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Fragestellung: Osteomyelitiden gehören zu den am meisten gefürchteten postoperativen Komplikationen mit einer Prävalenz von ca. 1-5% [1]. Die langwierige und invasive Behandlung, sowie das häufige Übergehen der akuten in die chronische Form (10-30%) unterstreicht die Bedeutsamkeit der Suche nach neuartigen Biomaterialien zur Prävention dieser. Ziel der Arbeit war es zum einen ein Organmodel für die Infektion humaner Knochenproben zu etablieren, zum anderen den Einfluss und die Wirksamkeit einer mit Hydrogelen und Clindamycin beladenen mikroporösen β-Tricalciumphosphatkeramik (β-TCP) auf infiziertes humanes Knochengewebe über einen definierten Zeitraum von 28 Tagen zu untersuchen.

Methodik: Die Keramiken wurden mit Hilfe eines gerichteten Vakuums in Durchflusskammern mit Hydrogelen beladen. Bei den Hydrogelen handelte es sich um Alginat & Alginat-Di-Aldehyd-Gelatine (ADA-Gel.), denen 50 mg/ml Clindamycin beigemischt wurde. Die verwendeten Knochenzylinder wurden aus humanen Tibiaplateaus gefräst und so präpariert, dass die Keramik mittig eingebracht werden konnte. Die Proben wurden in 5 Gruppen aufgeteilt - Alginat +/- Clindamycin, ADA-Gel. +/- Clindamycin & unbeladen. Bei der Infektion der Proben wurde zunächst eine 10-tägige "Vorbereitungsphase" durchlaufen, in der die Knochenproben sterilisiert wurden und im Anschluss die Wirkung des dafür verwendeten P/S neutralisiert werden sollte. Die Knochenproben wurden mit 102 KBE/ml S. aureus ATCC 29213 infiziert. Der Nachweis der Infektion erfolgte anhand einer Infektionskontrollprobe. Im Anschluss wurden die β-TCP Keramiken eingebracht. Die Kultivierung der Knochenzylinder erfolgte eingebettet in 7 ml Agarose mit Zugabe von 5 ml Medium. Durch 500 g Gewichte wurde durchgängig Druck auf die Proben ausgeübt. Die Keimzahl im Medium wurde zu definierten Zeiten (0, 7, 14, 21, 28 Tage) durch Verdünnungsreihen und Plattenausstrichen bestimmt. Nach 28 Tagen wurde die Knochenprobe soniziert, um die Keimzahl im Knochen zu bestimmen. Zusätzlich wurde eine 10-tägige Anreicherung zur Sterilitätskontrolle in Herz-Hirn-Bouillon durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Auf die beschriebene Methode konnte reproduzierbar eine Knocheninfektion im humanen Organmodel durchgeführt werden. Zusätzlich konnte über einen Zeitraum von 28 Tagen eine deutliche Reduktion der Keimzahl in den mit ADA-Gel. + Clindamycin und Alginat + Clindamycin behandelten Gruppen verzeichnet werden, während die Keimzahl in den Kontrollgruppen relativ konstant blieb. Der genaue Verlauf der durchschnittlichen Keimzahlen im Medium ist in Tabelle 1 [Tab. 1] aufgeführt. Die der Keimzahlen im Knochen in Tabelle 2 [Tab. 2].