Pyogén csontfertőzések célzott, lokális antibiotikus terápiájának lehetősége polymethylmetacrylat kapszulák közvetítésével

Pyogén csontfertőzések célzott, lokális antibiotikus terápiájának lehetősége polymethylmetacrylat kapszulák közvetítésével.

PhD értekezés

Dr. Börzsei László Zoltán Pécsi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar Balesetsebészeti és Kézsebészeti Klinika

Pécs 2005 Doktori iskola vezetője: Prof. Dr. Nagy Judit Programvezető: Prof. Dr. Rőth Erzsébet Témavezető: Prof. Dr. Nyárády József

Tartalomjegyzék 1.Bevezetés

4

1.1. Az osteomyelitisek osztályozása, incidenciája, etiológiája és patológiája 1.2. Hematogén osteomyelitis 1.3. Exogen purulens osteitis. Osteomyelitis közvetlen terjedés, vagy perifériás vascularis betegség következtében: klinikai tünetek, etiológia 1.4. Chronicus osteomyelitis 1.4.1. A chronicus osteomyelitis antibiotikum terápiája 1.4.2. Baktériumok antibiotikum rezisztenciája 1.4.3. Szisztémás terápia esetén válaszható antibiotikumok 1.4.4. Lokális antibiotikus terápia esetén válaszható antibiotikumok 1.5. A csontcement (polymethymetacrylat) története 1.5.1. A csontcement fizikai és kémiai jellemzői 1.5.2. A polimerizáció folyamata és a hőhatás 1.5.3. A csontcementhez való antibiotikum kötődés és kioldódás 1.6. Vizsgálataink célja

5 6

2. Anyagok és Módszerek

30

2.1. In vitro vizsgálatok 2.1.1. Az általunk tesztelt antibiotikumok jellemzése 2.1.2. Polymethylmetacrylat (PMMA) cementlapok készítése 2.1.3. Clindamycin penetrációjának vizsgálata PMMA falon keresztül 2.1.4. Antibiotikum kiáramlásának vizsgálata mikrobiológiai módszerrel 2.1.5. PMMA kapszulák gyártására alkalmas présgép tervezése, kivitelezése és különböző falvastagságú, de azonos méretű kapszulák készítése 2.1.6. Különböző antibiotikumok eliminációjának vizsgálata PMMA kapszulákból 2.1.7. PMMA-ból készült antibiotikum hordozó kapszulák és gyöngyök összehasonlító vizsgálata 2.1.7.1. Azonos térfogatú és falvastagságú kapszulák készítése és különböző antibiotikumokkal való töltése 2.1.7.2. Különböző antibiotikumokat tartalmazó gyöngyök készítése 2.1.8. Mini kapszulák készítése, és Tazocinnal való töltése 2.1.9. A Tazocin kiáramlásának vizsgálata 2.2. In vivo vizsgálatok 2.2.1. Kísérletes osteomyelitis létrehozása házinyúl tibia modellen 2.2.2. Sebészi debridement követő Tazocin tartalmú mini kapszulák elhelyezése a velőűrben 2.2.3. Mikrobiológiai vizsgáló módszerek 2.2.4. Radiológiai vizsgálatok 2.2.5. Histológiai vizsgálatok 2.3. Statisztikai módszer 2.4. Etikai elvek

30 30 32 33 34 35

3. Eredmények

47

3.1. In vitro vizsgálatok eredményei 3.1.1. A clindamycin penetrációja különböző falvastagságú PMMA lapokon keresztül 3.1.2. Különböző antibiotikumok kiáramlása különböző falvastagságú kapszulákból

47 47 48 2

8 9 10 11 13 22 23 24 25 26 28

36 37 37 37 38 39 39 39 40 41 42 44 46 46

3.1.3. Az azonos mennyiségű antibiotikumokat tartalmazó kapszulák és gyöngyök összehasonlító vizsgálatainak eredményei 3.1.4. A Tazocin kiáramlása PMMA kapszulákból 3.2. In vivo vizsgálatok eredményei 3.2.1. A kísérletes osteomyelitis létrehozását követő fizikális, radiológiai és mikrobiológiai vizsgálatok eredményei 3.2.2. A sebészi debridement és Tazocin tartalmú kapszula implantációt követő fizikális, mikrobiológiai és radiológiai vizsgálatok eredményei 3.2.3. Histológiai vizsgálatok eredményei

50 55 56 56 57 57

4. Megbeszélés

60

5. A tézis legfontosabb eredményei

72

6. Irodalomjegyzék

73

7. Publikációs lista

79

8. Köszönetnyilvánítás

88

9. Melléklet: Az értekezés alapjául szolgáló eredeti közlemények

88

i.

Bevezetés

3

A motorizáció elterjedésével gyakorivá váltak a nagyenergiájú sérülések és nőtt a számaránya a súlyos lágyszöveti, ízületi és csontsérüléseknek. A létrejövő szövetkárosodás elősegíti a baktériumok megtapadását, elszaporodását és invázióját. A fertőzések jelentős része a mikroorganizmusok sikeres multiplikációját jelenti a szervezetben. Fertőzés akkor alakul ki, ha egy baktérium képes elegendő számban megsokszorozni önmagát, mielőtt a szervezet eltávolítaná. Traumatológiai ellátások során gyakran találkozunk szeptikus folyamatokkal. A pyogen csontfertőzések manapság is nagy kihívást jelentenek az ellátó sebész számára. Napjainkban az exogén osteitis, osteomyelitisek száma szaporodik. A kórokozók részben a környező lágyrészek gennyes folyamataiból, részben sérülések, nyílt törések, csonton végzett műtéti beavatkozások során fertőzik meg a csontot. Zárt törések osteosynthesisei után 1 – 3%ban, nyílt törések után 8 – 10%-ban fordul elő osteomyelitis (Gaál, 2002). Exogén, purulens osteitis jöhet létre komplikált törés, lövés, szilánk sérülés okozta törés, osteosynthesisek, amputációk, csonttranszplantáció után. A fertőzés a csontra percontinuitatem terjed át, érinti a csontvelőt, a periosteumot, és a csont compact állományát is. A devitalizált csontdarabokból, szabad szilánkokból kialakult necroticus részek jó táptalajt biztosítanak a kórokozók számára. A gyulladást elősegíti a fémanyagok jelenléte is. Vizsgálatok szerint fém implantátum esetén 105, implantátum nélkül 107 csíraszámú baktérium jelenléte szükséges a gyulladás kialakulásához (Renner, 2003). A chronicus osteomyelitisek kezelésében meghatározó az ép szövetig hatoló, kiterjesztett sebészi debridement és a hosszantartó, célzott parenterális antibiotikus terápia mellett, a lokális baktericid szintet biztosító antibiotikumot tartalmazó implantátum is. Dolgozatomban bemutatom a munkacsoportunk által kifejlesztett lokális védekezés új módszerét. Ismertetem in vitro és in vivo végzett kísérleteinket, melyek során

különböző

antibiotikumok

kiáramlását

vizsgáltuk

általunk

gyártott

polymethylmetacrylat-kapszulák (PMMA) falán keresztül. Vizsgálatainkat a Pécsi Tudományegyetem Mikrobiológia és Immunitástani Intézete és a Patológiai Intézet hathatós segítségével végeztük.

4

1.1. Az osteomyelitisek osztályozása, incidenciája, etiológiája és patológiája Az osteomyelitis (csontvelőgyulladás) a csont fertőzése. Általában pyogen baktériumok, vagy mycobacteriumok okozzák, bár a gombák és vírusok is okozhatnak osteomyelitist, különösen immunsupprimált betegekben. A betegség vagy acut, vagy chronicus (subacut) fertőzés formájában jelentkezik. Az acut betegséget láz és csontfájdalom jellemzi, és általában közvetlenül egy bacteriaemiás epizód után alakul ki. A chronicus forma típusosan fájdalmatlan, gyakran subclinicus lefolyású, a nyugalmi periódusokat visszatérő fellángolások szakítják meg, melyek során a fertőzött csontterület terméke osteocutan fistulákon keresztül spontán ürül. A chronicus osteomyelitis az acut formától elkülöníthető a foltos csontnecrosisok jelenléte, vagy a csont kisebb darabjainak elhalása (sequester) alapján. Patogenetikailag az ostemyelitis három fő típusa különíthető el (Stefanics, Kocsis, 1982): 1) hematogén osteomyelitis: A hematogén csontvelőgyulladásban a helyi folyamat bacteraemia útján jön létre. Az antibiotikumok bevezetése előtt főként a gyermekkor betegsége volt. 2) Exogén pulurens osteitis. Osteomyelitis a fertőzés közvetlen terjedése következtében (per continuitatem) alakul ki A betegség ezen típusában az infekció a szomszédos lágyrészek felől terjed a csontra. A környező lágyrészekből a csontra terjedő pyogen kórokozók a periosteum gyulladását hozzák létre a corticális megvastagodásával. Később kialakulhat a corticális necrosis és sequester képződés, majd sipolyjárat marad vissza. Ide tartozik a csontvelőgyulladások 50%-a. 3) Osteomyelitis perifériás, vascularis (artériás) betegség következtében: Ebben az esetben a fertőzés trophicus fekély felől terjed a csontba. A csontvelőgyulladásnak ez a formája a láb apró csontjait érinti, és szinte kizárólag olyan betegekben fordul elő, akik súlyos diabéteszes neuropátiában szenvednek. A fertőzésekben szereplő baktérium az esetek több mint felében a Staphylococcus aureus, ez gyakran társul Gram-negatív mikrobákkal, illetve különböző Streptococcustörzsekkel. A Gram-negatív kórokozók közül a Pseudomonas, Proteus, Escherichia coli és Klebsiella speciesek a leggyakoribbak (Renner, 2003). Az anaerob baktériumok az

5

osteomyelitisek 1 –2%-ában találhatók meg. A fertőzés itt is a szomszédos lágyszövetek felől terjed a csontra (Nakata et al, 1984; Brook, 1986). Az anaerobok etiológiai tényezőként szerepelhetnek a következő esetekben: 1) emberi harapás miatt keletkező kézfertőzésekből kiinduló osteomyelitis, 2) intraabdominális tályog következtében létrejövő medencecsont myelitis, 3) decubitus szövődményeként keletkező sacralis csontvelőgyulladás kialakulásában (Raff et al, 1978). A fertőzések kialakulásában fontos szerepe van a fertőzést okozó baktériumok virulenciájának, valamint a gazdaszervezet (sérült) általános állapotának. Bizonyos állapotok elősegítik a fertőzés kialakulását, pl. diabetes mellitus, artherioclerosis, angiopathiak, immunsupressiv kezelés, hosszantartó steroid terápia, pyoderma, alkoholizmus, immundeficiens állapotok.

1.2. Hematogén osteomyelitis Az

akut

hematogén

osteomyelitis

általában

5-15

év

körüli,

fiúgyermekek

megbetegedése. A növekedési kor befejeztéig gyakrabban előforduló betegség volt, mely napjainkban az antibiotikumok használatának elterjedésével sokat vesztett jelentőségéből. Megfelelő antibiotikum kezeléssel a kórokozók vérpályába kerülése és így a hematogén terjedési út megakadályozható. Az esetek döntő többségében a kórokozó (kb. 90 %) Staphylococcus aureus, kis részben Streptococcus pyogenes, Escherichia coli, Proteus, Pseudomonas, Pneumococcus (Stefanics, Kocsis, 1982). A szervezet különböző helyein zajló gennyes folyamatokból származó baktériumok a vérpályába jutva, leggyakrabban az alsó végtag csontok metaphysisében telepszenek meg. A kórokozók kifejezett virulenciája mellett elősegítő tényező, hogy a metaphysis területén és az epiphysis vonalban a leggazdagabb az érhálózat és itt az artéria nutritia végágai vénás sinusokba mennek át. A lelassult keringés kedvez a septicus embólusok megtapadásának. Ezeken a helyeken sok az osztódó sejt, melyek a fertőzéssel szemben érzékenyek. Az artéria nutricián a kisereken a metaphysisbe jutó baktérium embólus a csontvelő erek thrombosisát, a keringési zavar és a toxinok hatására a csontszövet necrosisát okozza. Kezdetben körülirt, rendszerint többszörös gennyes beolvadás látható, majd a diaphysisre terjedés következtében velőűr phlegmone alakul ki. A Havers-csatornák erein át a genny eléri a csonthártyát és azt felemelve subperiosteális

6

tályog keletkezik. A folyamat tovaterjedve a lágyrészekbe tör, és lágyrésztályogok, külső sipolyok alakulnak ki. A csontvelő folyamat az izület felé is terjedhet. A csonthártya pusztulásával a csontvelői gennyedés következtében a vérellátási zavar és a toxinok hatására a csont elpusztul. Az elhalt fertőzött csont a sequester. Kisebb sequester felszívódhat vagy a képződött sipolyon keresztül a külvilág felé kiürülhet. A csontpusztulással egyidőben a periosteum felől az elhalt csontrészek körül elhatároló gyulladás indul meg, melynek következtében az épen maradt csontrészekről lassan leváló sequester körül periosteális csontláda alakul ki, mely az elhalt csontrészt körülveszi. A subperiosteális abscessus kitörése, a csontelhalás, a csontláda kialakulása már az akut szak befejeztét jelzi, a folyamat chronicus szakaszba megy át. Amíg általános septicus tünetek és a lokális gyulladásos jelek vannak, a folyamat akutnak tekintendő. A csont átépülési és a reparatív folyamatok általános tünetekkel nem kísért időszaka már a chronicus folyamatot jelzi, melynek tünetei végtag, vagy nagy ízületi fájdalmak, étvágytalanság és általános gyengeség. Hidegrázás, magas láz, tachycardia, tachypnoe, senzorium jelek lehetnek az első aggasztó tünetek. A megbetegedett végtag kényszertartásban

áll,

lüktető

fájdalom a gyulladásos

terület

magasságában.

