by G. H. | Aug 14, 2018 | Hüfte + Endoprothetik, Knie + Endoprothetik, News
Implantatoberflächen mit antibakteriellen als auch wundheilungsfördernden Eigenschaften
Prinz C, Meyer U, Weber J
Fragestellung: Mit der vorliegenden Studie sollten die antimikrobielle Wirkung als auch wundheilungsfördernde Eigenschaften von kupferbeschichteten Titanimplantaten (K-Draht) untersucht werden [1], [2], [3].
Methodik: Für die Studie wurden Titanimplantate (K-Draht) plasmaelektrochemisch oxidiert und nachfolgend galvanisch mit Kupfer beschichtet. Zur mechanischen Verfestigung und Glättung der Oberfläche wurde die so entstandene Titanoxid/Kupferschicht abschließend glaskugelgestrahlt. Als Beschichtungsparameter wurde eine Flächenbelegung von 1,0 µg Kupfer / mm2 festgelegt.
Als Versuchstiere wurden Kaninchen verwendet, sie wurden in 4 Gruppen eingeteilt. Gruppe 1 und 3 dienten als Kontrollgruppen und wurden nicht mit Kupfer beschichtet. Die Gruppen 3 und 4 wurden zusätzlich mit 100 µl Bakteriensuspension (s. aureus) der Konzentration: 107 KBE/ml inokuliert. Der rechte Femur wurde frakturiert und durch die Einführung eines K-Drahtes stabilisiert. Nach 28 Tagen post OP wurden die Implantate unter sterilen Bedingungen entnommen. Zur Prüfung der antibakteriellen Wirksamkeit wurden die Implantate nach der Entnahme in je 10 ml Thioglycolatbouillon aufgenommen. Alle Ansätze wurden 24 h bei 30°C inkubiert und auf Agar in verschiedenen Verdünnungsstufen ausgestrichen. Die Auszählung erfolgte nach 48 h Inkubation bei 30°C. Die Evaluation der wundheilungsfördernden Eigenschaften erfolgte histologisch als auch radiologisch durch die Messung des Callus-Index [4].
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Als Infektion wurde bewertet, wenn auf dem Implantat Bakterien nachgewiesen wurden. Alle Tiere der Kontrollgruppe (unbeschichtet) wiesen 28 Tage post OP eine lokale Infektion auf. Bei allen Gruppen die mit Kupfer beschichtet wurden konnten keine Bakterien nachgewiesen werden. Es konnte also festgestellt werden, dass Kupferkonzentrationen von 1µg/mm2 antibakteriell wirken. Zusätzlich wurde bei den Titan/Kupfer Implantaten ein höherer Callus-Index gemessen, dies könnte ein Hinweis auf wundheilungsfördernde Eigenschaften von Kupfer sein.
Literatur
1. Prinz C, Neumann HG. Antibacterial Titanium/Calcium Phosphate Implant Surfaces. Key Engineering Materials KEM. 2009;396-398:299-302. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.396-398.299
2. Alt V, Bitschnau A, Osterling J, Sewing A, Meyer C, Kraus R, Meissner SA, Wenisch S, Domann E, Schnettler R. The effects of combined gentamicin-hydroxyapatite coating for cementless joint prostheses on the reduction of infection rates in a rabbit infection prophylaxis model. Biomaterials. 2006 Sep;27(26):4627-34.
3. Borkow G, Okon-Levy N, Gabbay J. Copper Oxide Impregnated Wound Dressing: Biocidal and Safety Studies. Wounds. 2010;22(12):301-10.
4. Eastaugh-Waring SJ, Joslin CC, Hardy JR, Cunningham JL. Quantification of fracture healing from radiographs using the maximum callus index. Clin Orthop Relat Res. 2009 Aug;467(8):1986-91. DOI: 10.1007/s11999-009-0775-0
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI59-979
doi: 10.3205/14dkou433 , urn:nbn:de:0183-14dkou4331
Published: October 13, 2014
© 2014 Prinz et al.
