L'utilisation d'un circuit avec réinhalation introduit deux nouveaux paramètres à considérer. D'une part le débit de gaz frais a un effet sur la concentration inspirée d'anesthésique, d'autre part l'adjonction d'un absorbeur à CO2 peut conduire à une interaction chimique entre les anesthésiques halogénés et la chaux sodée ou barytée.
Influence du débit de gaz frais
Dans un circuit avec réinhalation des gaz expirés, le débit de gaz frais peut être très variable selon les circonstances. En l'absence d'absorbeur à CO2 sur le circuit, il est admis qu'un débit de gaz frais égal au double de la ventilation par minute est nécessaire afin d'éviter le risque de réinhalation de CO2. À l'inverse, lorsque le circuit est totalement fermé et que les tissus ont été saturés en protoxyde d'azote, le débit de gaz frais minimal est égal à la consommation d'oxygène c'est-à-dire environ 200 à 250 mL d'oxygène/min.
L'équilibre entre le sang et les anesthésiques halogénés étant moins rapide que pour le protoxyde d'azote, il y aura lieu, en circuit totalement fermé, de poursuivre l'administration en l'adaptant aux renseignements fournis par l'analyseur de gaz. En pratique, le débit de gaz frais utilisé dans un circuit fermé varie entre 500 mL et 2 L·\min-1. L'évaporateur doit nécessairement être placé sur le circuit de gaz frais, c'est-à-dire en dehors du circuit. Si l'évaporateur était placé dans le circuit, il serait alors possible que la concentration inspirée atteigne la concentration de vapeur saturante puisque la concentration entrant dans l'évaporateur serait alors égale à la concentration du circuit.
La constante de temps de l'appareil d'anesthésie est égale au volume du circuit (2 à 7 L) divisé par le débit de gaz frais. La concentration d'anesthésique inspirée dans le circuit dépend de la quantité d'anesthésique délivrée sous forme de gaz frais et de la quantité expirée réinhalée. L'évolution dans le temps du rapport FI/FINF et FA/FINF est influencée par le débit de gaz frais et la solubilité dans le sang de l'anesthésique. Ainsi l'évolution dans le temps du rapport FI/FINF est très différente à faible débit de gaz frais pour l'halothane et pour le N2O. La saturation rapide des tissus en N2O explique que la quantité de gaz réinhalé contribue à la composition du gaz inspiré, alors que pour un anesthésique moyennement soluble le rôle de la réinhalation est beaucoup plus modeste.
Influence des variations ventilatoires en circuit fermé
L'utilisation d'un circuit avec réinhalation minimise le rôle de la ventilation alvéolaire sur la composition du gaz alvéolaire. L'augmentation de la ventilation alvéolaire conduit d'un côté à une élévation du rapport FA/FI, mais d'un autre côté à une diminution du rapport du inspiré sur le gaz frais FI/FINF (fig 8). Lors d'une hyperventilation, la composition du mélange inspiré est influencée de façon prépondérante par les gaz réinhalés par rapport au gaz frais, ce qui induit une baisse de la concentration inspirée. L'effet limitant de la ventilation est plus important aux faibles débits de gaz frais. La conséquence est que des concentrations anesthésiques stables peuvent être maintenues en circuit fermé chez un patient en ventilation spontanée, d'autant plus que l'agent halogéné est peu liposoluble.
Réaction des anesthésiques en présence de chaux sodée ou barytée
Selon leur formule chimique, les anesthésiques par inhalation sont plus ou moins stables.
La suppression des atomes de chlore et de brome conduit à une diminution de la puissance anesthésique mais aussi à une stabilisation de la molécule. Le desflurane est particulièrement stable chimiquement et ne contient plus que des ions fluors comme halogènes. L'halothane et le sévoflurane sont instables en présence de base forte.Ainsi l'halothane et le sévoflurane sont tous deux partiellement dégradés par la chaux. Les produits de dégradation du sévoflurane sont dénommés les composés A et B. La quantité de produits de dégradation est dépendante de la durée, de l'importance de la réinhalation, de la température et du type d'absorbeur. Les concentrations de composé A, exprimées en partie par million (ppm), dans le mélange gazeux des circuits ont été estimées. La concentration moyenne est de 12 à 37 ppm en présence de chaux sodée et de 24 à 41 ppm en présence de chaux barytée après 18 à 23 CAM heures d'anesthésie au sévoflurane avec un débit de gaz frais de 1 L·min-1.
Expérimentalement le composé A a une toxicité rénale qui survient pour des concentrations supérieures à 50 ppm [19]. La valeur la plus élevée est de 61 ppm chez un patient lors de l'utilisation de chaux barytée [18]. À noter que le produit de dégradation de l'halothane par la chaux sodée (le 2-bromo-2-chloro-1, 1-difluoréthylène ou BCDFE) a également une toxicité rénale potentielle qui n'a jamais eu de traduction clinique.
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