Lágyrészduzzanat a góc magasságában. Subperiosteális abcessus képződésekor égő fájdalom, körülirt fájdalmasság, a lágyrészek felé történő áttörés előtt bőrpír, duzzanat, esetleg fluktuáció észlelhető. A diagnózist a fizikális vizsgálat mellet,a korai radiológiai jelek,a lágyrész duzzanat ,a szöveti határok elmosódása és a csont periarticularis

demineralizációja mutatja.Az

MRI,a CT,és az izotóp vizsgálatok sensitivitása meghaladja a hagyományos röntgenét.Az MR-t tartják a legérzékenyebbnek, különösen hasznos a lágyszövetet érintő folyamat kiterjedésének megállapításában. A sequester detektálását kivéve a CT ritkán javasolt osteomyelitisben. A csontscintigráfia osteomyelitis gyanúja esetén a lokalizáció pontosításában nyujthat segítséget ,de nem tud különbséget tenni infectió,törés vagy tumor közt.A laboratóriumi leletek nem karkterisztikusak a betegség kezdet szakában.Afehérvérsejtszám nem feltétlenül emelkedett,de a vvt sülyedés gyakran gyorsult, a CRP magasabb és vagy emelkedik.A diagnózist egyértelművé teheti a mikrobiológiai vizsgálat mellett a csontokból sebészi vagy tűbiopsziával nyert minta szövettani feldolgozása. Az akut hematogén osteomyelitist el kell különíteni a suppuratív artritistől, a reumás láztól és a cellulitistől.A subacut megjelenésű formákat a csonttuberkolózistól, a gombás fertőzésektől, valamint a Ewing sarcomától és a csontmetastázisoktól. 7

Kezelés: Idejekorán felismert esetben az azonnal elkezdett antibiotikum kezelés döntő jelentőségű, a megbetegedett testrész egyidejű nyugalomba helyezésével. Széles spektrumú, korai, megfelelő ideig és adagban adott kombinált antibiotikum kezeléssel megakadályozhatjuk a csontelváltozások kifejlődését. Sebészeti beavatkozás is szükségessé válhat, pl. subperiosteális abcessusnál a gennygyülem lebocsátása incisio útján, csontphlegmone esetén a dekompresszió, a corticalis felfúrása vezethet eredményre. Ezt követi szívó- öblítő drainage, vagy lokális antibiotikus terápia, pl. Gentamicin golyólánc a végtag egyidejű rögzítésével.

1.3. Exogén purulens osteitis. Osteomyelitis közvetlen terjedés, vagy perifériás vascularis betegség következtében: klinikai tünetek, etiológia, kezelés Napjainkban az exogén purulens osteitisek és ebből kialakult osteomyelitis egyre gyakoribbá válik. A környező lágyrészekből a csontra terjedő pyogen kórokozók a periosteum gyulladását hozzák létre a corticalis megvastagodásával. A periosteum és a corticalis között kialakuló gennygyülem, a subperiosteális tályog elemeli a csonthártyát és így a csont táplálása zavart szenved. A következmény a corticalis necrosis és a következményes sequester képződés. A lágyrész folyamat gyorsabb gyógyulása következtében rendszerint sipoly járat marad vissza, mely az elhalt corticalis részhez vezet, és újabb és újabb recidívák jöhetnek létre. A Havers-féle csatornákon keresztül a folyamat a csontvelőűrbe is beterjedhet. Exogén purulens osteitis jöhet létre nyílt törések, lövés, osteosynthesisek, amputációk, csont transzplantációk következtében. A devitalizált csontdarabokból, necroticus szövetrészekből kiváló táptalaj képződik a kórokozók számára. A kórokozó itt is gyakran Staphylococcus, de egyre gyakoribb a kevert fertőzés (Streptococcus, Enterococcus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Proteus). Septicus csontszövődményekkel számolhatunk olyan műtétek után, ahol az osteosynthesis nem kielégítő, necroticus vagy necrotisaló csontrészek maradtak vissza (Stefanics, Kocsis, 1982). Tünetek: az exogén osteitisre a kísérő lágyrész folyamat renyhe gyógyhajlama, sipolyképződés, lázkiugrás, septicus lázmenet hívhatja fel a figyelmet. A góc körül

8

kifejezett gyulladásos jelek, jelentős oedema, kísérő thrombophlebitis jöhet létre. Radiológiai vizsgálat során corticalis megvastagodást, periostealis csont újraképződést találunk, későbbiekben csontsequester is kimutatható, mely sipoly-járatokkal függhet össze. MRI felvételeken az exogén osteomyelits képe olyan mint az akut hematogén osteomyelitisé,de a laesiók kívüről irregulárisak ami az endosteum és periosteum érintetsége,és a sebészi beavatkozások következménye. Kezelés: elsősorban sebészi. A műtéti megoldások közös jellemzője és feladata az osteomyelitises góc eltávolítása, sequestrotomia, a gennyes sarjszövet, csonttörmelék kikaparása, a zavaró lágyrészhegek, sipoly-járatok kimetszése, a csonthiányok pótlása, az osteosynthesis, illetve a különféle kiegészítő plasztikai beavatkozások elvégzése. Ezen kívül hosszan tartó parenteralis és célzott lokális antibiosis.

1.4. Chronicus osteomyelitis A csontvelő idült, rendszerint évekig, évtizedekig tartó spontán gyógyulási hajlamot nem mutató, sokszor többszörös sebészi beavatkozást igénylő, sipolyképződésre hajlamos,

gennyes

gyulladása

a

chronicus

osteomyelitis.

Legtöbbször

csontdestrukctióval járó heveny osteomyelitisből alakul ki. A chronicus osteomyelitis során sarjszövetképződés, csontlebontási és újraképződési folyamatok játszódnak le a csont állományában. A lebontó folyamatok túlsúlya esetén a szivacsos csontállomány gerendái elpusztulnak. A csont helyén egy vagy több, gennyel kitöltött üreg marad, melyben kisebb-nagyobb sequesterek találhatók. Az újraképződési folyamat eredményeként a csontgerendácskák és a tömör csontállomány megvastagszik, a Havers- és Volkmann-csatornák beszűkülnek, végül osteoscleroticus eburnisatio bontakozik ki. A chronicus recidiváló osteomyelitis akut klinikai tünetekkel járó, gennyes, gyulladások, fellobbanások jellemzik, ezek során gyakran új sipolyok képződnek (Stefanics, Kocsis, 1982). Tünetek: Hosszan tartó sipolyozás és váladékozás jellemzi, a genny általában világos, hígan folyó. A betegség góca felett nyomásérzékenység, gyulladásos jelek, a sipolyok környékén chronicus bőrelváltozások, hegek észlelhetők. Általános tünetek rendszerint csak heveny fellobbanás idején vannak, egyébként hőemelkedés fordul ritkán elő.

9

Növekedési zavar, kóros deformitás, pathológiás törés előfordulhat. A hosszan tartó gennyedéses folyamat miatt előfordulhat amyloidosis vagy chronicus ekzéma. Ritkán a sipoly-járat malignus elfajulása is létrejöhet. Diagnózis: Klinikai és radiológiai leletek alapján nem nehéz. Morphológiai elváltozások a fent említettek, radiológiai vizsgálatoknál granuloma, csonttályog, sequester, involucrum, (csontláda), paraossealis lágyrész tályog, sipoly-járat mutatható ki. A regeneráció következtében hyperostosis, osteosclerosis, az átépülés során csontatrophia és deformitások észlelhetők. Olykor láthatók az izületek és környező szervek destrukciói. A chronicus osteomyelitis akut extracervációjának kimutatása mindig bonyolult az első hat hónapban a trauma vagy a sebészeti beavatkozás után, és ez így is marad kb. a 12. hónapig. Ebben a relatív korai fázisban az ödéma és a folyadék akkumulációja magas jelintenzitású. Kezelése megegyezik a fent leírtakkal. Az idült csontvelőgyulladás sipollyal és sequesterrel járó formáinak gyógyulása még szövődménymentes esetekben is elhúzódó és bizonytalan. Ez vonatkozik a traumás exogén osteitisre is. A gennyes folyamat a gyógyítása mellett a törés konszolidációja is megoldandó feladat. A helyi és általános tünetek, a laboratóriumi leletek és röntgen kép negatívvá válása, valamint mindezek együttes értékelése után beszélhetünk végleges gyógyulásról, mely sokszor éveket is igénybe vehet.

1.4.1 A chronicus osteomyelitis antibiotikum terápiája Az osteomyelitis gyógyulásához az adequát sebészi terápiával együtt alkalmas antibiotikum terápia is szükséges. Az alkalmas antibiotikumok kiválasztása bonyolult tényezők összessége, mely magába foglalja az infekció típusát, az infekciót okozó organizmust, az érzékenységet, a gazda tényezőket és az antibiotikum karakterét. A kezdő antibiotikum kiválasztásának alapja, hogy melyik baktérium gyanúsítható a fertőzés okozójaként. Később mikor az infekciót okozó organizmus izolálásra került és ismert az érzékenysége, az empíria alapján kiválasztott kezdő antibiotikum megváltoztatható.

10

1.4.2 Baktériumok antibiotikum rezisztenciája β–lactamase kiválasztás elsődlegesen a plasmidok által befolyásolt. Ez az enzim felelős a Staphylococcus penicillin rezisztencia kialakulásának 90%-áért. A penicillinek közül a penicillinase

resistens félszintetikus penicillinek váltak a Staphylococcus ellenes

gyógyszerek anyagaivá, mert ezek a Staphylococcus aureus β–lactamasee jelenlétében is stabilak. Az instrinsic rezisztencia kromoszómálisan vezérelt és heterogén. A rezisztencia ezen típusa egy adott Staphylococcus aureus oltóanyagának csak kis százalékát jelenti. A methicillin resistens Staphylococcuus aureus (MRSA) és Staphylococcus epidermidis jelentős példái az intrinsic resistenciának. Ezek a törzsek resistensek a félszintetikus penicillinekkel és a cefalosporinokkal szemben is. Az intrinsic rezisztencia alcsoportjainak

kifejlődését

fokozhatja

a

különböző

tenyésztési

körülmények

megváltoztatása, pl. magas só koncentráció, agar táptalaj használata és 30 ˚C fokon történő inkubáció (Sabath, 1977). MRSA-t és methicillin resistens Staphylococcus epidermidist izoláltak már különböző kórházakban és nővérszállásokon (Sheftel et al, 1983). A chronicus osteomyelitis vagy infekt ízületek hatásos kezelése 4-6 hét vagy több (Archer, 1978; Bushby, 1977; Hodgkin, 1975; Kirby et al, 1973; LeFrock et al, 1975). Ez a hosszadalmas antibiotikum terápia még bonyolultabbá válik, ha a beteg MRSAval, vancomycin resistens Enterococcussal (VRE) vagy más multiresistens baktérium törzzsel fertőződik. Néhány MRSA törzs resistens minden forgalomba lévő antibiotikum ellen, kivéve a vancomycint, ezért az ilyen fertőzésekben potenciálisan vancomycint

kell

alkalmazni

a

klinikai

mellékhatások

figyelembevételével.

Laboratóriumokban kimutatták, hogy ha az Enterococcus faecalisban talált vancomycin rezisztencia géneket Staphylococcus aureusba transzferálják konjugációval, akkor magas szintű vancomycin rezisztencia jön létre. Japánban, Oregonban és New Jerseyben már találtak olyan Staphylococcus törzseket, melyek vancomycin rezisztenciával rendelkeztek, emiatt a vancomycin az MRSA-törzsekkel szemben hatástalanná válhat. Az újabban törzskönyvezett Linezolid újabb lehetőség az MRSA- törzsek okozta fertőzések kezelésében.

11

Szenzitivitás vizsgálat (MIC, MBC) Amikor egy mikroorganizmust izolálunk, különböző antibiotikumokkal szembeni érzékenységét határozzuk meg különböző módszerekkel. A korong diffúziós módszer a legelterjedtebb az érzékenység meghatározásában. Az eljárás azon alapul, hogy a beoltott szilárd táptalaj felszínére az antibiotikum meghatározott koncentrációjával átitatott szűrőpapír korongokat helyezünk el. Miközben a mikroorganizmus szaporodásnak indul, az antibiotikum a diffúzió törvényei szerint a korongok környezetében koncentráció grádienst képezve eloszlik. Ahol az antibiotikum kellő koncentrációban van jelen, meggátolja a baktérium növekedését, azaz a korong körül gátlási gyűrű alakul ki. A mikroorganizmus érzékenyégét a gátlási zóna mérete alapján ítéljük meg, a zónák méretéből indirekt módon következtethetünk a minimális gátló koncentráció értékre (MIC, μg/ml-ben kifejezett legkisebb koncentráció, mely gátolja a kérdéses baktérium szaporodását). A MIC érték meghatározása az E-teszt segítségével történik. Ez a módszer olyan műanyag csíkokat használ, amelyre az antibiotikumot meghatározott koncentráció grádiensnek megfelelő mennyiségben vitték fel. Az inkubációs idő után a leoltott lemezen a csík környezetében ellipszis alakú gátlási zóna alakul ki. Az ellipszis és a csík metszéspontjához rendelhető koncentráció felel meg a MIC értéknek. Esetenként a minimális baktericid koncentráció (MBC) meghatározása is szükséges. Ezt leves higításos módszerrel és az azt követő kioltással határozzák meg. A különböző hígítású antibiotikum jelenlétében végzett tenyésztést követően minden mintából leoltást végeznek antibiotikum mentes lemezre. Az MBC abban a tenyészetben volt, ahol azt élő csíra számában 99,9 %-os csökkenés történt a kontrollhoz viszonyítva (Ádám, 2001). Schlister és MacLean (1947) írták le először a baktericid és bakteriosztatikus szintek közti különbséget. Az antibiotikum dózis beadása után a betegtől vett szérum mintából vizsgálták a szérumszint változást. Ezt a módszert használva meghatározható a szükséges antibiotikus dózis, mely a szérumban gátló és baktericid szintet eredményez. Az osteomyelitises betegeknél a szérum baktericid koncentrációt használják, hogy igazolják a kezelés sikerességének valószínűségét. Tipikus osteomyelitises beteg esetében a gyógyulást jobban befolyásolja az adekvát sebészi debridement, mint az adekvát szérum szint. A szisztémás antibiotikum adás kiegészíti, de nem teszi feleslegessé az adekvát lokális antibiotikus terápiát.