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by G. H. | Aug 14, 2018 | Hüfte + Endoprothetik, Knie + Endoprothetik, News
Antimikrobielle Wirksamkeit von Lysostaphin-beschichteten Platten im Osteitis-Mausmodell
Windolf CD, Lögters T, Suschek C, Windolf J
Fragestellung: Lysostaphin ist ein Bakteriozin, welches gezielt gegen Staphylococcus aureus wirksam ist. Im letzten Jahr konnten wir die generelle in-vivo Wirksamkeit der Substanz im Osteitis-Mausmodell zeigen. Ziel dieser Studie war es herauszufinden, ob Lysostaphin seine Wirksamkeit in-vivo behält, wenn es mit einer Poly-(D,L-lactid) Beschichtung direkt auf ein Implantat gekoppelt wird und somit eine Implantat assoziierte Osteitis verhindern kann.
Methodik: Unter Verwendung unseres etablierten und publizierten Osteitis-Mausmodells, wurde bei insgesamt 30 weiblichen Balb/c Mäusen der linke Femur mit einer Gigli-Säge (0,2 mm) osteotomiert und mit einer winkelstabilen 4-Loch Titanplatte versorgt. 10 Mäuse bekamen eine unbehandelte Platte, 10 Mäuse eine Lysostaphin-Poly-(D,L-lactid) beschichtete Platte und 10 Mäuse eine Lysostaphin-Poly-(D,L-lactid) beschichtete Platte, die zusätzlich mit 40 kGyβ bestrahlt wurde, um die Platten nachträglich zu sterilisieren. Alle Tiere wurden intra-operativ mit Staphylococcus aureus (CFU 103) infiziert. Nach 7, 14 und 28 Tagen wurden bei allen Mäusen standardisiert ein Wunddebridement und eine Lavage durchgeführt. Aus den Lavagen wurden die Staphylococcus aureus CFU (colony forming units) sowie die Anzahl an Leukozyten und IL-6 bestimmt. Die Frakturheilung wurde radiologisch mittels eines Punkte-Scores analysiert (1 Punkt Frakturheilung, 2 Punkte keine Veränderung der Frakturzone, 3 Punkte Vergrößerung der Frakturzone, 4 Punkte Osteolyse, 5 Punkte Osteodestruktion). Zur statistischen Auswertung wurden der Student’s t-Test two-tailed und der Mann-Whitney-Test verwendet.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Schon an Tag 7 waren die Lavagen in den beiden Gruppen mit den Lysostaphin-beschichteten Platten steril (8 von 10 ohne Bestrahlung bzw. 9 von 10 mit Bestrahlung), wohingegen bei der Gruppe mit den unbehandelten Platten in allen Lavagen über den gesamten Zeitraum Keime nachgewiesen wurden. Leukozyten und IL-6 in den Lavagen der beiden Gruppen mit den Lysostaphin-beschichteten Platten wies ebenfalls über den gesamten Zeitraum signifikant geringere Werte auf als die Gruppe mit den unbehandelten Platten. Ebenso fand sich in diesen beiden Gruppen an Tag 7 und 14, aber besonders an Tag 28 eine signifikant höhere Frakturheilung als in der Gruppe mit den unbehandelten Platten.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass Lysostaphin trotz Kopplung auf Titanimplantaten seine Bioaktivität behält und erfolgreich Staphylococcus aureus in-vivo bekämpft. Die Tiere mit den Lysostaphin-beschichteten Platten zeigten eine rasche Frakturheilung im Gegensatz zu den Tieren mit den unbehandelten Platten, die eine Osteitis entwickelten. Im nächsten Schritt wird festzustellen sein, ob das Mausmodell auf ein Großtiermodell übertragbar ist.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI59-350
doi: 10.3205/14dkou432 , urn:nbn:de:0183-14dkou4324
Published: October 13, 2014
© 2014 Windolf et al.
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by G. H. | Aug 14, 2018 | Hüfte + Endoprothetik, Knie + Endoprothetik, News
Gmd-Antikörper als Impfstoff gegen Staphylococcus aureus einschließlich MRSA – Erste experimentelle Resultate und Entwicklung eines 2-Stage-Revisonsmodell am Tier
Alt V, Kates S, Schnettler R, Schwarz E
Aim: A potential target for a vaccination strategy against Staphylococcus aureus including MRSA is the glucosaminidase (Gmd) subunit of autolysin which is an essential enzyme required for binary fission and biofilm formation. The monoclonal antibody anti-Gmd 1C11 is of interest as it bounds to S. aureus during binary fission. The aim of the study was to evaluate the effect of 1C11 against S. aureus in vitro and in vivo including the development of a clinically relevant 2-stage revision model.
