の梱包、保管、および潜在的な使用者への輸送による二酸化炭素排出量については、独立した査読付き研究による確認が待たれる。揮発性麻酔薬のリサイクルが推奨されるようになるには、多くの疑問点について回答が求められる。
揮発性麻酔薬は地球温暖化の一因となっているが、最小フロー戦略や排気ガス回収などの効率的な使用法を採用し、焼却やリサイクルと組み合わせることで、環境への影響を低減できる可能性がある。プロポフォールなどの静脈内麻酔薬の代替品については、炭素換算を越えた環境への影響の全体像は依然として明らかになっていない。その中には、プロポフォールの使用量の増加に伴う排水汚染や大豆栽培の拡大の影響も含まれる。19,20 揮発性麻酔薬は、安全で信頼性の高い麻酔と鎮静を可能にするものとして、長い歴史を持っている。利害関係者は、その利益と費用対効果を独自に確認した上で、ガス回収システムの義務化やリサイクルなど、より厳しい規制を検討すべきである。デスフルラン以外の揮発性麻酔薬の使用禁止を求める提案は、まだ時期尚早である。
