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Fragestellung: Mikroporöses beta Tricalciumphosphat (b-TCP) hat sich als geeignetes Material hinsichtlich Bioabbaubarkeit und mechanischer Stabilität erwiesen. Der Abbau des Trägermaterials muss dabei mit der Knochenneubildung konform gehen. Diese Voraussetzung wird durch interkonnektierende Mikroporen des b-TCPs erfüllt (40% Porosität, 5 µm Porendurchmesser). Diese Poren eignen sich bestens um Wirkstoffe wie Antibiotika einzulagern.

Ziel dieser Studie war es, einen Komposit aus b-TCP, Alginat und Antibiotika zu erzeugen und damit das Freisetzungsverhalten der Antibiotika zu verlängern.

Methodik: Mittels der von uns entwickelten Durchflusskammer wurde bei einem gerichteten Vakuum die Befüllung der porösen Keramik mit verschieden zusammengesetzten Alginaten mit 50 mg/ml Antibiotika realisiert. Nach der Vernetzung des Alginats durch Ca-Ionen erfolgte die Inkubation in 10 ml bidest Wasser über 4 Wochen bei 37°C. Zu definierten Zeiten (1, 2, 3, 6, 9, 14, 20 und 28 Tagen) wurde die Flüssigkeit vollständig ausgetauscht und mittels CZE und Mikrodilutions-versuchen analysiert. Die Daten wurden als Mittelwert und Standardabweichung ausgedrückt und mittels ANOVA analysiert (p=0,05).

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Freisetzung von Vancomycin erfolgte aus dem Alginat mit externer Ca Quelle über den gesamten Zeitraum mit Konzentrationen deutlich oberhalb des MHK. Der Burstrelease hatte einen Wert von 35,2  1,5 %. Für die Freisetzung von VAN aus Alginat mit interner Ca Quelle konnte nur eine Freisetzung über 14 Tage beobachtet werden. Der Burstrelease lag hier bei 61,9  4,3%. Die Freisetzung von Clindamycin aus Alginat mit externer Ca Quelle konnte auch über den Freisetzungszeitraum detektiert werden. Der Burstrelease lag bei 54,1  7,8% für natives und bei 40,5  6,4% für steriles Alginat. Das Alginat mit interner Ca Quelle erreichte nur eine Freisetzung über 9 Tage mit einem Burstrelease von 65,9  3,7 %. Die Mikrotiter Experimente zeigten für VAN eine Wirksamkeit über den gesamten Untersuchungszeitraum. Der ermittelte MHK Wert lag auch bei den Freisetzungsversuchen im Bereich von 0,5-2,0 µg/ml gegenüber Staphylococcus aureus. Die Wirksamkeit von CLI war nur über 20 Tage mit Werten im Bereich von 0,0 - 0,5 µg/ml gegenüber Staphylococcus aureus gegeben.

Aufgrund der Vernetzung des Alginats konnte eine längerfristige Freisetzung über 4 Wochen erreicht werden. Die freigesetzten Konzentrationen an Antibiotika lagen bis zum letzten untersuchten Zeitpunkt deutlich oberhalb der MHK gegenüber Staphylococcus aureus. Die mikrobiologischen Untersuchungen kamen zum gleichen Schluss. Nach diesem Verfahren beladene Dübel eignen sich für weitere Versuche in vitro und vivo.