Method: The lytic effect of 1C11 on S. aureus was studied in vitro by Xen29 S. aureus of which 10,000 CFU were incubated without antibody (negative control group), or with 50 microg/ml 1C11. Samples were then prepared for scanning electron microscopy.
For first in vivo testing, mice (n=20) received an intraperitoneal injection of saline or 1 mg of purified 1C11 anti-Gmd antibody 3 days prior to surgical implantation of a transtibial pin containing 500,000 CFUs of Xen29 S. aureus. The mice were imaged to assess in vivo bioluminescent imaging (BLI) on day 0, 3, 5, 7, 10, 14. Furthermore, X-rays were performed after 14 days.
Results: In vitro, the bacteria grew mostly as healthy single cells or small chains in the negative control group. In contrast, addition of anti-Gmd antibody caused large clustering and lysis of the cells. In vivo, absence of a BLI signal in the anti-Gmd animals until day 5 can be observed whereas there is a high BLI signal in the control group. X-rays of the mice in the negative control group obtained on day 14 are shown to illustrate the osteolytic lesion, which was not present in the anti-Gmd treated mouse.
Furthermore, a clinical relevant two-stage rabbit model that mimics the clinical situation of a two-stage proecedure after infected arthroplasty was developed in which the 1C11 antibody will be tested in a next step.
Conclusion: 1C11-anti-Gmd-antibody is a promising antibody for vaccination against S. aureus, including MRSA. If it can provide its effectiveness in the new 2-stage rabbit-model it will be of high interest in the field of total joint arthroplasty.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI59-1273
doi: 10.3205/14dkou431 , urn:nbn:de:0183-14dkou4311
Published: October 13, 2014
© 2014 Alt et al.
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by G. H. | Aug 6, 2018 | Hüfte + Endoprothetik, Knie + Endoprothetik, News
Die standardmäßige Antibiotikaprophylaxe hat keinen negativen Einfluss auf bakteriologische Probenentnahme bei Knie-TEP Wechsel wegen Infektion
Jenny JY, Diesinger Y, Bund L, Gaudias J, Boeri C
Fragestellung: Das Infektionsrisiko ist bei einem Implantat Wechsel höher als nach einer primären Implantation, vor allem wegen der längeren Operationszeit. Es gibt Hinweise darauf, dass ein relevanter Anteil der Fehlschläge nach Knie-TEP Wechsel aufgrund einer neuen Infektion mit einem anderen Erreger als der Index-Infektion verursacht wird. Diese neue Infektion ist eine Komplikation des Implantat Wechsels der häufig ohne Antibiotikaprophylaxe durchgeführt wird, aus Angst die bakteriologischen Proben falsch negativ sein könnten. Folgende Hypothese wurde überprüft: die Durchführung einer standardmäßigen Antibiotikaprophylaxe vor Knie-TEP Wechsel wegen Infektion beeinflusst die bakteriologischen Probenergebnisse nicht.
