Ben Valsler
This week, Katrina Krämer with an anaesthetic gas that explosed into surgery, perhaps bit too literally, in 1930s.
Katrina Krämer
「私たちは、舌の非悪性腫瘍を除去するためにジアテルミー（電気的に誘導された熱を用いる手術）を必要とする女性に対して、完全にルーチンでほとんど小さな手術を行っていた。 その時、大惨事が起こりました。 気がつくと私たちは床に倒れていて、意識がもうろうとし、ものすごい爆発音で耳鳴りがしていた。 完全に耳が聞こえなくなったのだ。 目が見えなくなったのは、フラッシュのせいもあるだろうが、空中に散らばった破片のせいもある。 特に覚えているのは、患者と麻酔器をつなぐチューブのゴムが燃えた臭いです」
これは、アラン・マクドナルドに関連した1994年の『British Journal of Anaesthesia』の論文で発表された下級医長A Friedmanの言葉である。 彼らが語る光景は、世界大戦中に展開されたものではない。 爆発は爆弾によるものではなく、侵襲的な処置の間、患者を無痛の眠りにつかせるはずの物質そのものが引き起こしたものであった。 シクロプロパンである。
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‘I remember the smell particularly, I guess it was the burning rubber of the tube, which connected the patient to the anaesthetic machine’
この爆発が起こった1957年には、シクロプロパンという麻酔薬はよく使用されていたのです。 この化合物は1881年にオーストリアの化学者アウグスト・フロイントによって発見され、当初はトリメチレンと名付けられました。
この発見を記した11ページの原稿1のうち、フロイントは8ページをシクロプロパンの構造を見極めるのに費やしました。 当時は分光学が使えず、彼はシャーロック・ホームズが得意とする実験と探偵の仕事を組み合わせて、この物質は3つのCH2ユニットが三角形に配置されているに違いないと結論付けました-そして彼は正しかったのです。 実際、あまりに小さいので、化学結合が明らかに不快な形に歪んでしまうのだ。 通常、2 つの炭素原子の間に単結合がある場合、結合電子は 2 つの原子のちょうど中間に位置します。この状況は、構造図では直線でうまく表現されているのです。 強いひずみにより、炭素-炭素結合は化学者がバナナ結合と呼ぶものに歪められ、まるで分裂寸前のような曲がった電子雲を適切に表現しています。 そのため、シクロプロパンがかなり反応性が高く、酸素や火花と混ざると爆発しやすいことは驚くことではないかもしれません。 20世紀初頭、医師たちはエーテルに代わる麻酔薬を探していました。 1928年、2人のカナダ人医師がシクロプロパン2について動物実験を開始しました。 空気との混合率を10％程度にすると、かなり効果があることがわかった。 このガスを満たしたタンクに入れられた猫は、数分で気を失い、研究者によれば「つついても反応しなかった」そうです。 水槽から出すと、「猫は1分でウインクして舌を動かし、3分で立ち上がって歩き回った。 5分後には撫でると鳴くようになった。 一週間後にはまったく普通になっていた」
彼らはまた、「非常に太った」2.5キロのウサギにガスを試してみた。
1930年代半ばまでに、シクロプロパンは工業的に生産されるようになり、医師は大量かつ高品質のガスを手に入れることができるようになった。 猫やウサギだけでなく、人間にとっても強力な麻酔薬であることが判明したのです。 シクロプロパンによる麻酔は回復が早く、甘い香りがするので吸い込んでも全く不快ではありませんでした。
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しかしシクロプロパンの普及によりその爆発性を体験する人々が続出しました。 1939年には、米国の手術室で74件のシクロプロパンの爆発があり、そのうち13件は致命的なものでした。 しかし、1994 年にマクドナルドが指摘したように、「多くの原因要因が特定されたが、致命的な爆発が毎年起こり続けたため、教訓は得られなかったようだ」
その原因の中には、静電気、電源プラグ、ランプや手術器具のスイッチによる火花が含まれていた。 特に恐ろしい事故は、手術中にシクロプロパンのボンベが丸ごと爆発し、破片が飛び散り、同じ部屋にあった他のガスボンベ数本に引火したことである。 患者、同時に手術された2人の子供、そして4人の医師が死亡し、2人の看護婦ともう1人の医師は手足を切断された。
調査の結果、シクロプロパンを加える前に偶然にもシリンダーに酸素が部分的に充填されていたことが判明した。
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手術室でのシクロプロパン使用が増えるにつれ、その副作用に関する研究も進みました。 意識不明の状態が長く続いた後、血圧が急激に低下し、心拍が不規則になることで倒れる患者もいました。 このシクロプロパンショックが、麻酔薬としてのシクロプロパンを終焉に導いた。 今日、フッ素化エーテルは最も広く使われている揮発性麻酔薬です。
人を癒すはずの場所でシクロプロパンが多くの死者を出しましたが、冒頭のジュニア外科医は無傷で済みました。 この話を聞いた誰もが驚くことに、患者は助かったのです」
Ben Valsler
Katrina Krämer, ably abetted by the Chemistry World team. 来週は、ブライアン・クレッグが目を輝かせて戻ってきます
Brian Clegg
ジルコンがジュエリーに使われることによって、人類の歴史を知ることができますが、この結晶はタイムマシンとしても働き、科学者に初期の地球の化学に関する洞察を与えています
Ben Valsler
次回はブライアンとご一緒しましょう。 それまでは、通常のコミュニケーションラインはオープンです – メール [email protected] またはツイート @chemistryworld. ベン・ヴァルスラーです。ご出演ありがとうございました。