중환자실 진통제 Fentanyl과 Sufentanil의 작용 기전과 비교, 임상적 논의

fentanyl sufentanil비교

 

 Fentanyl과 Sufentanil

안녕하세요. 형이입니다. 중환자실에서는 흔히 수술 후 통증 조절, Ventilator 적용, 외상 등 다양한 상황에서 펜타닐(Fentanyl)을 지속 주입 혹은 PCA, 패치등 다양하게 사용하고 있습니다. 최근에는 Sufental(sufentanil)이라고 하는 약물을 사용하기도 하는데요. 이 두 약물의 이름을 보면 비슷해보이는 구성을 가지고 있을 것 같은데 어떻게 다른지 작성해보겠습니다.

1. 약리학적 특성과 작용 기전

 1) μ-오피오이드 수용체의 작용 기전

Fentanyl과 Sufentanil은 모두 μ-오피오이드 수용체(μ-opioid receptor)를 선택적으로 활성화하여 강력한 진통 효과를 보입니다. 두 약물의 작용 기전은 동일하지만, 약동학적, 약물학적 특성에서 차이가 있습니다. 

 

• μ-수용체 활성화는 통증 신호 전달을 억제하여 진통 효과를 유도합니다.
• 작용 부위: 척수 후각(dorsal horn), 연수(medulla), 대뇌피질(cerebral cortex).
• 주요 기전:
  1. 칼륨 이온 유출 증가(칼륨 채널 개방) → 세포 과분극 → 신경 흥분 억제.
  2. 칼슘 채널 억제(칼슘 채널 차단) → 통증 신호를 전달하는 신경 전달물질(Substance P, Glutamate)방출 감소.

 

결과적으로, 척수 후각과 뇌의 통증 처리 부위에서 통증 신호가 억제됩니다. 

 

 2) 약동학적 특성 비교

특성	Fentanyl	Sufentanil
효력(potency)	Morphine 대비 약 100배	Fentanyl 대비 약 5~10배 더 강력
지용성	높음 (혈액뇌장벽 통과 용이)	매우 높음 (뇌 조직으로 빠르게 이동)
작용 발현 시간	약 1~2분	약 1분 이내
지속 시간	약 30~60분	약 30~60분
대사	간 대사(주로 CYP3A4), 신장 배설	간 대사(주로 CYP3A4), 신장 및 담즙 배설
혈장 단백 결합률	약 80-85%	약 92% (혈장 단백질과의 결합이 더 강력)
반감기(Half-life)	약 2-4시간	약 2.5시간

 3) Sufentanil의 특수성

 

• 고지용성: Sufentanil은 지용성이 매우 높아 신경조직으로의 침투가 빠릅니다.
• 높은 혈장 단백 결합: 약물의 약리학적 작용을 안정적으로 유지하며, 장기 사용 시에도 비교적 일정한 효과를 보입니다.
• 효력: 동일 용량에서 더 강력한 진통 효과를 합니다. Fentanly의 5-10배 강력하기 때문에 주입 용량도 5-10배 적은 용량으로 강력한 효과를 기대할 수 있습니다.
• 적은 반감기: Sufentanil이 fentanyl보다 반감기가 상대적으로 짧아서 단기적이고 고강도의 진통이 필요한 상황에 많이 사용합니다. (Cardiopulmonary bypass, CPB)

 

 

2. 임상적 활용

1) Fentanyl의 활용

 

• 기계환기 중 진정: Fentanyl은 반감기가 비교적 길고 지속적인 주입이 가능하여, 기계환기 중 환자의 통증과 불편감 조절, 저항을 억제하는데 효과적입니다.
• 수술 후 통증 관리: 수술 후 급성 통증을 완화하기 위해 IV PCA로 활용되고 있습니다.
• 응급 상황: 빠른 발현 시간과 안정된 작용으로 응급 상황에서의 신속한 진통 관리가 가능합니다.
• 다양한 제형: 정맥, 경피 패치, 비강 스프레이 등 다양한 제형으로 사용되어 다양한 방식으로 접근이 가능합니다.
• 신부전 환자에서의 안정성: Fentanyl은 대사산물이 축적되지 않아 신부전 환자에게도 안전합니다.