Methodik: 51 Patienten wurden während der Studiendauer operiert. Die Indikation war ein einzeitiger Knie-TEP Wechsel wegen periprothetischer Infektion. Es wurden 19 Männer und 31 Frauen mit einem Durchschnittsalter von 71 Jahren operiert. Die Diagnose wurde prä-operativ aufgrund von klinischen, radiologischen und bakteriologischen Kriterien gestellt. Jegliche antibiotische Therapie wurde vor der OP eingestellt. Die Patienten wurden in 2 Gruppen eingeteilt: Gruppe 1 (26 Patienten) keine standardmäßige Antibiotikaprophylaxe, Gruppe 2 (25 Patienten) standardmäßige Antibiotikaprophylaxe 30 Minuten vor Hautschnitt. Die antibiotische Therapie der Infektion wurde begonnen, nachdem die Entnahme der bakteriologischen Proben abgeschlossen war. Das Ergebnis dieser Proben wurde analysiert (ob positiv oder steril, Übereinstimmung mit den präoperativen Proben). Das Ergebnis der Behandlung auf Infektion wurde nach 6 Monaten bewertet.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die intraoperativen Proben waren in 24 Fällen in Gruppe 1 und 23 Fällen in Gruppe 2 positiv. Die Ergebnisse waren in allen Fällen mit den prä-operativen Proben konkordant. 22 Patienten in Gruppe 1 und 21 in Gruppe 2 waren nach 6 Monaten Infekt-frei. Die prä-operative Antibiotikaprophylaxe hatte keinen negativen Einfluss auf die Ergebnisse der peri-operativen bakteriologischen Probenentnahme. Die Durchführung einer standardmäßigen Antibiotikaprophylaxe vor Hautschnitt bei Implantat Wechsel wegen infizierter Knie-TEP könnte die Rate von Re-Infektionen senken. Wir empfehlen daher dieses Vorgehen.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI59-357
doi: 10.3205/14dkou430 , urn:nbn:de:0183-14dkou4302
Published: October 13, 2014
© 2014 Jenny et al.
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by G. H. | Aug 6, 2018 | Hüfte + Endoprothetik, Knie + Endoprothetik, News
Ausschluss von periprothetischen 06en mit Hilfe eines Leukozyten-Esterase-Teststreifens
Günther D, Kokenge T, Omar M, Kendoff D, Krettek C, Gehrke T, Haasper C
Fragestellung: Periprothetische Gelenkinfektionen stellen eine große Herausforderung für den Chirurgen in der modernen Endoprothetik dar. Eine Vielzahl von klinischen Erscheinungsbildern macht die Einschätzung eines fraglichen Infektes oft sehr schwierig.
Das Ziel dieser Studie war es, den Leukozyten-Esterase-Test, wie er herkömmlich in der Urindiagnostik Verwendung findet, als intraoperatives diagnostisches Werkzeug in einer unklaren septischen oder aseptischen Situation zu etablieren.
Methodik: Bei insgesamt 364 endoprothetischen Eingriffen an Knie-, Hüft -und Schultergelenk wurde vor Kapsulotomie Gelenkflüssigkeit aspiriert. Diese wurde mittels Leukozyten-Esterase-Teststreifen (Combur2-Test, Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Germany) untersucht. Die Ergebnisse wurden mit Laborparametern (Serum-CRP, Leukozyten), intraoperativen mikrobiologischen Befunden sowie den mikrobiologischen Auswertungen der präoperativen Punktionen korreliert.
Primärimplantationen und Wechseloperationen mit negativem präoperativen Punktionsnachweis wurden als aseptisch geführt. Eingriffe denen ein präoperativer Keimnachweis vorrausging wurden als septisch deklariert. Das schriftliche Einverständnis aller Probanden und die Einwilligung der lokalen Ethikkommission lagen vor.
Ergebnisse: Insgesamt wurde im Rahmen von 364 Eingriffen Gelenkflüssigkeit getestet. Unter den 314 aseptisch deklarierten Eingriffen fielen 293 Tests negativ aus (93.31%) und 11 positiv (3.50%). 10 (3.18%) stark hämorrhagische Punktate (allesamt aseptisch) konnten auf der visuellen Farbskala nicht abgelesen werden und mussten aus dem Versuch genommen werden.
Unter den 50 septisch deklarierten Operationen fielen 50 Teststreifen positiv (100%) aus.
Der Leukozyten-Esterase-Test bot eine Sensitivität von 100% und eine Spezifität von 96,5%. Der positive prädiktive Wert betrug 82% und der negative prädiktive Wert 100%. Eine Korrelation mit herkömmlichen Verfahren, wie Infektparametern (C-reaktives Protein, Leukozyten) war auf unterschiedlichen Ebenen gegeben. Die histopathologische Auswertung bestätigte die mikrobiologischen Ergebnisse.
Eine aseptisch deklarierte Operation wurde aufgrund eines makroskopisch stark infektverdächtigen Situs bei positivem Leukozytenesterasetest abgebrochen. Postoperativ gelang dann aus den intraoperativen Gewebsproben der Keimnachweis.