12

1.4.3 Szisztémás terápia esetén választható antibiotikumok Antibiotikumok jellemzése Az osteomyelitis kezelésénél a speciális antibiotikum kiválasztásakor figyelembe kell venni az infekció típusát, az adott kórházi törzsek antibiotikum érzékenységét és rezisztencia mintázatát, valamint a lehetséges mellékhatások kockázatát. Egyik antibiotikumtól, vagy antibiotikum kombinációtól sem várható, hogy minden klinikai esetben hatásos legyen. Azok a faktorok, melyek csökkentik az antibiotikum hatását, a pH, a gennytermelés és a csökkent véráramlás. Kimutatták, hogy az aminoglikozidok, mint a gentamicin, tobramincin, amikacin és netilmicin kevésbe aktívak anaerob, savas és hiperkapnikus körülmények között. Annak ellenére, hogy ezen anyagok bejutnak a fertőzött szövetbe, az ott lévő körülmények olyan környezetet teremtenek, melyek csökkentik az antibiotikum hatásosságát (Reller et al, 1977; Verklin et al, 1977). Ezen kívül a bakteriális faktorok is befolyásolják a kezelést. Osteomyelitis esetén általában Staphylococcus aureus fertőzés lép fel, melynél több fontos rezisztencia lehetőség van: intrinsic rezisztencia, β-lactamase termelés és a penicillinkötő fehérjék mutációja.

Hatásos terápia Az osteomyelitist hagyományosan 4-6 hétig kezelik parenterálisan, célzottan adott antibiotikumokkal. A kellően nem dokumentált esetek miatt néhány szerző a 6-8 hétig tartó parenterális terápiát javasolja, amit három hónapos, vagy tovább tartó orális terápia követ. Mivel manapság gyorsan antibiotikum rezisztencia alakulhat ki, megfontolandó az ilyen hosszú antibiotikus terápia. Nincs bizonyíték arra, hogy a meghosszabbított antibiotikum adásakor az antibiotikum bejutna a necrotikus csontszövetbe. Sebészi debridement szükséges ahhoz, hogy az orvos megbizonyosodjon arról, hogy élő, vascularizált csontot kezel. A debridementet követően 4-6 hét szükséges a revascularizációs szövet kialakulásához (Waldvogel et al, 1970). A beteg kezelési hibáit általában a nem kielégítő sebészi debridement okozza, nem az elégtelen antibiotikum kezelés. Ismételt kiújulás /relapsus / esetén újabb sebészi kitakarítás szükséges. Ez a kezelési módszer azon alapul, hogyha a 4-6 hétig tartó antibiotikus kezelés nem 13

gyógyítja meg a betegséget, akkor a hosszabb kezelési idő sem valószínű, hogy eredményt hoz anélkül, hogy a devitalizált csontot eltávolítanánk (Waldvogel et al, 1970).

Antibiotikus kezelési modell Parenterális kezelés összevetve orális kezeléssel bonyolult probléma, mind a beteg, mind a kezelőorvos számára. A fertőzés fellángolása elleni harc szakirányú odafigyelést igényel. A sebészi beavatkozás fájdalommal jár és a hosszú antibiotikus terápia, a beadás körüli problémák és az estlegesen előforduló toxicitás mind nehezíthetik a gyógyulást. Az osteomyelitis kezelésének végső célja a fertőzés eradikációja és a kiújulás megakadályozása. Az utolsó sebészi debridementet követően a négy–hat hétig tartó célzott parenterális antibiotikum adás a legáltalánosabban elfogadott antibiotikus terápia hosszideje. Régebben a betegek a teljes antibiotikus terápia ideje alatt kórházban voltak. Ma már a centrális és perifériás katéterek elterjedt használata lehetővé teszi a parenterális antibiotikum kezelést kórházon kívül is. A terápia még így is drága a beteg és az egészségügy számára is. Szinte nincs különbség a parenterális, vagy orális antibiotikum adás hatékonysága közt mindaddig, míg mindkét kezelési mód megfelelő szérum és csontkoncentrációt biztosít. Az orális antibiotikus terápiát elsősorban gyermekkori osteomyelitisek kezelésében használják. Ajánlatos azonban, hogy a beteget legalább egy-két hetes parenterális terápiában részesítsék mielőtt az orális antibiotikus terápiára átállnak (Bryson et al, 1979; Jackson et al, 1982; Kolyvas et al, 1980; Tezloff et al, 1978).

Választható antibiotikumok osteomyelitis esetén PENICILLINEK A penicillinek gyakran használatosak az osteomyelitis kezelésében. Általános csoportokba oszthatók az antibakteriális aktivitásuk alapján. Átfedés van a csoportok között, de a különbségek egy csoporton belül általában farmakológiai természetűek, bár az is előfordul, hogy a csoport egy tagja hatékonyabb, mint a többi.

14

A traumatológia számára érdekes főbb penicillin csoportok: I. Természetes penicillinek II. Penicillinase resistens penicillinek /félszintetikus penicillinek/ III. Amino penicillinek IV. Antipseudomonas penicillinek V. Széles spektrumú penicillinek I. Penicillin G –természetes penicillin. Plazma féléletideje 30-60 perc közt van. Kombinálható prokainnal vagy benzathinnel növelvén a hatékonyságot. Terápiás hatása van Streptococcus pyogenes és Streptococcus agalactiae fertőzések estén. Használatos az anaerob törzsekre is kivéve a Bacteroides fragilis csoportot. Clostridium perfringens fertőzéseknél is jól alkalmazható. A Streptococcus pneumoniae egyre inkább resistens a penicillinre. II. Parenterálisan adható penicillinase resistens penicillinek közé tartozik a methicillin, nafcillin és az isoxazolyl penicillinek (isoxazolyl vázas). Ez utóbbiak csoportjába tartoznak a cloxacillin, dicloxacillin, flucoxacillin és az oxacillin. Ezek a gyógyszerek resistensek a staphylococcusok β–lactamasee enzimjére, és akkor használatosak még, ha methicillin érzékeny Staphylococcus aureus fertőzés áll fenn, vagy azt feltételezik. Ezen félszintetikus penicillinek hatásosak Streptococcus pyogenes és Streptococcus pneumoniae ellen is, de nem hatnak az Enterococcus fajokra és a Gram-negatív baktériumokra. A leghatékonyabb ezek közül a nafcillin és az oxacillin. Adásuk során mellékhatásként kialakulhat interstitiális nephritis, leukopenia és reverzibilis máj dysfunctio (Yow et al, 1976). A cloxacillin és a dicloxacillin orálisan adható félszintetikus penicillinek. III. A fő aminopenicillinek közé tartoznak az ampicillin és az amoxicillin, melyek orálisan és parenterálisan is adhatók. Antibakteriális hatásmechanizmusuk hasonlít egymásra, mindemellett nem β–lactamase stabilak (β-lactamase bontja). Kevésbé aktívak, mint a penicillin–G a Streptococcus pyogenes és a Streptococcus agalactiae ellen. Ezen antibiotikumokat főként Enterococcus törzsek (Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium) fertőzéseiben használják (Neu, 1975). Eredményes még Gramnegatív pálcák, mint Escherichia coli és Proteus mirabilis fertőzésekben. IV. Antipseudomonas penicillin a ticarcillin. β-lactám gyűrűvel rendelkezik, ezért érzékeny a Gram-negatív és Gram-pozitív baktériumok β-lactamase enzimjére. A ticarcillin hatása a Gram-negatív fajokra hasonló, mint az ampicillin, de hatásosabb, 15

mint az ampicillin a Pseudomonas, az Enterobacter, a Serratia fajok és a Bacteroides fragilis fajok bizonyos pálcáira. A ticarcillin kevésbé hat a Klebsiella speciesekre. Alkalmazása során Na felhalmozódás és thrombocyta dysfunctio miatt vérzés alakulhat ki. V. A széles spektrumú penicillinek közé tartoznak a mezlocillin és a piperacillin. Antibakteriális spektruma hasonló a ticarcillinéhoz. In vitro hatásosak Enterococcus és Staphylococcus speciesek ellen és a Klebsiella fajok legtöbbjét gátolják. Hatásosabbak, mint a ticarcillin a Haemophilus influenzae és a Bacteroides fragilis törzsekkel szemben. Szinergista hatásuk van az aminoglykosidokkal a Pseudomonas aeruginosa és a legtöbb Enterobacteriaceae ellen. Mellékhatásai azonosak a ticarcillinével, de annál mérsékeltebbek.

β–LACTAMASE GÁTLÓK A clavulánsav, a sulbactam és a tazobactam erősen gátolják a Gram-negatív és Grampozitív baktériumok által termelt β–lactamase-t (Neu, 1978). A Gram-pozitív baktériumok β –lactamase enzimje egy exoenzim. A fenti antibiotikumok gátolják a β– lactamase-t számos klinikailag fontos Gram-pozitív baktérium esetén beleértve a Staphylococcus aureust és Staphylococcus epidermidist (Reading et al, 1979). A Gram-negatív és a legtöbb anaerob β–lactamase-ja a periplasmikus térben található és gén vagy plasmid által vezérelt. Mindhárom gátolja a legtöbb Gram-negatív β– lactamase-át beleértve a legtöbb Escherichia coli, Klebsiella és Bacteroides specieseket. Manapság a clavulánsavat amoxicillinnel (Augmentin®, SmithKline Beecham, USA) vagy ticarcillinnel (Timentin®, SmithKline Beecham USA) kombinálják. A sulbactam ampicillin kombináció (Unasyn®, Pfizer Inc, USA), valamint Tazobactam és piperacillin kombináció (Tazocin®, Wyeth-Ayerst labor, Philadelphia) is széles körben használatos.

16

CEFALOSPORINOK Cefalosporinok I-II-III-IV. generációs csoportra oszthatók. I. generációs cefalosporinokhoz tartoznak: cefalothin, cefapirin, cefradine és cefazolin. Ezek hatásosak Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis és Streptococcus fajok ellen. Bár kevésbé hatnak Gram-negatív baktériumokra, aktívak Escherichia coli, Klebsiella törzsek és Proteus mirabilis ellen. Biztonságos antibiotikumok, de okozhatnak allergiás reakciókat, pl. bőrpír, phlebitis, diarrhea. A cefazolin széles körben használt első generációs cefalosporin az ortopéd és baleseti sebészetben, beleértve az osteomyelitist is. A Staphylococcus aureus által termelt β-lactamasee nagy mennyisége (l09 baktérium/g szövet) inaktiválja a cefazolint. Osteomyelitisben azonban csak 105, vagy ennél kevesebb baktérium van jelen 1 g csontszövetben, ezért hatásosan alkalmazzák. A cefazolin hosszabb felezési idejű és magasabb szérum koncentrációt ér el, mint más első generációs cefalosporin (Fong et al, 1976). II. generációs cefalosporinok: sok létezik belőlük, de a legjelentősebbek: cefamandol, cefoxitin, cefotetan, cefuroxime, ceforanide és cefonicid. Hatásosabbak a Gram-negatív baktériumokkal szemben, mint az első generációs cefalosporinok. Az aneorobokkal szemben - különösen a Bacteroides fragilis csoport – a cefoxitin és a cefotetán hatékonyabb, mint a többi első, vagy második generációs cefalosporin (Kass et al, 1979). III. generációs cefalosporinok: cefotaxime, ceftriaxone, ceftizoxime, cefoperazone és ceftazidime. Kevésbé hatékonyak a Gram-pozitív baktériumokkal szemben, mint az első generációs

cefalosporinok,

de

hatékonyabbak

az

Enterobacteriaceaek

ellen

(Thornsberry, 1985). A cefotaxime, ceftriaxone és a ceftizoxime hasonló antibakteriális aktivitással rendelkeznek (Magyar et al, 1993; Paál et al, 1993; Hernádi et al, 1993). Különösen nagy a β-lactamase rezisztenciájuk. Jól hatnak a Gram-negatív speciesekre is, kivéve a Pseudomonas aeruginosa. Plazma felezési idejük: 70 perc, 100 perc és 480 perc. A ceftazidime hasonló hatású, mint az előző három, de a Pseudomonas ellen is hatékony (Neu, 1982). Súlyos Pseudomonas aeruginosa fertőzések esetén a ceftazidime használható aminoglycoside, vagy quinolonsavakkal együttesen alkalmazva (Scully et al, 1984). Használatuk különösen Klebsiella törzsekben esetenként egy széles spektrumú β-lactamase (ESBL) termelését indukáják, ezzel megakadályozzák a sikeres terápiát. Carbapenem adásával kezelhetők ezek az esetek. 17

IV. generációs cefalosporinokat a cefepime képviseli. Nagy a hatékonysága az aerob Gram-pozitívokkal szemben, beleértve a methicillin-érzékeny Staphylococcus aureust és a Gram-negatívakkal szemben, beleértve Pseudomonas aeruginosat. In vitro vizsgálatok azt mutatják, hogy a multirezisztens Enterobacter törzsekkel szemben fokozott aktivitású a cefepime. Hasonlóan a többi cefalosporinokhoz, a cefepime sem hat az Enterococcus fajokra.

MÁS β-LACTAM ANTIBIOTIKUMOK Az aztreonam

-

Enterobacteriaceae

monociklikus és

β-lactam

Pseudomonas

antibiotikum

aeruginosa

mely

fajokra.

hat

a legtöbb

Nincs

észlelhető

antibacteriális hatása az aerob Gram-pozitív vagy anaerob baktériumokkal szemben. Parenterálisan kell adni. Az imipenem – ugyancsak β-lactam antibiotikum. Biokémiailag a carbapenemek közé tartozik. Az imipenem különösen hatékony in vitro az aerob Gram-pozitívokkal szemben beleértve a Staphylococcus aureust, Staphylococcus epidermidist, a Streptococcus és Enterococcus specieseket is. Kiválóan hat a Gram-negatívakra, beleértve az Enterobacter fajokat és a Pseudomonas aureginosat is. Gátolja a legtöbb anaerob fajt is, beleértve a Bacteroides fragilis csoportot is (Neu et al, 1982). Mellékhatása lehet: központi idegrendszeri görcsös roham. A kezelés alatt kifejlődhet Pseudomonas aeruginosa rezisztencia és gombás felülfertőződés is.