 

2) Sufentanil의 활용

Sufentanyl은 보통 고효력이 필요한 특정 상황에서 사용되는데, Fentanyl과 같이 중환자실에서 적은 양으로 진통과 진정을 위해서 사용되고 있습니다.

 

• 심장 및 신경외과적 중재: 혈역학적 안정성을 유지하면서 강력한 진통 효과를 제공하므로 고위험 수술 환자에서 선호됩니다.
• Fentanyl 내성 환자에게 대체해서 사용가능합니다.
• 심폐우회술(CPB) 중 Sufentanil은 약물 청소율이 증가하므로 추가적인 용량 보충이 필요합니다. 한 연구에서는 CPB 중 Sufentanil의 청소율이 2.8배 증가하며, 분포 용적 역시 2.74배 증가한다고 보고되었습니다

Khaowroongrueng, V., Son, K. H., Lee, S.-M., Lee, J. Y., Park, C.-G., Lee, S. I., Shin, D., & Shin, K.-H. (2024). Population pharmacokinetic modeling of sufentanil in adult Korean patients undergoing cardiopulmonary bypass surgery.

• 설하 투여(Sub-lingual Administration): Sufentanil 설하정은 빠른 발현과 환자 조절 진통(PCA)을 제공하는 독특한 제형으로, 특히 분만이나 시술 중 통증 완화에 유용합니다. 설하 투여는 약물이 간 대사를 우회해 생체이용률을 증가시킵니다 

Fierro, G., Milan, B., Buelli, E., Bugada, D., Casarotta, E., Rizzo, F., Ongaro, L., Gritti, P., Previdi, F., & Lorini, F. L. (2024). Sublingual sufentanil for patient-controlled analgesia during labor induction for pregnancy termination: An effective and well-tolerated approach. Journal of Anesthesia, Analgesia and Critical Care

 

 

3.  부작용과 주의사항

부작용

 

• 호흡 억제: 두 약물 모두 용량 의존적으로 호흡 억제를 유발할 수 있어 신중한 모니터링이 필요합니다. 특히 sufentanil의 효능이 더 높기 때문에 부작용을 더 나타날 수 있으나, 작용시간은 더 짧기 때문에 신속하게 관리가 가능합니다. 
• 혈역학적 변화: 저혈압 및 서맥이 나타날 수 있으며, 특히 혈관 확장 효과가 심한 환자에서는 주의해야 합니다. 하지만 Sufentanil이 심혈관계 부작용 발생이 더 낮다는 논문이 많아 fentanyl보다는 저혈압과 서맥 가능성이 더 적습니다.
• 내성 및 의존성: 장기 사용 시 내성이 발생할 수 있으며, 갑작스러운 중단은 금단 증상을 초래할 수 있습니다.

 

 

4. 최신 연구와 임상적 논의

 효능 비교 연구

최근 연구에서는 Sufentanil이 Fentanyl 대비 진통 효과는 더 우수하나, 부작용 측면에서 호흡 억제와 저혈압 위험은 두 약물 모두 유사하다는 결과를 보고하였습니다

 기타 다른 논의들

 

• ECMO 환자: 체외막산소공급(ECMO) 중 Sufentanil의 약동학적 변화로 인해 농도가 예측 불가능할 수 있습니다. sufentanil이 알부민에 흡착되는 비율이 더 높기때문에, 환자의 albumin농가 낮거나 ECMO 필터에 의해서 sufentanil의 농도가 낮아져서 효과가 달라질 수 있다고 말하고 있습니다. 따라서 ECMO 적용 중인환자에게서 사용시에 이 점을 유의하고 환자의 Albumin 농도를 모니터링 해야합니다.
• Fentanyl 대안으로의 사용: Sufentanil은 내성 환자에서 효과적이지만, 사용 경험이 적은 의료진은 적정 용량 설정에 어려움을 겪을 수 있습니다.