Schlussfolgerung: Aufgrund der gewonnen Ergebnisse können wir den Leukozyten-Esterase-Test als nützliches Werkzeug in der Diagnostik der periprothetischen Gelenkinfektion empfehlen.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI59-880
doi: 10.3205/14dkou429 , urn:nbn:de:0183-14dkou4297
Published: October 13, 2014
© 2014 Günther et al.
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by G. H. | Aug 6, 2018 | Hüfte + Endoprothetik, Knie + Endoprothetik, News
RANK-Ligand und Osteoprotegerin als Biomarker in der Implantat-Infekt- und Lockerungsdiagnostik
Gravius S, Friedrich M, Wimmer MD, Koob S, Limmer A, Wirtz DC, Randau T
Fragestellung: Die schmerzhafte Endoprothese ist weiterhin eine komplexe Differentialdiagnose in der orthopädischen Chirurgie. Während die aseptische Lockerung (AL) als Hauptversagensursache gilt, sind periprothetische Infektionen (PJI) zunehmend häufig. Insbesondere low-grade Infekte sind dabei schwer von aseptischen Lockerungen zu unterscheiden. In der Diagnostik kommen dabei serologische, histopathologische, mikrobiologische und bildgebende Verfahren zum Einsatz.
Der Ligand des „receptor activator of nuclear factor kappa beta 1“, oder kurz RANK-L, und sein Decoy-Rezeptor Osteoprotegerin (OPG) spielen im Knochenstoffwechsel als Regulator der Aktivierung von Osteoklasten eine entscheidende Rolle. Ob und in wie weit das RANKL-OPG-System auch bei Implantatinfekten oder aseptischen Lockerungen eine Rolle spielt, ist bisher unbekannt.
In der vorliegenden Studie sollen die Unterschiede der Serumkonzentrationen von RANKL und OPG in einem prospektiven Kollektiv von schmerzhaften Endoprothesen untersucht, und ihre Wertigkeit zur Diagnose einer Infektion oder Lockerung beurteilt werden.
Methodik: Es wurden insgesamt 120 Patienten mit schmerzhaften Knie- und Hüftprothesen mit Indikation zur operativen Revision in die prospektive diagnostische Studie eingeschlossen. Abhängig von der Routine-Diagnostik (Klin. Befund, Entzündungslabor mit CRP und Blutbild, Gelenkpunktion, mikrobiologische und histopathologische Proben) und dem klin. Verlauf wurde bei den Patienten die Diagnose einer Protheseninfektion (PJI), einer aseptischen Lockerung (AL), oder einer sonst. Komplikation ohne Infekt und ohne Lockerung (Cont) gestellt, zudem wurde dokumentiert, ob und welche Implantatkomponenten sich intraoperativ als gelockert darstellten.
Aus dem asserviertem präoperativen Serum wurde die Konzentration von RANK-Ligand und Osteoprotegerin bestimmt, und statistisch auf die Wertigket zur Differenzierung zwischen Infekt und nicht-Infekt, sowie zwischen Locker und Fest hin untersucht.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Weder RANK-L noch OPG zeigte statistisch signifikante Unterschiede im ANOVA-Vergleich zwischen den drei Gruppen PJI, AL und Cont. Auch im Vergleich zwischen den Kriterien „Locker“ und „Fest“ wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen gefunden.
Eine Subgruppenanalyse zwischen „Locker + PJI“ und „Cont“, also keine Lockerung, kein Infekt, zeige tendenziel höhere Werte in der gelockerten infizierten Gruppe, verpasst aber ebenfalls die statistische Signifikanz.
Zusammenfassend stellen wir fest, das RANK-L und OPG im Serum nicht geeignet sind, um zwischen einer infizierten und nicht-infizierten bzw. einer gelockerten und einer nicht-gelockerten Prothese zu unterscheiden. Anscheinend entsteht die makroskopische Lockerung der Prothesen mit oder ohne Infekt ohne eine detektierbare RANK-L getriggerte Osteoklastenaktivierung.
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI59-970
doi: 10.3205/14dkou428 , urn:nbn:de:0183-14dkou4281
Published: October 13, 2014
© 2014 Gravius et al.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/deed.en). You are free: to Share – to copy, distribute and transmit the work, provided the original author and source are credited.
