In vitro Untersuchung neuer Antibiotika-Kombinationen mit Calciumsulsphat zur lokalen Behandlung von Knochen- und Gelenksinfekten. Die nahezu konstante Freisetzung von Ceftriaxon bietet neue Behandlungsmöglichkeiten
Rönn K, Wahl P, Bohner M, Decosterd L, Festa S, Gautier E
Fragestellung: Antibiotika werden bei Knochen- und Gelenksinfekten lokal eingesetzt, um die Probleme einer schlechten Penetration zu umgehen und das Risiko einer Organtoxizität bei systemischer Verabreichung zu vermeiden. Zusätzlich kann die Trägersubstanz dazu beitragen, postoperativen Totraum zu füllen. Klassisch lokal eingesetze Aminoglykoside wie Gentamicin oder Glykopeptide wie Vancomycin erlauben aber nicht alle Infekte adäquat abzudecken. Die Standart-Trägersubstanz ist bis heute PMMA-Zement, wodurch zusätzliche Operationen zur Entfernung nötig werden. Ausserdem wird das Antibiotikum nur zu Beginn in therapeutischen Dosen freigesetzt. Als bessere Substanz bietet sich Calciumsulphat (CaSO4) an. Es ist mit verschiedenen Antibiotika kompatibel, löst sich über die Zeit auf und kann resorbiert werden. Das Ziel dieser Studie war es, neue Kombinationen von Calciumsulphat mit verschiedenen Antibiotika, deren Freisetzung über die Zeit, antimikrobielle Aktivität sowie Stabilität in vitro zu bestimmen.
Methodik: Antibiotika-CaSO4-Kugeln wurden gemäss bekannter Methoden hergestellt. Das Verhältnis des Antibiotikums zum CaSO4-Hemihydratpulvers war 8%, die Zugabe von demineralisiertem Wasser erfolgte gemäss Bedarf, um das Material verarbeiten zu können. Überschüssiges Wasser wurde durch Dessikation vor dem Elutionsexperiment entfernt. Die gewählten Antibiotika waren Flucloxacillin, Piperaccillin/Tazobactam, Cefuroxim, Ceftriaxon, Ceftazidim, Cefepim, Meropenem, Ciprofloxacin, Levofloxacin und Clindamycin. Das Elutionsexperiment erfolgte über 6 Wochen, zuerst in PBS-Lösung, anschliessend in Rinderplasma, was mit Enoxaparin antikoaguliert wurde. Die Bestimmung der Antibiotikakonzentration erfolgte mit LC-MS/MS in regelmässigen Abständen aus der täglich gewechselten Elutionsflüssigkeit. Diese Chromatographieresultate wurden durch Agardiffusionstests bestätigt, je nach Antibiotikaspektrum mit S.aureus ATCC 25922 oder E. coli ATCC 35218.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Piperacillin-Tazobactam, Ceftazidim, Cefepim sowie Meronem zeigten eine rasche Reduktion der Konzentration sowie der Aktivität. Flucloxacillin und Cefuroxim blieben in klinisch relevanten Konzentrationen über 4 Wochen präsent. Ciprofloxacin und Levofloxacin sogar für 6 Wochen, wenn auch in zunehmend abnehmenden Konzentrationen. Diese liegen anfangs aber in einem Bereich, wo lokale Zelltoxizität zu erwarten ist. Flucloxacillin, Cefuroxim sowie Clindamycin könnten klinischen Einsatz finden, vor allem, wenn eine begrenzte Wirkungsdauer von Tagen bis Wochen erwünscht ist.
Herausstechend zeigte sich Ceftriaxon, wo eine nur leichte Abnahme der Konzentration von ca. 130 mg/l auf ca. 75 mg/l über 6 Wochen erfolgte, bei einer anhaltend hohen antimikrobiellen Aktivität.
Dieses Experiment eröffnet neue Möglichkeiten zum lokalen Einsatz von Antibiotika mit CaSO4 als resorbierbare Trägersubstanz. Insbesondere ist die fast konstante Freisetzung von Ceftriaxon von grossem Interesse, da hohe Konzentrationen über 6 Wochen beobachtet wurden.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocGR17-268
doi: 10.3205/14dkou522, urn:nbn:de:0183-14dkou5224
Published: October 13, 2014
© 2014 Rönn et al.
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