Comparative effects of vitamin C on the effects of local anesthetics ropivacaine, bupivacaine, and lidocaine on human chondrocytes

Abstract

Background: Intra-articular injections of local anesthetics are commonly used to enhance post-operative analgesia following orthopedic surgery as arthroscopic surgeries. Nevertheless, recent reports of severe complications due to the use of intra-articular local anesthetic have raised concerns. Objectives: The study aims to assess use of vitamin C in reducing adverse effects of the most commonly employed anesthetics – ropivacaine, bupivacaine and lidocaine – on human chondrocytes. Methods: The chondrocyte viability following exposure to 0.5% bupivacaine or 0.75% ropivacaine or 1.0% lidocaine and/or vitamin C at doses 125, 250 and 500 μM was determined by LIVE/DEAD assay and annexin V staining. Expression levels of caspases 3 and 9 were assessed using antibodies by Western blotting. Flow cytometry was performed to analyze the generation of reactive oxygen species. Results: On exposure to the local anesthetics, chondrotoxicity was found in the order ropivacaine < bupivacaine < lidocaine. Vitamin C effectively improved the reduced chondrocyte viability and decreased the raised apoptosis levels following exposure to anesthesia. At higher doses, vitamin C was found efficient in reducing the generation of reactive oxygen species and as well down-regulate the expressions of caspases 3 and 9. Conclusions: Vitamin C was observed to effectively protect chondrocytes against the toxic insult of local anesthetics ropivacaine, bupivacaine and lidocaine. Resumo: Justificaiva: Injeções de anestésicos locais por via intra-articular são comumente usadas para melhorar a analgesia no período pós-operatório de cirurgia ortopédica como artroscopias. No entanto, relatos recentes de complicações graves devido ao uso de anestésico local por via intra-articular causou preocupações. Objetivos: O objetivo do estudo foi avaliar o uso de vitamina C para reduzir os efeitos adversos dos anestésicos mais comumente usados (ropivocaína, bupivacaína e lidocaína) sobre condrócitos humanos. Métodos: A viabilidade dos condrócitos após a exposição à bupivacaína a 0,5% ou ropivacaína a 0,75% ou lidocaína a 1,0% e/ou vitamina C em doses de 125, 250 e 500 μM foi determinada pelo ensaio VIVO/MORTO e coloração com anexina V. Os níveis de expressão das caspases 3 e 9 foram avaliados usando anticorpos pela técnica Western blot. Citometria de fluxo foi realizada para analisar a geração de espécies reativas ao oxigênio. Resultados: Na exposição aos anestésicos locais, condrotoxicidade foi encontrada na seguinte ordem: ropivacaína < bupivacaína < lidocaína. A vitamina C efetivamente melhorou a redução da viabilidade dos condrócitos e diminuiu os níveis elevados de apoptose após a exposição à anestesia. Em doses mais altas, a vitamina C foi eficiente para reduzir a geração de espécies reativas ao oxigênio e assim regular negativamente a expressão das caspases 3 e 9. Conclusões: Observamos que a vitamina C foi eficaz na proteção dos condrócitos contra a agressão tóxica dos anestésicos locais ropivacaína, bupivacaína e lidocaína. Keywords: Chondrocytes, Vitamin C, Local anesthetics, Ropivacaine, Bupivacaine, Lidocaine, Palavras-chave: Condrócitos, Vitamina C, Anestésicos locais, Ropivacaína, Bupivacaína, Lidocaína