VANCOMYCIN Glycopeptid, tehát nem β-lactam vázas vegyület. Igen hatékony Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis és Enterococcus fajokkal szemben. Ez a szer választandó azon betegek esetében, akik cefalosporinra és penicillinre érzékenyek (Geraci et al, 1983). Ez a szer választandó MRSA (Sorell et al, 1982) és methicillin resistens Staphylococcus epidermidis (David et al, 1996) esetén is. Szövődményként felléphet nephro- és ototoxicitás, különösen aminoglycosidokkal együtt adva.

18

CLINDAMYCIN Egyik legaktívabb antibiotikum a klinikailag fontos anaerob baktériumokkal szemben, különösen a Bacteroides fragilis csoport. A clostridia fajok 20-30%-a ellen hatástalan (Sutter, 1977). Az anaerob aktivitáson túl még hatékony Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis és Streptococcus fajokkal szemben is. Plazma felezési ideje 150 perc. Ideális adagolása 8 óránként. Jól penetrál a legtöbb szövetbe beleértve a csontot is (Norden et al, 1986; Summersgill et al, 1982). Jól bejut a tályog üregekbe is. Relative nem toxikus, de az esetek kis százalékában hasmenést és pseudomembranosus colitist okozhat.

RIFAMPICIN Baktericid aktivitást mutat különböző Gram-pozitív és Gram-negatív baktériumokkal szemben. A legaktívabb antistaphylococcus szerként tartják számon (Sabath et al, 1976). A legtöbb Gram-negatív baktériummal szemben kevésbé hatásos, mint az aminoglycosidok. Ha monotherápiában alkalmazzák, gyorsan kifejlődik a rifampicin rezisztencia subpopuláció (Faville et al, 1978). A rezisztencia kifejlődése csökkenthető, egy második hatékony antibiotikum adásával. Félszintetikus penicillinnel kombinálva alkalmazzák methicillin érzékeny Staphylococcus okozta osteomyelitisben. MRSA-ban trimethroprin és sulfamethoxasol vagy minocycline és rifampicin kombinációt használnak methicillin resistens Staphylococcus species osteomyelitisben. Norden és mts. (1986) kimutatták, hogy rifampicin–nafcillin kombináció hatékonyabb, mint a monoterápiában adott nafcillin. Mellékhatásai: gastrointestinális panaszok, hepatitis, kisfokú immunszupresszió. A májenzimek aktivitását növeli, ezért számos gyógyszer hatása csökken: verapamil, corticosteroidok, orális anticoagulánsok, oestrogenek, stb. A betegek monitorizálása szükséges.

AMINOGLYCOZIDOK Gentamicin, tobramicin, amikacin, netilmicin. Aerob Gram-negatív fertőzések terápiájában standard használatosak. Csökkent hatékonyságúak a Gram-pozitívokkal 19

szemben. Használhatók Staphylococcus aureus fertőzések kezelésénél, de a rezisztencia gyorsan

kifejlődhet (Norden, 1978; Wilson et al,

1976). Nem hatnak a

Streptococcusokra és az anaerobokra. Különösen hatékonyak az Enterobacteriaceae és Pseudomonas aeruginosa ellen. Az aminoglycosidok enzimatikus átalakulással inaktiválódhatnak a szervezetben. Az amikacin, ilyen szempontból kevésbé támadható, mint a többi. Az amikacinra érzékeny törzsek száma nagyobb, mint a többi aminoglycosidra érzékeny specieseké. Mellékhatásai: nephro- és ototoxicitás alakulhat ki. FLUOROQUINOLONOK Manapság

ortopéd

és

traumatológiai

fertőzések

(osteomyelitis)

kezelésénél

alkalmazzák. Négy generációra oszthatók: I generációs quinolont a nalidixsavat, nem használják orthopéd fertőzésekben. II. generációs a ciprofloxacin és ofloxacin, megfelelő terápiás szérum, szövet, és vizelet koncentrációt biztosítanak. Hatásosak a legtöbb Gram-negatívval szemben. A legtöbb streptcoccus törzs és anaerob baktérium rezisztens a cipro- és ofloxacinnel szemben. A ciprofloxacin előnyös azon Gram-negatív csontfertőzések kezelésében, melyek prolongált parenterális terápiát igényelnek (Mader et al, 1990). A legaktívabb quinolon a Pseudomonas aeruginosa ellen. III. generációs quinolonok a levofloxacin, és sparfloxacin. Mindkettő magasabb szérumszintet biztosít, mint a ciprofloxacin vagy az ofloxacin. Különösen hatékony a Streptococcus fajokkal szemben, beleértve a penicillin rezisztens Streptococcus pneumoniaet, bár az utóbbi időben már izoláltak levofloxacin rezisztens Pneumococcus törzseket. Hatnak a legtöbb Gram-negatívra. IV. generációs quinolonok a trovafloxacin, moxifloxacin és grepafloxacin. Hasonló hatásuk van az aerob Gram-pozitív és Gram-negatív baktériumokra, mint a III. generációsoknak. Kiválóan hatnak az anaerobokra (Ernst et al, 1997; Wagstaff et al, 1997). Májtoxikussága miatt jelenleg a trovafloxacin hazánkban nem használható, nálunk kizárólag a moxifloxacin van forgalomban. Annak ellenére, hogy a II.-III.-IV. generációs quinolonok parenterális adagolásra készültek, az orális adagolás is kiváló szérum koncentrációt biztosít. Pubertás előtt quinolonok nem adhatók, mert a csontnövekedést gátolják. Toxicitásuk alacsony.

20

Gasztrointestinális tünetek fordulhatnak elő, mint nausea, vomitus, dyspepsia, fejfájás, fáradság. Ritkán Achilles ín ruptúra alakulhat ki quinolon terápia szövődményeként.

TRIMETHOPRIM-SULFAMETHOXAZOL Antimetabolit, mely trimethoprim és sulfonamid fix kombinációjából áll. In vitro sokkal aktívabbak, mint bármelyik külön–külön (Bushby, 1977). Aerob Gram-negatív baktériumok – Escherichia coli, Proteus mirabilis, Haemophilus influenzae kifejezetten érzékenyek. Érzékenységet mutat még a Klebsiella pneumoniae és az Enterobacter speciesek. A Gram-pozitív baktériumok közül a Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes törzsek is gyakran érzékenyek (Wormser et al, 1979). Parenterálisan és orálisan is adhatók. Osteomyelitis esetén szupresszív terápiaként alkalmazható a trimethoprim-sulfamethoxazol és rifampin kombináció. Mellékhatások:

gastrointestinális

zavarok,

hemolitikus

anaemia,

hiperszenzitív

reakciók.

METRONIDAZOL Az anaerobok kezelésében használható olcsó antibiotikum. Ez egy redukált vegyület, mely toxikus oxigén gyökök termelődésével fejti ki hatását. A kizárólag anaerob baktériumok pusztulását okozzák ezek a toxikus oxigén gyökök, mert a baktériumoknak nincsenek protektív enzimjeik, mint a superoxid dismutase és a catalase. Minden anaerob organizmussal szemben hatékony, kivéve az Actinomyces és a microaerophil Streptococcus (Rosenblatt, 1983). Jól felszívódik és jól penetrál a szövetekbe és a tályogokba. Mellékhatások ritkák: fémes ízérzés, kisagyi dysfunctio, epileptiform rohamok, colitis.

ÚJ SZEREK Manapság néhány új antimikrobiális szer van kipróbálás alatt. Sok olyan alternatívát kínálnak a fertőzések leküzdésében, melyeket multirezisztens baktériumok okoznak, pl: vancomycin resistens Enterococcus speciesek vagy methicillin resistens Staphylococcus aureus.

21

Teicoplanin- ez egy glycopeptid, mely a vancomycinre hasonlít. Eliminációs felezési ideje eléri a 60 órát, így naponta csak egyszer kell adni. Antimikrobiális spektruma lefedi a Staphylococcus és Streptococcus, beleértve a vankomycin resistens Enterococcus fajokat és néhány methicillin resistens Staphylococcus aureus speciest is. Intramuskulárisan és intravénásan is adható (Babul et al, 1988; Pryka et al, 1988). Mellékhatása: a vancomycinhez hasonlóan ototoxikus, Quinupristin és dalfopristin (Synercid Rhone-Poulenc Rorer Inc. Collegeville, PA) két streptogramin fix kombinációja 30-70 arányban, az USA-ban használatos. In vitro baktericid aktivitása van a legtöbb Gram-pozitívval szemben beleértve a vancomycin resistens Enterococcus faeciumot is (Fuller et al, 1996). Szerepe lehet az MRSA, az Enterococcus

D csoportja és a koaguláz negatív Staphylococcus fajok okozta

fertőzések kezelésében azon betegeknél, akik nem tolerálják a vancomycin terápiát. A mellékhatások enyhének tűnnek: viszketés, égő fájdalom, hányás, hasmenés jelentkezhet. Az antimikrobiális szerek új szintetikus osztálya az oxazolidinok, klinikai kipróbálás alatt állnak. Képviselői a linezolid és az eperozolid. A szerek bakterosztatikus hatással vannak számos fontos organizmusra, így az MRSA-ra, a penicillin resistens Streptococcus pneumoniaera, és a vancomycin resistens Enterococcus speciesekre (Dressler et al, 1998). Mind orálisan mind parenterálisan hatásosak. Mellékhatások: a nyelv elszíneződése, folliculus szerű bőrkiütések.

1.4.4. Lokális antibiotikus terápia esetén válaszható antibiotikumok A traumatológiai gyakorlatban néhány évtizede újdonságként jelent meg a lokális antibiotikus védelem lehetősége, melynek gyakorlata főként tapasztalati elveken nyugszik. Az antibiotikus öblitések kapcsán az öblítő folyadék mechanikus szerepén túlmenően, a mosófolyadékból az antibiotikumok, a szövetek, implantátumok felszínén elhelyezkedő baktériumokat is képesek elölni (Bushby, 1977; Bryson et al, 1979; Bayston et al, 1982; Buchholz et al, 1970; Brown et al, 1973; Chant et al, 1995). A lokális antibiotikus terápiára legnagyobb szükség olyan helyeken van, amelyek a szisztémás antibiotikus terápia számára nem hozzáférhetőek, vagyis ahol a területnek csökkent a vérkeringése és élő lágyrészborítás sem fedi, ezáltal védekező 22

mechanizmusa gyakorlatilag nincs. Ilyen például a beültetett implantátum felülete a térd, illetve csípőprotéziseknél, valamint a septicus csont és környezete. A lokálisan használt antibiotikum csak az alkalmazási területen fejti ki hatását, alkalmazott koncentrációjának töredéke jelenik meg a szisztémás keringésben (Cierny et al, 1984; Cripps et al, 1998). Jensen és munkatársai 1939-ben megjelent közleményükben elsőként alkalmaztak szulfonamidot lokálisan és a sebinfekciók arányát ily módon 27 %-ról 5 %-ra sikerült redukálniuk nyílt törések esetén. Ma is alkalmazott módszer bőséges

antibiotikus

folyadék

használata

különböző

gyulladásos

folyamatok

kezelésében, pl. antibiotikus perfusio alkalmazása különböző arthritisekben, gennyes ínhüvely gyulladásokban. 1970-ben Buchholz és Engelbrecht bizonyította azt, a már sokak által ismert tényt, hogy ha por konzisztenciájú antibiotikumot keverünk szintén por állagú csontcementhez, akkor a cement megszilárdulása után abból az antibiotikum képes kijutni (Hill et al, 1977; Kappstein et al, 1989; Kitugi et al, 1995; Picknell et al, 1977; Bálint et al, 2002), ezáltal implantátum felületek antibiotikus védelmét látja el, mely gyakorlatilag eddig elképzelhetetlen volt. Ezt a módszert osteomyelitisek kezelésére is sikeresen alkalmazták (Wininger et al, 1996; Mader et al, 1999). A védekezés ezen formájában szelektálni szükséges az antibiotikumok között. Az antibiotikumnak vízoldékonynak és hőstabilnak kell lennie, hogy kibírja a csontcement polimerizációjakor felszabaduló hőt, mely akár a 100 Co-ot is meghaladhatja (Welch, 1978; Haas et al, 1975). Az antibiotikum nem befolyásolhatja a csontcement mechanikai tulajdonságait, és hozzáférhetőnek kell lennie por formájában. Ezen kritériumok alapján csak néhány antibiotikum jöhet szóba. Eddigi ismereteink szerint a használatos antibiotikum a gentamicin, az oxacillin és a cefuroxim. Európán kívül, főleg Észak-Amerikában használatos a tobramicin, a vancomycin, illetve a clindamycin, az eritromicin, valamint cefalosporinok: cefazolin, cefotaxim, cefamandol (Bálint et al, 2002; Törnholm et al, 1983; Bálint et al, 2004; McQueen et al, 1990; Greene et al, 1998; Kiss, 1992).

1.5. A csontcement (polymethylmetacrylat) története Napjainkban a kereskedelemben előforduló csontcement kémiailag ugyanazon az alapvegyületen, a methyl-methacrylat-on (MMA) alapul. Kémiailag ez a methacrylsav

23

észtere, melyet már a XX sz. elejétől fogva ismertek és intenzíven kutatnak. Ezt megelőzően a XIX században fedezték fel az acrylsavat. A kifejezés a latin acreolan szóból ered, mely ecetet jelent és utal az anyag intenzív penetráló szagára. 1928-ban Otto Röhn megalapította az első vállalkozást, mely az MMA polimerizációjával foglalkozott és már a 40-es években általánosan elérhetővé vált a PlexiglasTM. 1936-ban Kulzer vállalata alkalmazta először a polymethylmethacrylat-ból (PMMA) készült port és a folyékony monomert (MMA), melyek benzoyl peroxid jelentlétében kb. 100 oC kötési hőrmérséklet mellett megszilárdultak. Ezzel a módszerrel már 1941-ben koponyacsont hiány pótlását végezték embereken, valamint fogászati célokra is alkalmazták. 1943-ban Degusa és Kulzer bevezették a tercier aromás aminokat, mint coiniciátorokat, mellyel a polimerizációs folyamat már szobahőmérsékleten is végbement. Ez a módszer megfelel a mai napig használt csontcement kémiai előállításának. Ezt az időszakot vehetjük a PMMA csontcement születésének is. A Judet fivérek 1956-ban először használták a csontcementet artroplasztikában, azonban hamar világossá vált, hogy a tiszta PMMA (PlexiglasTM) protézisek nem felelnek meg e célra. A 60-as évek végén Buchholz és a Kulzer vállalat együttműködésének eredményeként megjelentek az első antibiotikummal kevert csontcementek.

