Suppression of Pentylenetetrazol-Elicited Seizure Activity by Intraosseous Lorazepam in Pigs

Summary: Use of the intraosseous (i.o.) route as an alternative venous access for drug administration has increased. This study examined the efficacy of i.o. lorazepam (LZP) in suppressing pentylenetetrazol (PTZ)-induced seizure activity in pigs. Domestic swine (13–20 kg) were prepared for recordings of arterial blood pressure, EEG, and electrocortical activity. Seizure activity was induced by PTZ (100 mg/kg i.v.). Sixty seconds after onset of seizure activity, animals either received no drug (control) or LZP (1.0 mg/kg) administered i.v. or i.o. via an 18- or 13-gauge spinal needle inserted in the right proximal tibia. Both i.o. and i.v. LZP significantly suppressed the duration of seizure activity (DSA) (s/min interval) within 1 min following drug administration: DSA control, 46.2 ± 3.6; i.v. LZP, 25.0 ± 5.1; i.o. (18-gauge) LZP, 27.6 ± 6.0; i.o. (13-gauge) LZP, 24.0 ± 2.4. Seizure activity was essentially abolished at 1 min following LZP infusion. In addition, both i.v. and i.o. LZP did not have significant effects on the basal heart rate and mean arterial blood pressure. The data demonstrate that in swine (1) the i.o. route is an effective alternative venous access for LZP administration, and (2) the size of spinal needles does not affect the antiepileptic efficacy of i.o. infusion of LZP. RESUME La voie intra-osseuse (i.o.) comme alternative a la voie intraveineuse pour administration de medicaments est de plus en plus souvent utilisee. Ce travail etudie efficacite du Lorazepam i.o. dans la suppression de crises induites chez le pore par le pentylene tetrazol (PTZ). Des pores domestiques (poids 13–20 kg) ont ete prepares pour enregistrement de la pression arterielle, de EEG et de activiteelectrique corticale. Une activiteepileptique a ete induite par administration intraveineuse (i.v.) de PTZ (100 mg/kg). 60 s apres le debut de activite critique, les animaux ont recu soit aucun medicament (groupe controle), soit du Lorazepam (1.0 mg/kg) administre i.v. ou i.o. au moyen une aiguille a ponction lombaire de calibre 18 ou 13 inseree dans la partie proximate du tibia droit. Le Lorazepam i.o. et i.v. a significativement reduit la duree des crises pendant la premiere minute suivant administration du medicament: controle: 46.2 ± 3.6; Lorazepam IV, 25.0 5.1; Lorazepam i.o. (calibre 18), 27.6 ± 6.0; Lorazepam i.o. (calibre 13) 24.0 ± 2.4. activite critique a ete pratiquement abolie dans la minute qui a suivi injection de Lorazepam. De plus, le Lorazepam i.v. ou i.o. n'a pas modifie de facon significative le rythme cardiaque de base et la pression arterielle moyenne. Ces donnees demontrent que chez le pore: (1) la voie administration i.o. est une alternative efficace a acces veineux pour administration de Lorazepam; (2) le calibre de aiguille a ponction lombaire ne modifie pas efficacite antiepileptique une injection de Lorazepam. RESUMEN La utilizacion de la via intraosea (i.o.) como altemativa a la via venosa para la administracion de medicaciones se ha incrementado. En este estudio se examina la eficacia del lorazepan i.o. para suprimir la actividad epileptica inducida por el pentilentetrazol (PTZ) en cerdos. Se utilizaron cerdos domesticos (13–20 kg) preparados para registro de presion arterial, EEG y actividad electro-cortical. La actividad epileptica fue inducida con PTZ intravenoso (i.v.) (100 mg/kg). Sesenta segundos despues del comienzo de la actividad epileptica los animates no recibieron nioguna medicacion (controles) o se administero lorazepan (1.0 mg/kg), i.v. o i.d. utilizando una agujas de puncion lumbar de los numeros 18 o 13 insertadas en la porcion proximal de la tibia derecha. Tanto el lorazepan i.o. como el i.v. suprimieron significativamente la duracion de los ataques (SD) en el primer minuto que siguio a la administracion de la droga: SD control, 46.2 ± 3.6; lorazepan i.v., 25.0 ± 5.1; lorazepan i.o., (aguja no. 18) 27.6 ± 6.0; lorazepan (aguja no. 13), 24.0 ± 2.4. La actividad epileptica fue esencialmente eliminada en el minuto que siguio a la infusion de lorazepan. Ademas no se observaron efectos significativos en el ritmo cardiaco basal o la presion arterial media durante las vias i.v. o i.o. Esta information demuestra que, en el cerdo, la via i.o. es una buena alternativa a la utilizacion de la via venosa para la administracion del lorazepan y que los tamaos de las agujas no alteran su eficacia antiepileptica. ZUSAMMENFASSUNG Der intraossare Zugang als Alternative zum intravenosen zur Medikamentengabe wird zunehmend benutzt. Diese Studie un-tersucht die Wirksamkeit von i.o.-Lorazepam-Gabe zur Unter-druckung Pentylen-tetrazol (PTZ)–induzierter Anfallsaktivitat beim Schwein. Hausschweine (13 bis 20 kg) wurden fur arterielle Blutdruckmessung, EEG und ECG vorbereitet. Die Anfallsaktivitat wurde durch PTZ (100 mg/kg i.v.) ausgelost. 60 Sekunden nach Beginn der epileptischen Aktivitat erhielten die Tiere entweder Lorazepam (1,0 mg/kg) i.v. oder i.o. uber eine 18er oder 13er Spinalkanule in der rechten proximalen Tibia–die Kontrolltiere erhielten kein Medikament. Sowohl i.o. –als i.v. -Gabe von Lorazepam unterdruckte signifikant Anfallsdauer (SD, Sek./ Min.-Intervall) innerhalb von 1 Sek. nach Medikamentengabe: SD 46.2 ± 3.6; i.v. 25.0 ± 5.1, i.o. (18er) 27.6 ± 6.0, i.o. (13er) 24.0 ± 2.4. Die Anfallsaktivitat war in der Regel 1 Minute nach Lorazepam-Infusion beseitigt. Weiterhin hatte weder i.v. noch i.o. Lorazepam signifikante Nebenwirkungen auf das Herz-Kreislaufsystem. Die Ergebnisse zeigen, das beim Schwein (a) der i.o.-Zugang eine wirkungsvolle Alternative zum i.v.- (b) Zugang fur die Gabe von Lorazepam darstellt und die Kanulengrose die antiepileptische Wirkung von i.o.-Infusion nicht beeinflust.