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Einleitung: Implantat-assoziierte Infektionen stellen eine gefürchtete Komplikation in der operativen Therapie von Frakturen dar. Zur Entwicklung innovativer Therapiestrategien wurde ein neues kliniknahes Infektionsmodell zum einzeitigen Wechsel von intramedullären Implantaten an der Ratte etabliert.

Material und Methoden: An 40 weiblichen Spraque Dawley Ratten wurde in Allgemeinnarkose das linke Bein operiert. Nach Eröffnung der Markraums der Tibia wurden die Tiere durch die Applikation von 103 CFU) / 10μ (colony forming units) S. aureus (ATCC 49230) infiziert. Zusätzlich wurde ein K-Draht eingebracht. 7 Tage nach Induktion der Infektion wurde das Implantat entfernt, ein Wechsel gegen unbeschichtete (Gruppe I + III) bzw. Gentamicin-beschichtete Implantate (Gruppe II + IV) und optional eine systemischen Gentamicin-Therapie (Gruppe III + IV) durchgeführt. Als Kontrolle dienten Tiere, welche nach Implantatentfernung ausschließlich einer systemischen Gentamicin-Therapie unterzogen wurden (Gruppe V). Der Nachuntersuchungszeitraum mit klinischen und radiologischen Kontrollen betrug 28 Tage, anschließend wurde eine Keimzahlbestimmung durchgeführt.

Ergebnisse: In den Gruppen ohne systemische Gentamicin-Applikation (I + II) zeigte sich unabhängig von einer lokalen Gentamicin-Applikation bei 18,75 % eine hämatogene Streuung der Infektion. Zusätzlich wiesen alle lokal mit Gentamicin behandelten Tiere (II) auch nach 28 Tagen mikrobiologisch eine Infektion auf. Dennoch kam es in der Gentamicin-behandelten Gruppe in 21 % zu einer Reduktion der Keimzahl um einen Faktor 5, jedoch erstmalig in zwei Tieren auch zum Nachweis des SCV-Phänotyps.

Unter systemischer Antibiotikatherapie zeigte sich bei Tieren mit unbeschichteten Implantaten (III) eine Reduktion der Keimzahlen um einen Faktor 5 und in Kombination mit der Entfernung des Implantates (V) eine Reduktion um einen Faktor 10. In Kombination mit einer lokalen Therapie mittels beschichteter Implantate (IV) zeigte sich bei 42 % eine Erradikation des Erregers. Jedoch wurde auch hier unter lokaler Gentamicin-Behandlung bei einem Tier der SCV-Phänotyp nachgewiesen.

Diskussion: Der alleinige therapeutische Einsatz Gentamicin-beschichteter Implantate führt in diesem Modell zu keiner Eradikation des Erregers. Gentamicin-beschichtete Implantate in Kombination mit einer systemischen Antibiotikatherapie zeigten in 42% eine Eradikation des Erregers, induzierten jedoch in insgesamt 3 Tieren den SCV-Phenotyp. Folglich ist ein einzeitiger Wechsel eines infizierten Implantates auch gegen ein Gentamicin-beschichtetes Implantat nicht uneingeschränkt zu empfehlen. In wie weit eine Kombination mehrerer Antibiotika sowohl lokal appliziert als auch systemisch gegeben die Eradikationsrate erhöht, ist Gegenstand laufender Studien.