1.5.1. A csontcement fizikai és kémiai jellemzői A methyl-methacrylat – MMA – kémiai szerkezete és tulajdonságai O II H2C=C-C-O-CH3 I CH3 • • • • • •

Metacrylsav észtere, színtelen, intenzív szagú folyadék. Általában hidrokinonnal, vagy annak deriváltjával stabilizált. A C=C kettős kötéssel polimerizálható. Forráspontja: 100 oC Sűrűsége: 0,9g/cm3 Moláris tömeg: 100g/mol

A methacrylat legfontosabb funkcionális csoportja a C=C kettős kötés. A reakióképes csoport ellenére a monomerek nem tudnak önmagukban gyors polimerizáción átmenni, ebben az esetben a folyamat túl sok időt igényelne. A közben létrejövő zsugorodás túlságosan

nagy

lenne,

valamint

a

reakció

eredményeként

képződő

hő 24

kontrollálhatatlanná válna. Ilyen esetben akár 20 %-os lehet a zsugorodás (1 liter monomerből 0,8 l polimer keletkezik), a hőmérséklet pedig messze meghaladhatja a 100 o

C-t. Ezért a ma használatos csontcementek ún. kétfázisú csontcementek. Az egyik fázis

az a már polimerizált MMA, melyet jól hűthető forraló edényekben készítenek és az így készített polimerek 1-125 µm átmérőjű golyócskák, ezek jól oldódnak a monomer MMA-ban. Ezen kétfázisos technika használatával a zsugorodás és a hőtermelés is nagyfokban csökkenthető. Irodalmi adatok alapján a jelenleg használt csontcementeknél (Palacos) mintegy 3 %-os zsugorodást találtak (Rimnac et al, 1986). A polymethylmethacrylat szerkezete és tulajdonságai O O O II II II C-O-CH3 C-O-CH3 C-O-CH3 I I I R - ( C - CH2 - C – CH2 – C – CH2 - )n – R I I I CH3 CH3 CH3 • • •

Oldhatóság: monomérben (MMA) Sűrűség: 1,18g/cm3 Mólsúly: 800.000 Da

A jelenleg kereskedelemben kapható csontcementek polimer komponense általában a PMMA mellett további adalékanyagokat is tartalmaz: dibenzol peroxid (a polimerizáció iniciátora), sugár elnyelő anyagot (cirkonium dioxid vagy bárium sulfát), illetve antibiotikumot, egyes esetekben színezéket (pl. klorofill). A folyékony komponens általában az MMA-t jelenti és egyes esetekben további akrilsav észtereket, esetleg metakril savat és stabilizátort.

1.5.2. A polimerizáció folyamata és a hőhatás Amikor a polimert hozzáadjuk a monomerhez, egy alapvetően alacsony viszkozitású folyadékot kapunk, mely idővel egyre viszkózusabbá válik és végül a massza egy teljesen szilárd mátrix-szá keményedik. Ez a folyamat 4 fő periódusra osztható. 1. Keverési fázis: ekkor még egy erősen folyékony masszában igen lassan kezdődnek el az első kémiai reakciók

25

2. Várakozási fázis: a massza kissé ragadóssá válik, nő a viszkozitása, a polimerizáció megindul, a polimer láncok miatt már kevésbé folyékony 3. Gyorsuló polimerizáció fázisa: ekkor tovább nőnek a láncok, a viszkozitás emelkedik és elkezdődik a hőtermelődés 4. Szilárdulási fázis: ekkor a láncnövekedés megáll, nem formálható többé az anyag, a cement teljesen megkeményedik és eléri a maximum hőmérsékletet A legtöbb csontcementben a keverési arány 2-3 egységnyi polimer és 1 egységnyi monomer. Ezzel az aránnyal lehet leginkább csökkenteni a hőtermelést és a polimer zsugorodását. A viszkozitás növekedésével a hőmérsékelete is nő a polimernek, hiszen 52 KJ energiát ad le mólonként az MMA a polimerizáció reakciója során. Bizonyos szerzők ezt a rövid ideig fennálló magas hőmérsékletű hatást tartották a protézis kilazulás elsődleges okának (Mjoberg, 1986). Az in vitro mérésekkel szemben a klinikai mérések során csak mintegy 43-46 oC-os hőmérsékletet találtak a csont és a csontcement határán (Tocksvig-Larsen et al, 1991).

1.5.3. A csontcementhez való antibiotikum kötődés és kioldódás A kétkomponensű csontcementek esetén az antibiotikumokat vagy gyárilag a szilárd komponenshez keverve találjuk, vagy pedig a műtőben történik azok hozzáadása a csontcement

két

komponensének

összekeverése

előtt.

Baker

(1988)

elektronmikroszkópos felvételekkel bizonyította, hogy a cement szilárdulás utáni szerkezete apró pórusokkal teli. (1. ábra) A kötődés pontos mechanizmusáról biztos információval nem rendelkezünk, feltételezhetően a cement egy szivacshoz hasonlóan mechanikus kapcsolattal tartja magában az antibiotikumot. Valószínűleg a beültetést követően a környezetében található szövetnedvek hatására diffúzióval oldódik ki belőle az antibiotikum. (2. ábra) Olyan módszereket próbáltak ki (centrifugálás, vákuumban való keverés), melyek növelik az antibiotikumot tartalmazó cement szilárdságát és javítják egyéb mechanikai tulajdonságait (Törholm et al, 1983; Baker, 1988; Picknell et al, 1977). A jelenlegi ismereteink alapján a csontcementből történő antibiotikum felszabadulás történhet egyrészt a felszínből, másrészt a pórusokon keresztül a cement mátrixából, harmadrészt diffúzióval a mátrix belsejéből a cement állományán keresztül.

26

1. ábra Scanning elektronmikroszkóppal készült felvétel Howmedica Surgical Simplex P Radiopaque Bone Cement felszínéről. Jól láthatók a különböző átmérőjű polimer szemcsék,

melyek

a

polimerizáció

során

egymáshoz

kapcsolódnak.

(Pécsi

Tudományegyetem Központi Elektronmikroszkópos Laboratórium)

27

2. ábra Scanning elektronmikrószkópos felvétel frissen tört csontcement felszínéről. A nyilakkal jelzett helyek a gentamicint tartalmazó mélyedéseket mutatják. Howmedica Surgical Simplex P Radiopaque Bone Cement. (Pécsi Tudományegyetem Központi Elektronmikroszkópos Laboratórium)

1.6. Vizsgálataink célja A septicus sebészetben, traumatológiában és ortopédiában használatos antibiotikum hordozó a PMMA. A csontsebészetben csontcementként használt anyag egyik fontos felhasználási területe a chronicus osteomyelitisek, a septicus ízületi és csont gennyedések terápiájában van. Mint lokális antibiotikum hordozó, a kereskedelmi forgalomban is kapható Gentamicin golyólánc vagy antibiotikum tartalmú spacer formájában. Localis antibiotikus kezelésre hőstabil, vízoldékony és por formában hozzáférhető antibiotikumok alkalmazhatók, mert a PMMA polimerizációja során igen magas hő szabadul fel (80-100 oC), mely károsítja az antibiotikum szerkezetét. Ilyen tulajdonságokkal csak néhány antibiotikum rendelkezik, így nagyon beszűkül a 28

célzottan lokálisan adható antibiotikumok köre. Ha a polimerizáció már lezajlott, akkor megszűnik a hőhatás, így gyakorlatilag bármely antibiotikum elhelyezhető egy PMMAból készült hordozó edényben (kapszulában), ha az antibiotikum annak falán penetrálni képes. Az előre legyártott és sterilizált kapszulákban ismert mennyiségű, az antibiogram alapján célzottan adható antibiotikum. A kiválasztott antibiotikum steril kapszulákba való töltése a műtét előtt, de akár a műtét közben is elvégezhető. Ezzel a módszerrel lényegesen kitágul a lokálisan adható antibiotikumok köre. 1. Célunk egy antibiotikum hordozó PMMA-ból készült edény kialakítása, melybe tetszés szerinti antibiotikum elhelyezhető és képes hosszú idejű terápiás koncentrációt biztosítani az infect területen. 2. Vizsgáljuk, hogy az antibiotikum képes-e áthatolni különböző vastagságú PMMA falakon. 3. Választ keresünk arra a kérdésre, hogy milyen összefüggés van a PMMA lapok vastagsága és az áthatoló antibiotikum mennyisége közt az idő függvényében. 4. Megtervezzük a legalkalmasabb és legegyszerűbben előállítható edényformát, mely a célnak megfelelhet. 5. Vizsgáljuk különböző antibiotikumok penetrációját különböző falvastagságú edényekből az idő függvényében. 6. Összehasonlító vizsgálatokat végzünk, azonos mennyiségű antibiotikumokat tartalmazó polymethylmethacrylatból készült gyöngyök és kapszulák antibiotikum kiáramlása között. 7. In vivo vizsgálataink során bizonyítani kívánjuk, hogy a kísérletesen létrehozott, radiológiailag és bakteriológiailag igazolt osteomyelitis modell esetén, terápiás hatást érhetünk el az általunk kifejlesztett PMMA antibiotikumot hordozó edény segítségével.

29

8. Szükségesnek tartjuk vizsgálni az állatkísérletek során a terápiás szakaszban lokálisan adott antibiotikum szisztémás keringésbe való jutását.

2. Anyagok és Módszerek 2.1. In vitro vizsgálatok Szándékaink szerint tesztelni kívántunk minden nagyobb antibiotikum csoport egy-egy reprezentánsát, melyek hatékonyak Staphylococcus aureus-szal szemben, mert tapasztalat, hogy az osteomyelitisek legnagyobb hányadában ezek a kórokozók a betegség kiváltói. Így esett a választásunk a penicillinek csoportjából származó aminopenicillinek közé tartozó amoxicillinre, mely a β-laktamáz gátlók közé sorolt klavulánsavval együtt Aktil® néven ismert. Hasonló kombináció a széles spektrumú penicillinekkel kombinált másik β-laktamáz gátló, a piperacillin-tazobactam, mely Tazocin® néven van forgalomban. Választottuk még a cefelosporinokhoz tartozó, harmadik generációs cefotaximot, mely nálunk Klaforan® néven forgalmazott, a clindamycint, mely Magyarországon Dalacin® néven ismert, és az aminoglikozidok közül az Amikint®.

2.1.1. Az általunk tesztelt antibiotikumok jellemzése Amoxicillin+klavulánsav (Aktil®) Az amoxicillin széles spektrumú félszintetikus penicillin, hatását a mikroorganizmus peptidoglikán

sejtfalának

szintézisének

gátlásával

fejti

ki.

Kombinációja

a

klavulánsavval, amely irreverzibilis ß-lactamasee gátló, jelentősen kiszélesíti a spektrumát a ß-lactamaseet termelő baktériumokra is. A kombináció baktericid hatású az alábbi baktériumokra: Gram-pozitívok: Aerobok: Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Streptococcus pyogenes, S. agalactiae, S. viridans, S. pneumoniae, Enterococcus faecalis, E. faecium, Bacillus anthracis, Listeria monocytogenes, Corynebacterium spp., Nocardia asteroides Anaerobok: Peptococcus spp., Peptostreptococcus spp., Clostridium spp.

30

Gram-negatívok: Aerobok: Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis, Moraxella catarrhalis, Escherichia coli, Salmonella spp., Shigella spp., Klebsiella spp., Yersinia enterocolitica, Proteus vulgaris, P. mirabilis, Vibrio cholerae, Pasteurella multocida, Haemophilus influenzae, H. ducreyi, Gardnerella vaginalis, Brucella spp., Bordetella pertussis, Helicobacter pylori Anaerobok: Bacteroides spp., Fusobacterium spp. Egyéb: Treponema pallidum, Borrelia burgdorferi, Leptospira spp. Amikacin (Amikin®) Az amikacin félszintetikus aminoglikozid antibiotikum, kanamicin-származék, hatását a sejtek fehérjeszintézisének gátlásával fejti ki. Baktericid hatású számos Gram-negatív baktériumfajra: Pseudomonas spp., Escherichia coli, Proteus spp., Providencia spp., Klebsiella spp., Enterobacter spp., Serratia spp., Acinetobacter spp. Cefotaxim (Claforan®) A cefotaxim széles spektrumú ß-lactam antibiotikum, a harmadik generációs cefalosporinok közé tartozik. Baktericid hatását, ami kiterjed a Gram-pozitív és a Gramnegatív kórokozók széles körére, a sejtfalszintézis gátlásával fejti ki. A cefotaxim antibakteriális spektruma a következő: Gram-pozitívok: Aerobok: Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Streptococcus pyogenes, S. pneumoniae, Corynebacterium spp. Anaerobok: Peptococcus spp., Peptostreptococcus spp., Clostridium spp. Gram-negatívok: Aerobok: Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis, néhány Pseudomonas törzs, Escherichia coli, Enterobacter spp., Proteus mirabilis, P. vulgaris, Providencia rettgeri, Klebsiella spp., Citrobacter spp., Morganella morganii, Shigella spp., Serratia spp., Haemophilus influenzae Anaerobok: Bacteroides spp., közte néhány Bacteroides fragilis törzs Clindamycin (Dalacin C®) A clindamycin félszintetikus linkózamid antibiotikum, mely a linkomicinből készül, a bakteriáils fehérjeszintézist gátolja. A mikroorganizmusok érzékenységétől és az antibiotikum koncentrációjától függően bakteriosztatikus vagy baktericid hatású. Az 31

alábbi baktériumok ellen hatékony: Gram-pozitív: Aerob: Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Streptococcus spp. Anaerob: Propionibacterium spp., Eubacterium spp., Actinomyces spp., Peptococcus spp., Peptostreptococcus spp., Clostridium spp. Gram-negatív: Anaerob: Bacteroides spp. Fusobacterium spp. Piperacillin+tazobactam (Tazocin®) A piperacillin széles spektrumú félszintetikus penicillin, amely számos Gram-pozitív és Gram-negatív aerob és anaerob baktérium ellen hatékony. Baktericid hatását a szeptum és a sejtfalszintézis gátlásával éri el. A tazobactam több β-lactamase hatékony inhibítora. Jelenléte fokozza és szélesíti a piperacillin antibiotikus spektrumát. Így a kombináció több β-lactamase termelő baktérium ellen is hatásos, amelyek különben a piperacillinnel és más β-lactam antibiotikummal szemben rezisztensek. A piperacillin/tazobactam kombináció az alábbi kórokozók ellen igen hatásos: Gram-pozitív baktériumok: Staphylococcus aureus, S. saprophyticus, S. epidermidis, Streptococcus spp., Corynebacterium spp., Listeria monocytogenes, Nocardia spp. Gram-negatív baktériumok: Escherichia coli, Citrobacter spp., Enterobacter spp., Proteus vulgaris, P. mirabilis, Salmonella spp., Shigella spp., Pseudomonas spp., Acinetobacter spp., Yersinia spp., Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis, Moraxella spp., Haemophilus influenzae Anaerob baktériumok: Bacteroides spp., Peptostreptococcus spp., Fusobacterium spp., Eubacterium spp., Clostridium spp., Actinomyces spp. és Veilonella spp.

