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Wirksamkeit Lysostaphin-beschichteter Platten auf die lokale Implantat-assoziierte Osteitis im Mini-Pig-Modell
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Autoren
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Carina Jaekel
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Universitätsklinikum, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
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Ceylan Daniela Windolf
- Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Düsseldorf, Germany
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Dan Bieler
- Bundeswehrzentralkrankenhaus Koblenz, Klinik für Unfallchirurgie und Orthopädie, Wiederherstellungs- und Handchirurgie, Verbrennungsmedizin, Koblenz, Germany
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Lisa Oezel
- Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Düsseldorf, Germany
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Lars Fabian Seiler
- Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Düsseldorf, Germany
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Felix Nikolaus Lakomek
- Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Düsseldorf, Germany
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Christoph Beyersdorf
- Universitätsklinikum Düsseldorf, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Düsseldorf, Germany
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Jann Mertens
- Städtisches Klinikum Solingen, Klinik für Unfallchirurgie, Orthopädie und Handchirurgie, Solingen, Germany
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Andrea Steuwe
- Universitätsklinikum Düsseldorf, Institut für Diagnostische und Interventionelle Radiologie, Medizinische Physik, Düsseldorf, Germany
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Jan Peter Grassmann
- Klinikum Osnabrück, Klinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Osnabrück, Germany
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Joachim Windolf
- Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Universitätsklinikum, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Düsseldorf, Germany
| Veröffentlicht: | 23. Oktober 2023 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Staphylococcus aureus ist einer der Hauptverursacher Implantat-assoziierter Infektionen und insbesondere durch die Bildung des Biofilms schwer zu therapieren. Für das Bacteriocin Lysostaphin, welches gezielt gegen Staphylococcus aureus wirksam ist, konnte die Eliminierung des schwer zu durchdringenden Biofilms nachgewiesen werden. Eigene Versuche bestätigten die antimikrobielle Effizienz von Lysostaphin im Implantat-assoziierten Maus-Modell. Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen von Lysostaphin-beschichteten Implantaten auf die durch MRSA-induzierte Osteitis im Großtiermodell (Mini-Pig) aufzuzeigen.
Methodik: Unter Anwendung unseres bereits publizierten, standardisierten Osteitis Mini-Pig-Modell wurde bei insgesamt 30 Aachener Mini-Pigs das Femur mittels winkelstabiler 5-Loch Titanplatte bei vorliegendem standardisierten Knochendefekt versorgt. Durch Inokulation eines Methicillin-resistentem Staphylococcus aureus (MRSA ATCC 33592) ließ sich bei 20 Tieren ein lokaler Knocheninfekt etablieren. Nach 14 Tagen wurde bei allen Tieren eine Lavage, ein Débridement und ein Plattenwechsel auf eine 7-Loch Titanplatte durchgeführt. 10 Tiere erhielten eine unbehandelte Platte, 10 Tiere eine Lysostaphin-Poly-(D,L-lactid) beschichtete Platte und weitere 10 Tiere dienten als Kontrollgruppe (ohne Infekt). Schließlich wurden die Mini-Pigs nach 84 Tagen erneut débridiert und lavagiert, gefolgt von einer Euthanasie. Die lokale Infektion wurde durch die Bestimmung der Colony forming units (CFU) in der Lavage quantifiziert. Die immunologische Antwort wurde mittels den Polymorphonuclear Leukocytes (PMNs) sowie Interleukinen (IL-6 und IL-17) bestimmt. Die Frakturheilung wurde sowohl radiologisch als auch histologisch beurteilt. Die Daten wurden mittels two-tailed t-Test und Mann-Whitney-U-Test analysiert.
Ergebnisse und Schlussfolgerung: Hinsichtlich der lokalen Infektion (CFU), als auch der immunologischen Antwort (IL-17) konnte ein signifikanter Unterschied zwischen infizierten Tieren mit normaler Platte und Tieren mit einer Lysostaphin-beschichteten Platte nachgewiesen werden. Die infektbedingte, überschießende Kallusbildung war bei den infizierten Tieren mit normaler Platte signifikant größer als bei den Tieren mit einer Lysostaphin-beschichten Platte.
Lysostaphin-beschichtete Platten hemmen die Osteitis in einem etablierten Infekt und stellen somit eine potenzielle Behandlungsoption bei Implantat-assoziierten Infektionen dar.
