The erector spinae plane (ESP) block is an emerging regional anesthetic technique with significant potential for clinical benefit. Nevertheless, its exact mechanism(s) of action has been much debated. We reviewed the available literature to explore the possible mechanisms of analgesia for the ESP block. These include neural blockade and central inhibition from direct spread of local anesthetic to the paravertebral or epidural space; analgesia mediated by elevated local anesthetic plasma concentrations due to systemic absorption; immunomodulatory effects of local anesthetics; and an effect mediated through the mechanosensory properties of thoracolumbar fascia. Based on evidence from clinical, human cadaveric, animal, and mechanistic laboratory studies, the most probable primary mechanism is a direct effect of local anesthetic via physical spread and diffusion to neural structures in the fascial plane deep to the erector spinae muscles and adjacent tissue compartments. Biological plausibility of this primary mechanism is confirmed by injectate spread to the ventral rami of spinal nerves (though quite variable) in most studies. There is consistent involvement of dorsal rami; epidural spread is a less commonly observed phenomenon. A systemic effect of local anesthetic is also plausible, but unlikely to be a major contributor to clinical analgesic efficacy. The evidence for significant analgesia due to other proposed mechanisms, such as fascia-mediated analgesia or lymphatic spread, are currently limited and thus remain speculative. Understanding the mechanisms of action could assist clinicians in further investigating and refining ESP block performance, with the ultimate goal of optimizing analgesic efficacy and improving postoperative patient outcomes.
RéSUMé: Le bloc du plan des muscles érecteurs du rachis (bloc ESP) est une technique émergente d’anesthésie régionale qui pourrait s’accompagner de bienfaits cliniques considérables. Néanmoins, ses mécanismes d’action exacts font l’objet de nombreux débats. Nous avons passé en revue la littérature disponible pour explorer les mécanismes possibles de l’analgésie par le bloc ESP. Il s’agit notamment du bloc nerveux et de l’inhibition centrale dus à la diffusion directe de l’anesthésique local à l’espace paravertébral ou péridural; de l’analgésie médiée par des concentrations plasmatiques élevées d’anesthésique local dues à son absorption systémique; des effets immunomodulateurs des anesthésiques locaux; et d’un effet médié par les propriétés mécanosensorielles du fascia thoraco-lombaire. Selon les données probantes tirées d’études cliniques, cadavériques, animales, et mécanistes de laboratoire, le mécanisme primaire le plus probable est un effet direct de l’anesthésique local par sa propagation et sa diffusion physique aux structures neuronales dans le plan fascial plus profond que les muscles érecteurs du rachis et aux compartiments tissulaires adjacents. La plausibilité biologique de ce mécanisme primaire est confirmée par la propagation du produit injecté aux rameaux ventraux des nerfs rachidiens (bien que variable) dans la plupart des études. Les rameaux dorsaux sont constamment impliqués; la diffusion péridurale est moins souvent observée. Un effet systémique de l’anesthésique local est également plausible, mais il est peu probable qu’il s’agisse d’un contributeur majeur à l’efficacité analgésique clinique. Les données probantes appuyant une analgésie significative due à d’autres mécanismes proposés, tels que l’analgésie médiée par les fascia ou la propagation lymphatique, sont actuellement limitées et demeurent de l’ordre de la spéculation. En comprenant les mécanismes d’action, les cliniciens pourraient approfondir leurs connaissances et améliorer la performance des blocs ESP, dans le but ultime d’optimiser leur efficacité analgésique et d’améliorer les devenirs postopératoires des patients.
Keywords: erector spinae plane block; local anesthetics; regional anesthesia.