2.1.2. Polymethylmetacrylat (PMMA) cementlapok készítése Különböző vastagságú cementlapokat készítettünk, melyhez Howmedica Surgical Simplex

P

Radiopaque

Bone Cement-et (Howmedica,

Rutherford,

U.K.)

használtunk. Az ismert csontcement sugárfogó anyagot is tartalmazó két steril komponensből áll, a gyógyászatban már hosszú ideje használatos, így tulajdonságait behatóan megismerhettük. A folyékony methyl-metacrylat monomer N,N-dimethylpara-toluidine-hydroqione komponenst membrán filtrációval sterilizálják. A másik por

alakú

komponens

methyl-metacrylate-styrene-copolimer, 32

polymethylmetacrylate-barium-sulfurate, sterilizálása gamma besugárzással történt. A két komponens összekeverését követően képlékeny állapotban helyeztük el a cementmasszát két, egymástól ismert távolságú tárgylemez közé. Ezt úgy készítettük, hogy egy tárgylemezre két oszlopban 0,1 mm vastagságú fedőlemezeket helyeztünk, majd a csontcement behelyezése után egy másik tárgylemezzel zártuk. Száradás után az üveglapokat lepattintottuk a csontcement lapocskákról. Ezen módszerrel 0,2 mmtől 0,8 mm vastagságig gyártottunk csontcement lapokat. A lapokat apró kádak középső válaszfalaként szilikonba ágyazva helyeztük el. Előzőleg fiziológiás oldattal meggyőződtünk

a

falak

vizzáróságáról.

Az

edényeket

gázsterilizálóval

csíramentesítettük.(3.ábra).

3.ábra: Különböző falvastagságú cementlapok tesztelése műanyag kádakban

2.1.3. Clindamycin penetrációjának vizsgálata PMMA falon keresztül Két kísérletsorozatot végeztünk. Az elsőnél a kád egyik felét 2 ml 200 µg/ml koncentrációjú clindamycin oldattal, a kád másik felét 2 ml fiziológiás konyhasóoldattal töltöttük fel. A másiknál 300 µg/ml koncentrációjú clindamycin oldatot használtunk. Mikrobiológiai vizsgáló módszerrel standard körülmények között figyeltük meg az 33

antibiotikum megjelenését és koncentrációjának változását a fiziológiás sóoldatot tartalmazó kádban, vagyis a különböző vastagságú csontcement lapokon történő penetrációját az idő függvényében. Óránként 3MM szűrőpapírból (Macherey-Nagel Limited, U.K.) vágott 6 mm átmérőjű korongokkal mintát vettünk a sóoldatból.

2.1.4. Antibiotikum átáramlásának vizsgálata mikrobiológiai módszerrel A fiziológiás sóoldatból vett korongokat Mueller-Hinton agaron (OXOID Limited U.K.) tenyésztett Micrococcus luteus ATCC 9341-es teszttörzzsel vizsgáltuk, 24 órás 37 oC-on történő inkubálás után olvastuk le a gátlási zónákat (4. ábra). A sóoldatok antibiotikum tartalmának kvalitatív jelzője a gátlási zóna jelenléte, kvantitatív mutatója a gátlási zóna szélessége volt. A méréseket tolómérővel végeztük. A gátlási zónák mm-ben mért adatait standard higítási sor alapján µg/ml antibiotikum koncentrációkra számoltuk át.

4. ábra: Antibiotikumok gátlási zónánjának vizsgálata. A petricsészék közepén látható 6 mm átmérőjű antibiotikummal átitatott korong körül megfigyelhetők a különböző átmérőjű gátlási zónák. 34

2.1.5. PMMA kapszulák gyártására alkalmas présgép tervezése, kivitelezése és különböző falvastagságú, de azonos méretű kapszulák készítése A kapszulákat magunk által tervezett és kivitelezett, bakelitből és alumíniumból álló présgéppel készítettük. (5. ábra) Azonos nagyságú, de különböző falvastagságú edényeket gyártottunk, melyek 15 mm magas, 6 mm átmérőjű, 0.3-0.6 mm falvastagságúak, és 0.44 ml űrtartalmúak voltak.

A gyártás során vízoldékony

formaleválasztó oldatot használtunk. Ennek a kapszulákról történő eltávolítása után gázban sterilizáltuk és rugalmas szilikon rúdból készített dugókkal zártuk. (6. ábra)

5. ábra: Présgép és a kapszulák készítéséhez használt Howmedica csontcement

35

6.ábra: PMMA cementből készült kapszulák szilikondugóval lezárva

2.1.6. Különböző antibiotikumok kiáramlásának vizsgálata PMMA kapszulákból A steril kapszulákat aszeptikus körülmények között 100 µl különböző antibiotikumot tartalmazó oldattal töltöttük fel: a.clindamycin 15 és 22.5 mg (Pharmacia & Upjohn, N. U/S. A. PUURS, Belgium) b. amoxicillin-clavulánsav 112.5 mg (Richter-Gedeon Rt., Hungary) c.amikacin 25 mg (Bristol-Mayers Squibb, Italy) d. cefotaxim 112.5 mg (Pfizer, Italy)

Vérszállító csőben lévő 1-1 ml fiziológiás NaCl oldatba helyeztük a lezárt, steril antibiotikummal telt kapszulákat. A kapszulákból kidiffundáló antibiotikumot a fent leírt, ismert, standard mikrobiológiai vizsgálómódszerrel mértük. Minden mérést

36

háromszor végeztünk el, az eredményeket átlagoltuk, a standard hibát is feltüntettük a grafikonokon.

2.1.7. PMMA-ból készült antibiotikum hordozó kapszulák és gyöngyök összehasonlító vizsgálata 2.1.7.1 Azonos térfogatú és falvastagságú kapszulák készítése és különböző antibiotikumokkal való töltése A PMMA-ból készített vivőedény falán az antibiotikumok képesek átáramolni. Howmedica Surgical Simplex P Radiopaque Bone cementből (Howmedica Rutherford UK) kapszulákat állítottunk elő az általunk tervezett és kivitelezett présgép segítségével, mely bakelitből és alumíniumból készült. A kapszulák azonos nagyságúak, 15 mm magasak, 6 mm átmérőjűek, 0.3 mm falvastagságúak (0.44 ml űrtartalmú) voltak. A gyártás során vízoldékony és zsíroldékony formaleválasztó oldatokat használtunk. Ezek eltávolítása után a kapszulákat sterilizáltuk és szilikon rúdból készült dugóval zártuk. Csoportonként 6-6, összesen 30 kapszulába steril körülmények között 2 ml-es fecskendővel 23 G-s tűvel az alábbi antibiotikumok valamelyikét töltöttük. A számadatok az egy kapszulába töltött antibiotikum mennyiségét mutatják 0.4 ml térfogatban: a. amikacin (0.1 g) b. clindamycin (0.06 g) c. piperacillin+tazobactam (0.08 g) d. amoxicillin+clavulansav (0.02 g) e. cefotaxim (0.1 g)

2.1.7.2. Különböző antibiotikumokat tartalmazó gyöngyök készítése Ismert mennyiségű csontcementhez (5 g por, 2 ml oldószer) ismert mennyiségű antibiotikumokat kevertünk steril körülmények között, ezekből 6-6, összesen 30 db,

37

Ismert mennyiségű csontcementhez (5 g por, 2 ml oldószer) ismert mennyiségű antibiotikumokat kevertünk steril körülmények között, ezekből 6-6, összesen 30 db a. amikacin (0.6 g; Amikin, Bristol Myers Squibb, USA): 12.25±0.28 mm átmérőjű és 1.17±0.06 g tömegű gyöngyök b. clindamycin (0.36 g; Dalacin, Pharmacia & Upjohn N U/S. A. PUURS, Belgium): 13.0±0.37 mm átmérőjű és 1.27±0.07 g tömegű gyöngyök c. piperacillin+tazobactam (0.5 g; Tazocin, Wyeth, ): 12.33±0.21 mm átmérőjű és 0.98±0.15 g tömegű gyöngyök d. amoxicillin+clavulansav (0.14 g; Augmentin, SmithKline Beecham UK): 12.33±0.24 mm átmérőjű és

1.11±0.09 g tömegű gyöngyök

e. cefotaxim (0.57 g; Claforan, Human Hungary): 12.25±0.16 mm átmérőjű és 1.18±0.07 g tömegű A lezárt, steril, antibiotikumokat tartalmazó kapszulákat és gyöngyöket külön-külön 2 ml fiziológiás NaCl oldatot tartalmazó edényekbe helyeztük.

2.1.8. Mini kapszulák készítése és Tazocinnal való töltése Magunk által tervezett és bakelitből és alumíniumból kivitelezett présgépet módosítottuk mini kapszulák készítésére. Azonos nagyságú, és falvastagságú edényeket gyártottunk, melyek 8 mm magas, 6 mm átmérőjű és 0.3 mm falvastagságúak voltak (0.23 ml űrtartalom). A gyártás során vízoldékony formaleválasztó oldatot használtunk. Ennek a kapszulákról történt eltávolítása után sterilizáltuk, 0.1 ml Tazocin oldattal (0.02 g piperacillin + 0.005 tazobactam; Wyeth-Lederle Pharma, USA) töltöttük és szilikon rúdból készült dugóval zártuk.

2.1.9. A Tazocin kiáramlásának vizsgálata A lezárt, steril, antibiotikummal telt kapszulákat fiziológiás NaCl-oldatba helyeztük. A kapszulákból

diffundáló

antibiotikumot

mikrobiológiai

módszerrel

vizsgáltuk.

Szűrőpapírból vágott, (Macherey-Nagel Gmbh & Co., Germany) 6 mm átmérőjű korongokkal óránként, később naponta vettünk mintát a sóoldatból. A korongokat véres 38

agar táptalajra (Oxoid Limited, U.K.) oltott Micrococcus luteus ATCC 9341 baktérium teszttörzzsel (Tezloff et al, 1978) vizsgáltuk. 24 órás 37 oC–os inkubálás után olvastuk le a gátlási zónákat, melyek átmérője kvantitatívan utal a koncentrációra (Jorgensen et al, 1999).

2.2. In vivo vizsgálatok 2.2.1. Kísérletes osteomyelitis létrehozása házinyúl tibia modellben A PTE Központi Állatházában eltelt két hetes akklimatizációs periódust követően chronicus osteomyelitist indukáltunk 20 egészséges nőstény házinyúl (2.2-2.3 kg) bal tibiájában (Laky et al, 1982; Laky, 1983). Az operációkat narkózisban végeztük úgy, hogy a narkózis beálltával a műtéti területet 1 %-os Lidocainnal infiltráltuk is. Testsúlykilogrammonként 1-1 ml diazepam (Seduxen®) és ketaminum (Calypsol®, Richter Gedeon Rt., Hungary)

intramusculáris adását követően a műtéti területet

szőrtelenítettük, majd kellő dezinficiálás után (Betadine®, Polyvidonum jodátum komplex, Mundipharma AG-Basel, Svájc) a steril műtéti területre 2-3 ml 1%-os Lidocaint fecskendeztünk. A tibia proximális elülső felszínét tártuk fel kb. 2-3 cm-es metszésből. A tuberositas tibiae magasságában kb. 4 × 8 mm-es csontlemezt véstünk ki, a velőűrt curettáltuk és fiziológiás sóoldattal kiöblítettük. Az eltávolított cortikális darabot öt percig forró vízfürdőben hagytuk. Ezt a devitalizált csontdarabot, mint preformált sequestert a velőűrbe visszahelyeztük és mellé 1 ml 109 csíra/ml Staphylococcus aureus (OKI 118003) fiziológiás sóoldatban injiciáltunk (7. ábra) és a műtéti sebet két rétegben zártuk.

39

7. ábra: Kísérletes osteomyelitis létrehozása. Staphyloccocus aureus OKI 118003 109 csíraszám/ml mikroba befecskendezése a nyúl tibiájának velőűregébe.

2.2.2. Sebészi debridement-et követő Tazocin tartalmú mini kapszulák elhelyezése a velőűrben A proximális tibiavéget feltártuk és bakteriológiai mintavétel után sequestrotomiát, lágyrész debridement-et és velőűr curettage-t végeztük, majd Tazocin tartalmú mini kapszulákat helyeztünk a velőűrbe (piperacillin 2 g + tazobactam 0.5 g 10 ml-enként) (8. ábra). A kapszulákba 0,1 ml antibiotikumot töltöttünk. A sebeket két rétegbe zártuk (n=12). Kontroll csoport esetében is elvégeztük az operációt (debridement, sequestrotomia, curettage) kapszula beültetés nélkül (n=3).

40

8. ábra: A sebészi debridement-et követően Tazocin tartalmú minikapszula behelyezése a velőűrbe.

