注射死刑是由俄克拉荷马州法医杰伊·查普曼于1977年发明的，他根据自己在麻醉下的经验，用一种超短效巴比妥酸盐和一种化学麻醉剂混合配制了这种药物。他还在混合物中添加了一种心脏骤停药物，以提供一种无痛、快速的死亡，并具有内置的冗余机制。如果一种药物没有杀死死囚，那么其他两种药物中的一种就会起作用。但是，根据一项新的研究，剂量对于注射死刑的效力至关重要，该研究发现，如果任何剂量不正确，接受者不仅会感到疼痛，而且还必须遭受因完全麻痹而引起的窒息造成的缓慢死亡。
迈阿密大学米勒医学院的分子生物学家特蕾莎·齐默斯和包括一名外科医生、一名麻醉师和一名律师在内的同事们分析了稀少的公开处决记录。只有两个州提供了此类记录：北卡罗来纳州和加利福尼亚州，后者是法院命令强制要求的。在这些州，会注射不同剂量的硫喷妥钠（一种诱导麻醉的巴比妥酸盐）、泮库溴铵（一种使身体所有肌肉麻痹的肌肉松弛剂）和氯化钾（一种加速心脏直到停止跳动的盐），其剂量旨在杀死被判刑的囚犯。尽管剂量因州而异，但不会因囚犯而异——无论是高个子还是矮个子，胖子还是瘦子，每个人都给予相同剂量的药物。
根据发表在《公共科学图书馆·医学》上的这项研究，注射死刑导致的死亡不一定是快速或无痛的。在北卡罗来纳州，囚犯平均需要九分钟才能死亡（并且在有缺陷的药物方案改变之前需要更长时间），而在加利福尼亚州，在最后一次注射心脏骤停的氯化钾后，心脏停止跳动需要两到八分钟。“当加入氯化钾时，似乎并没有改变死亡时间，”齐默斯指出。“这表明氯化钾可能不是导致死亡的因素。”
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此外，研究人员发现，根据与兽医数据的比较，所使用的硫喷妥钠量可能不足以使该过程无痛。在兽医领域，政府和专业监督导致了制定严格的剂量指南，以适当无痛地杀死动物。在人类处决中使用的剂量在某些情况下按体重低于仅能杀死 50% 的小鼠的剂量，并且低于猴子能够成功恢复的剂量。“硫喷妥钠的给药方式，如果囚犯是一头计划安乐死的猪，这将是不可接受的低剂量，”齐默斯说。
而且，尽管氯化钾的剂量被认为足以杀死动物，但在人类身上似乎没有达到预期的效果，未能加快死亡时间。“我们在动物身上成功地做到了，我们之所以成功，是因为他们对此进行了认真研究，”弗吉尼亚州的一位研究合著者和刑事辩护律师乔恩·谢尔顿指出。“当你用动物做实验时，没有疼痛。很可能在人身上有疼痛。”
这种疼痛的形式是缓慢的窒息，这是由于无法使用隔膜肌肉呼吸，而泮库溴铵导致的结果。“在这种情况下，完全瘫痪的囚犯会意识到渐进式窒息和氯化钾引起的灼烧感，从而导致窒息死亡，”研究人员写道。
科学家仅分析了迄今为止在美国发生的 891 例注射死刑中的 41 例（以及全球范围内更多）。但是，其余许多州的药物方案和处决细节仍然是秘密。尽管如此，研究人员表示，小样本表明该混合物并未按预期发挥作用。“这种认为这是一种无痛程序是完全错误的，”齐默斯说。“这只是看不见的，因为这个人是瘫痪的。”
“美国宪法第八修正案规定，法律标准是不允许出现不必要或无谓的痛苦，”谢尔顿补充说。“似乎很可能很多人正在遭受痛苦。如果对方案的修改相当简单，那么你所施加的痛苦显然是不必要的。”