2.2.3. Mikrobiológiai vizsgálómódszerek A bakteriológiai vizsgálatokat közvetlenül a terápiás műtétet megelőzően (sebészi debridement és Tazocin tartalmú kapszula implantációja) a velőűrből történt mintavétel után végeztük. A direkt leoltás véres és csokoládé agaron, eozin–metilénkék táptalajon, valamint Holman dúsítóban történt. Ugyanezekre a táptalajokra oltottuk ki a Holman dúsítóból Gram-festéssel telepmorphológiai vizsgálattal és biokémiai próbákkal (Koaguláz teszt, polyprop táptalaj) azonosítottuk a kitenyésztett baktériumokat. A keringésbe jutott antibiotikum mennyiségének meghatározásához minden harmadik napon vérmintát vettünk a nyulakból és a Tazocin koncentrációt mikrobiológiai lemezöntéses technikával vizsgáltuk (Jorgensen et al, 1999). 90 mm átmérőjű üveg petricsészébe 40 ml Müller-Hinton táptalajt, mértünk a még folyékony agarba 500 µl Micrococcus luteus (ATCC 9341) 14 órás húsleves tenyészetet (1 l) egyenletesen elkevertünk. Dermedés előtt az agarba 8 mm átmérőjű fémtuskókat helyeztünk. A táptalaj megszilárdulása után a tuskókat eltávolítottuk, 2 csepp agarral az aljzatot zártuk.

41

A szisztémás keringésből vett mintákból 300-300 μl-t injektáltunk a táptalajokban létrejött lyukakba, majd a táptalajt 37 oC-on inkubáltuk. Antibiotikum jelenlétében gátlási zóna alakul ki a bemérési hely körül. A gátlási zónákat 24 óra múlva értékeltük, tolómérővel mértük és az antibiotikum koncentrációt a gátlási zónák átmérőjéből standard higítási sor alapján számoltuk. A Tazocin MIC értékét Micrococcus luteus ATCC 9341 törzsön határoztuk meg csőhigításos módszerrel (Jorgensen et al, 1999).

2.2.4. Radiológiai vizsgálatok Az első röntgenképeket 6 héttel a Staphylococcus aureus-szal történt velőűr infekció után készítettük, hogy megbizonyosodjunk az osteomyelitis kifejlődéséről (9. ábra). A második radiológiai vizsgálatot a Tazocinnal telt PMMA kapszulák implantációját követő nyolcadik héten végeztük, hogy megítéljük a gyógyulás mértékét, valamint vizsgáltuk a kontroll csoportot is (10. ábra). Független vizsgáló értékelte ki a Rtg felvételeket, aki nem ismerte a kezelési protokollt. Norden és munkatársai (1986) által leírt szemikvantitatív score-rendszer alapján értékelte ki a röntgenfelvételeket. Öt paramétert figyeltek meg minden csont esetén (sequestrált csont formáció, periostealis új csont, csontdestrukció, lágyszöveti csont calcificatio, lágyszöveti duzzanat mértéke). A 1. táblázat mutatja a kritérium pontokat. Ezen kritériumok alapján minden Rtg képnek pontszámot adtunk, majd ezeket összegeztük és ezek mutatták meg az osteomyelitis értékét, max. 6 pontig. 1. táblázat: A Rtg felvételek értékelésének szempontjai Szempont

Mérték

Pontérték

Sequestrált csont formáció

jelen van

1

hiányzik

0

jelen van

1

kétes

0,5

nincs

0

súlyos, több rész érintett

2

mérsékelt, egy rész érintett

1

kicsi, egy rész érintett

0,5

nincs

0

Periostealis új csont képződés

Csontdestrukció

42

Lágyszöveti calcificatio

Lágyszöveti duzzanat

Maximális pontszám.

jelen van

1

kétes

0,5

nincs

0

jelen van

1

kétes

0,5

nincs

0 6

9. ábra: A kísérletes osteomyelitist létrehozó műtétet követő 6. héten készített Rtg felvétel. A képen látható a destruált ízület, az elvékonyodott, felpuffadt corticalis, a lágyszövet megvastagodása, a dezorganizált trabecularis szerkezet.

43

10. ábra: A kép felső részén a gyógyult, antibiotikumot tartalmazó tíbia 8. heti Rtg felvétele. Alatta az ép másik oldali térdizület Rtg képe .

2.2.5. Histológiai vizsgálatok A második röntgen vizsgálatot követően a 15 állatot altatást után kivéreztettük, majd a bal csípőízületet exartikulálva eltávolítottuk az állatok végtagját, és mind az implantált, mind a kontroll csoport mintáit szövettani vizsgálatra küldtük. A nyúl combcsont mintákból 4 %-os pufferolt formalinban (PTE ÁOK Gyógyszertár) történt fixálást követően a lágyrészek egy részét eltávolítottuk, a makroszkóposan kóros megjelenésű izom- ill. kötőszövetes területekből szövettani vizsgálatra mintát tettünk félre. A csontos anyagot ezt követően szükség szerint változó ideig (általában 5-7 napig) dekalcináltuk 56 °C-on etilén-diamin-tetraecetsavas dekalcináló oldatban, melynek összetétele: 270 g Selecton B2 (Interkémia), 32 g nátrium-hidroxid (Interkémia) 1800 cm3 desztillált vízben feloldva, ezt követően az oldat pH-ját 7-re beállítva alkalmazható. Ezután a korábban

megjelölt,

kapszulát

tartalmazó

területből

teljes

harántmetszeteket

készítettünk. Ezt követően a PTE ÁOK Pathológia Intézetében használt rutinnak 44

megfelelően víztelenítő automatában (Miles, V.I.P. típusú) történt vezetés után a mintákat paraffinba ágyaztuk. A felhasznált vegyszerek sorrendben: izopropil-alkohol (Interkémia), xylol (Patho-x, Spektrum-3D), paraffin (Medite). Több síkban metszeteket készítettünk, ezeket haematoxylin-eosinnal festettük (Medite festőautomatában). A deparaffináláshoz xylolt (Histodisol, Spektrum-3D) és izopropil-alkoholt (Interkémia) használtunk. A festéshez a haematoxylin oldatot helyben készítettük (Mayer-féle haematoxylin, Interkémia) a következő módon: 1000 cm3 desztillált vízben oldottunk 1g haematoxylint, 50 g kálium-alumínium-szulfátot, 50 g klorál-hidrátot, 1 g citromsavat és 0.2 g kálium-jodidot (mind Interkémia). Az eosint 1 %-os vizes oldat formájában (Interkémia) használtuk. A festést követően a metszeteket izopropil-alkoholban, terpineolban (Caola), majd xylolban történt kezelést követően közvetlenül a xylolból Pertexxel fedőautomatában (mindkettő Medite) fedjük. A histológiai értékelés során pozitívnak ítéltük a mintát, ha abban a nagy (400×-os) nagyítású látóteret meghaladó kiterjedésben acut, granulocytás gyulladás jeleit, tályogképződést észleltünk, ha ennél kisebb ill. néhány sejtes csoportokban elszórtan elhelyezkedő acut lobos folyamat jeleit észleltük reparációs jelenségekkel, akkor minimális residuumról beszéltünk, ha a gyulladásos jelenségek hiányoztak és csak a reparatorikus jelenségek (sarjszövet, heg) voltak jelen, a mintát negatívnak tekintettük az osteomyelitis szempontjából. Amennyiben a lágyrészekben is találtunk acut gyulladásos jelenségeket, azt is feljegyeztük. A szövettani vizsgálatok szemikvantitatív értékelését független patológus végezte a granulocyta szám, a necrosis kiterjedése, a trabecularis corticalis destrukció mértéke, reparációs jelek és a lágyszöveti érintettség kiterjedése alapján. A metszeteket az alább látható szemikvantitatív histológiai rendszer alapján értékeltük, melynek paramétereit magunk határoztuk meg (2. táblázat). Az ezen paraméterek alapján adott pontszámokat összegeztük és így egy összesített osteomyelitis pontszámot kaptunk, melynek maximális értéke 8 volt. 2. táblázat: A szövettani eredmények értékelésének szempontjai Szempontok

Mérték

Pont

Granulocyta szám látóterenként

nincs

0

kevés <10

1

számos 10-50

2

>50

3

(20x nagyításnál)

45

Trabecularis csont destructio

Corticalis károsodás

nincs

0

mérsékelt

1

súlyos

2

corticalis régió nem érintett 0 corticalis csont érintett

Reparatios jelek Lágyszöveti érintettség Maximális pontszám

1

nincs lymphocyta infiltratio 0 szöveti hegesedés

1

nem érintett

0

érintett

1 8

2.3. Statisztikai módszerek Az in vitro kísérletekben minden mérést háromszor végeztünk el, az eredményeket átlagoltuk és a standard hibát is feltüntettük a grafikonokon. Az idő függvényében történő antibiotikum kiáramlás statisztikai vizsgálat egymintás variancia analízissal (ANOVA teszt), majd ráépített Bonferroni-féle módosított t-teszttel végeztük. Az in vivo kísérletekben a szövettani és radiológiai pontszámokat nem-parametrikus MannWhitney U-teszttel hasonlítottuk össze. Mindkét esetben *p<0.05 és **p<0.01.

2.4. Etikai elvek In vivo kísérleti módszereinket, amelyek mindenben megfeleltek a Helsinki Deklaráció által összeállított etikai alapelveknek és a 1998/XXVIII sz. Magyar Állatvédelmi Törvénynek, a PTE Állatkísérletes Etikai Bizottsága jóváhagyta és engedélyezte (engedély száma: BA 02/200-4-2000).

46

3. Eredmények 3.1. In vitro vizsgálatok eredményei 3.1.1. A clindamycin penetrációjá különböző falvastagságú PMMA lapokon keresztül Megállapítottuk, hogy a clindamycin ilyen koncentrációk mellett 4-5 nap múlva jut át kimutatható mennyiségben a PMMA lapokon, mind a 200, mind a 300 µg/ml antibiotikum koncentráció esetében (3. táblázat). Csontcement falvastagság tized mm-ben és a hozzájuk tartozó gátlási zóna mm-ben

Clindamycin 200 µg/ml cc Falvastagság* 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

az idő órákban 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3 0 0 0 0 0 0 0

24 0 0 0 0 0 0 0

48 0 0 0 0 0 0 0

72 0 0 0 0 0 0 0

96 0 0 0 0 0 0 0

120 14 10 16 18 16 20 19

144 14 8 18 22 18 18 22

Clindamycin 300 µg/ml cc Falvastagság* 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

az idő órákban 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3 0 0 0 0 0 0 0

24 0 0 0 0 0 0 0

48 0 0 0 0 0 0 0

72 0 0 0 0 0 0 0

96 0 0 0 0 0 0 0

120 12 0 15 18 18 19 18

144 14 8 19 20 20 19 20

3. táblázat: Clindamycin penetrációja különböző falvastagságú PMMA lapokon keresztül

47

3.1.2. Különböző antibiotikumok kiáramlása különböző falvastagságú kapszulákból A clindamycin penetrációja különböző falvastagságú PMMA kapszulákból: A kapszulákkal végzett vizsgálatoknál az antibiotikum felszabadulását az 5. naptól kezdve detektáltuk. A gátlási zónák szélessége az idő előrehaladtával mindkét koncentráció (15 mg/100 µl, 22.5 mg/100 µl) esetében a falvastagságtól függetlenül növekedett, de vékonyabb falvastagság esetén (0.4 mm) a növekedés mértéke kisebb,

Clindamycin koncentráció ( µg / ml)

mint a nagyobb falvastagságú kapszulák (0.5-0.6 mm) esetén (11. ábra).

40 35 30 25

0,4 mm A 0,4 mm M 0,5 mm A 0,5 mm M 0,6 mm A 0,6 mm M

20 15 10 5 2

4

6

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Idõ (napok)

11. ábra: Clindamycin kiáramlása különböző falvastagságú PMMA kapszulákból Amoxicillin-clavulánsav

penetrációja

különböző

falvastagságú

PMMA

kapszulákból: A vékony falú (0.3-0.4-0.5 mm) kapszulákból az antibiotikum felszabadulást a harmadik naptól észleltük. Állandó, de kis átmérőjű gátlási zónák voltak megfigyelhetők a 17-29. napig. A 0.4 mm-es falvastagságú kapszulákból a diffúzió a 29. napig tartott. (12. ábra)

48

Amoxycillin - clavulánsav koncentráció µg (/ ml)

0,3 mm 0,4 mm 0,5 mm

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0 2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Idõ (napok) 12. ábra: Amoxicillin-clavulánsav penetrációja PMMA cement falon keresztül A cefotaxim kiáramlása különböző falvastagságú PMMA kapszulákból: A cefotaxim felszabadulás minden estben már az első naptól mérhető volt. Vékony (0.3 mm) falvastagság esetén tartósan magas antibiotikum diffúziót figyeltünk meg 38 napon keresztül, a gátlási zónák 30-40 mm átmérőjűek voltak. Vastagabb falú kapszulák esetében a penetráció kisebb mértékűnek bizonyult és 15-21 napig zajlott (13. ábra).

5. 13. ábra: Cefotaxim penetrációja különböző falvastagságú PMMA kapszulákból 49

Amikacin kiáramlása PMMA falon keresztül: Minden falvastagság esetén a harmadik napot követően 5 mm-t meghaladó gátlási zónákat mértünk. Mindez tartósan fennállt a 40 napos vizsgálati periódus alatt mindhárom falvastagság esetében. A 0,5 mm falvastagságú kapszulákból felszabaduló

Amikacin koncentráció ( µg / ml)

antibiotikum vizsgálata során 30-40 mm átmérőjű gátlási zónákat mértünk (14. ábra).

0,3 mm 0,4 mm 0,5 mm

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

3.2.1. A kísérletes osteomyelitis létrehozását követő fizikális vizsgálatok eredményei

Idõ (napok)

14. ábra. Amikacin penetrációja különböző falvastagságú PMMA kaszulákból.

3.1.3. Az azonos mennyiségű antibiotikumokat tartalmazó kapszulák és gyöngyök összehasonlító vizsgálatainak eredményei Amikacin kiáramlás Az amikacin mártogatásos módszerrel mért eredményei során a kapszulák esetében magas (850 µg/ml) értékeket mértünk a 15. napig, ezt követően a vizsgálat befejezéséig, a 31. napig az érték egyenletesen 150-180 µg/ml-es koncentrációra állt be. A kapszuláknál a gyógyszerleadás dinamikáját vizsgálva azt kaptuk, hogy az 1. napon az antibiotikum 56 %-át adta le, majd a 9. napig folyamatosan egyenletes leadás történt, ezt követően nem volt mérhető antibiotikum leadás. A gyöngyök vizsgálatakor az 1. naptól a 31. napig közel egyenletes, 200-300 µg/ml-es értékeket mértünk, míg a leadás

50

dinamikáját vizsgálva az 1. naptól a 8. napig egyenletesen csökkenő értékeket kaptunk. A MIC érték Micrococcus luteus-ra vonatkoztatva 0,1 µg/ml. (15. ábra)

Amikacin koncentráció (µg/ml)

1000 1200

1000 750 800

** ** ** ** **

Kapszula Gyöngy

**

**

** *

500 600

400 250 200

*

** *

00

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Napok 15. ábra: Amikacin felszabadulása PMMA csontcement kapszulákból és gyöngyökből a 31 nap során. *p<0,05; **<0

Clindamycin kiáramlás A clindamycin a vizsgálat teljes ideje alatt igen magas, 2000-5000 µg/ml-es antibiotikum leadást detektáltunk a kapszulák esetében, amely valószínűleg tovább is folytatódott volna. A leöntéses módszerrel azt tapasztaltuk, hogy az 1. napon meghaladta a leadás az 53 %-ot. A gyöngyöknél alacsony, 100-500 µg/ml-es értékeket detektáltunk a 17. napig. A dinamikára vonatkozóan az 1. nap a teljes antibiotikum tartalom 12 %-át adta le, majd egyenletesen csökkenő értékeket mértünk a 15. napig. A Micrococcus luteus ATCC 9341-re vonatkoztatott MIC értéke 0,1 µg/ml (16. ábra). 51

Clindamycin koncentráció ( µg/ml)

** **

3000 6000 2500 5000

** **

2000 4000 1500 3000

** **** ** ** ** **

**** *

*

2000 1000

Kapszula Gyöngy

****** ** ** ** ** ******** ****

500 1000 00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Napok

16. ábra: Clindamycin felszabadulása PMMA csontcement kapszulákból és gyöngyökből a 31 nap során. *p<0,05; **<0,01

Piperacillin+tazobactam kiáramlás A piperacillin+tazobactam tartalmú kapszulák vizsgálatakor a 15. napig egyenletesen emelkedő koncentrációkat mértünk 1200 µg/ml-es értékig, majd meredek csökkenés után a 22. naptól nem volt detektálható antibiotikum leadás. A dinamikáját tekintve 3 nap alatt a teljes érték 69 %-át adta le, majd a 12. napig egyenletes értékeket mértünk. A gyöngyöknél igen alacsony antibiotikum leadás volt tapasztalható a 19. napig, 5-40 µg/ ml-es értékeket mértünk. A leadás dinamikáját vizsgálva a 3. napig 38 %-os antibiotikum leadás történt, majd egyenletesen csökkenő tendenciát mutatott a 12. napig. A Micrococcus luteus ATCC 9341-re vonatkoztatott MIC értéke 0,8 µg/ml (17. ábra).

52

1800 900 Piperacillin + tazobactam koncentráció (µg/ml)

1600 800 700 1400

** *

*

**

1000 500 800 400 200 400

**** **

Kapszula Gyöngy

*

1200 600

300 600

**

*

* ** **

200 100 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Napok

17. ábra: Piperacillin-tazobactam felszabadulása PMMA csontcement kapszulákból és gyöngyökből a 31 nap során. *p<0,05; **<0,01

Amoxicillin+clavulansav kiáramlás Az amoxicillin/clavulansavat tartalmazó kapszulák 10 napig egyenletesen csökkenő leadást mutattak, a 6. napon hirtelen eséssel 10 µg/ml-ről 3 µg/ml-re. Ezután gyorsan csökkenő, majd a 19. naptól mérhetetlen koncentrációkat kaptunk. A kapszulák az 1. napon az összmennyiség 72 %-át adta le, majd igen alacsony értékeket detektáltunk a 12. napig. A gyöngyökből csak a 3. napon volt mérhető a felszabaduló antibiotikum koncentráció igen alacsony, 0,2-0,5 µg/ml volt, mely a 17. nap után már nem volt mérhető. A dinamikáját tekintve is egyenletesen alacsony antibiotikum koncentrációt mértünk 10 napig. A Micrococcus luteus ATCC 9341-re vonatkoztatott MIC értéke 0,1µg/ml (18. ábra).

53

**

Amoxycillin+klavulánsav koncentráció (µg/ml)

7 14

**

12 6

Kapszula Gyöngy

**

10 5 48 36

**

24

*

*

**

12 00 0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20 Napok

18. ábra: Amoxicillin clavulánsav felszabadulása PMMA csontcement kapszulákból és gyöngyökből a 31 nap során. *p<0,05; **<0,01

Cefotaxim kiáramlás A cefotaxim tartalmú kapszulákból 100-250 µg/ml koncentrációval szabadult fel az antibiotikum a 13. napig, majd egyenletesen csökkenő leadás volt mérhető a 30. napig. Az antibiotikum leadás dinamikája oly módon alakult, hogy a 3. napig 10 %-ot, majd a 10. napig 87 %-ot adott le, ezt követően még 10 napig egyenletesen alacsony értékek voltak mérhetőek. A gyöngyök esetében alacsony, 20-120 µg/ml koncentrációkat mértünk a 12. napig, majd egyenletesen csökkenőket a méréssorozat végéig. Az antibiotikum tartalom 63 %-a a 3. napig felszabadult, majd a 6. nap után nem mértünk aktivitást. A Micrococcus luteus ATCC 9341-re vonatkoztatott MIC értéke 0,1 µg/ml (19. ábra).

54

Cefotaxim koncentráció (µg/ml)

150 300

**

125 250 100 200 75 150 100 50 25 50

*

**** ** ** **

Kapszula Gyöngy

*** ** *

00 -50

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Napok

19. ábra: Cefotaxim felszabadulása PMMA csontcement kapszulákból és gyöngyökből a 31 nap során. *p<0,05; **<0,01

3.1.4. A Tazocin kiáramlása PMMA-kapszulákból A Tazocin felszabadulása PMMA-kapszulából in vitro A Tazocin folyamatosan diffundált át a PMMA kapszula falán 30 napon át. Koncentrációja a fiziológiás oldatban több százszor magasabb volt, mint a minimális gátló koncentráció (MIC: 0.1 μg/ml) a Micrococcus luteus esetében (20. ábra).

55

Tazocin koncentráció (µg / ml)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

Idõ (napok) 20. ábra: A Tazocin kiáramlása PMMA-kapszulákból

3.2. In vivo vizsgálatok eredményei 3.2.1. A kísérletes osteomyelitis létrehozását követő fizikális, radiológiai és mikrobiológiai vizsgálatok eredményei A kísérleteket 20 egészséges állaton végeztük. Első lépésként az összes állatot Staphylococcus aureussal (OKI 118003) műtétileg fertőztük. Az operált állatokat hetente fizikálisan kontrolláltuk. A műtétet követő harmadik héten négy állatnál étvágytalanságot, gyengeséget, az operált végtag atrófiáját és a térdízületi flexiós kontraktúráját figyeltük meg. Az első négy héten öt állat elpusztult szeptikus szövődmények következtében, ezeket minden értékelés alól kizártuk. A sebek váladékából izoláltuk a Staphylococcus aureus OKI 118003-as teszttörzset. Az osteomyelitis kifejlődése utáni hatodik hét során az összesített radiológiai pontszámok közt nem volt szignifikáns különbség (kontroll csoport: 5,5±0,2; a később antibiotikummal

kezelt

csoport:

5,3±0,03).

Alapvetően

minden

állat

súlyos

osteomyelitisben szenvedett az Rtg képek alapján a második sebészi beavatkozás előtt.

56

3.2.2. A sebészi debridement és Tazocin tartalmú kapszula implantációt követő fizikális, mikrobiológiai és radiológiai vizsgálatok eredményei A postoperativ hatodik héten a röntgen vizsgálat után 12 állatnál végeztünk sebészi beavatkozást, mely során a sebészi debridementet követően Tazocinnal telt mini kapszulákat implantáltunk a velőűrbe, ez volt a tulajdonképpeni kísérleti csoport. A három kontroll állatnál kapszula beültetés nélküli sebészi debridement történt. A következő radiológiai vizsgálatokra a második műtétet követő nyolcadik héten került sor, melyben kiderült, hogy a csont szélesebb és duzzadtabb. A corticalis terület a beavatkozás oldalán vékonyabb a kontroll állatok esetén, mint a PMMA-kapszulákkal kezelt nyulaknál. A klinikai tünetek korrelláltak a radiológiai jelekkel: a kontroll állatok bal alsó végtagja atrófiás volt, kontraktúrával a bal térdízületben és solid fisztulával az incisio helyén. Ezzel ellentétben a Tazocin tartalmú PMMA kapszulával kezelt állatok közül 7 teljesen meggyógyult mind fizikálisan, mind radiológiailag. 5 esetben atrófiás bal végtagot és a térdízület minimális kontraktúráját mutatták a fizikális vizsgálatok, valamint a röntgenképek is csak kis duzzanatot mutattak a medullaris régióban. A radiológiai score értékek is szignifikáns különbséget mutattak a két csoport között (kontroll: 4,8±0,04; kezeltek: 2,9±0,03; **p<0,01; Mann-Whitney U-teszt). Mikrobiológiai vizsgálómódszerrel ,lemezöntéses technikával vizsgáltuk,hogy kerül e antibiotikum,és milyen mennyiségben a szisztémás keringésbe a lokális antibiotkus terápia során. Azt tapasztaltuk,hogy a vizsgálat egész ideje alatt csak egy alkalommal sikerült kimutatni antibiotikumot ,mely egy 20mm átmérőjű gátlási zónát hozott létre a becseppentett szisztémás keringésből vett vérminta körül.Mivel csupán ez az egyetlen pozitiv eredmény volt a vizsgált időszakban ,ezt külső szennyezésnek tulajdonitottuk .mely vagy a mintavétel ,vagy a szállítás során keletkezhetett.

3.2.3. Histológiai vizsgálatok eredményei A radiológiai vizsgálatokat követően az állatokat narkózisban elvéreztettük, majd az operált végtagokat exartikuláltuk a csípőízületben és szövettani vizsgálatokat végeztünk mind az antibiotikummal kezelt, mind a kontroll csoport esetében. Az antibiotikummal nem kezelt kísérleti állatok esetében a femur velőűrének felfúvódását,

57

a corticalis elvékonyodását lehetett látni makroszkóposan. A minta centrumában sárgásfehér, törmelékeny, necrotikusnak tűnő anyag helyezkedett el. A kísérlet végén az állatok leölése után az összes beültetett kapszulát megtaláltuk. A kontroll csoportnál az infect oldalon a tibia medulláris ürege makroszkóposan kiszélesedett és vékony corticalis terület volt látható. A minták közepén sárgásfehér anyagot találtunk, mely azt bizonyítja, hogy szövetnecrosis zajlott granulocytákkal és széteső degradálódott sejtekkel. A környező corticalis csont kiszélesedett és a reparációnak csak csekély jelét mutatta, úgy, hogy a szomszédos trabecularis csontban oda nem illő, irreleváns restruktúrálódást, újraképződést tapasztaltunk. Az intertrabecularis helyeken kis mértékű reparáció, fibrotikus szövet és hegesedés is látható volt a chronicus gyulladás jeleiként (21. ábra). Az antibiotikummal kezelt kísérleti állatok esetében makroszkóposan a csont nem mutatott szembetűnő megvastagodást, csak a behelyezett kapszulának megfelelően. Mikroszkóposan a csontvelő intakt haemopoetikus szövetét találtuk a medulláris üregben. Körülötte a trabecularis és corticalis csont az előző mintához képest csak minimális chronicus lobosodás jeleit mutatott, kevés sarjszövettel, a corticalis kiszélesedése nélkül (22. ábra). A szövettani értékek vitsgálatakor számottevő különbséget találtunk a két csoport között. A histológiai vizsgálatok összességében az antibiotikummal kezelt kísérleti csoportnál hét esetben szövettanilag gyógyulást, három esetben a reparáció jeleit láthattuk és csak két állat esetében nem tapasztaltuk a gyógyulás semmilyen formáját. Az összesített szövettani score a kontroll csoportban 6,8±0,5, a Tazocinnal telt PMMA kapszulákkal kezelt csoport esetében 3,7±0,4 (p=0,002). A különbség szignifikánsan kisebb.

58

Genny Lobgát

Hypertrophiás csont

21. ábra: Staphylococcus aureus kísérletes osteomyelitis szövettani képe. Haematoxylin eosin festés, 40x nagyítás.

Normál haemopoeticus szövet

Remodellált csont

22. ábra. Remodellált csontszövet szövettani képe. Haematoxylin eosin festés, 40x nagyítás.

59

4. Megbeszélés. Pyogen csontgennyedések kialakulásakor egyre gyakrabban kerül előtérbe a lokális

antibiotikum

védekezés

módszere.

A

sebészi debridement,

a stabil

oszteoszintézis, valamint a célzott parenteralis, terápiás szöveti koncentrációt nyújtó antibiotikus védelem mellett, a helyileg használt antibiotikum kezelés az utóbbi 40 évben vált általánosan elismertté. 1970-ben Buchholz és Engelbrecht bizonyították először azt a tényt, miszerint, ha a csontcementhez antibiotikumot keverünk, a megszilárdulást követően antibiotikum szabadulhat ki és juthat a közvetlen környezetébe hasznos mennyiségben. Az általuk alkalmazott gentamicin a mai napig a leggyakrabban használatos, csontcementhez keverve. Ez a természetben előforduló antibiotikum a Mikromonospora purpurea gombatörzs terméke és ma már több, mint 50 éve használjuk a klinikumban. Mint aminoglykosid típusú antibiotikum, úgynevezett koncentráció-dependens antibakteriális aktivitással rendelkezik (Lacy, 1988). Ez azt jelenti, hogy amennyiben az antibiotikum koncentrációja elég magas, minden arra érzékeny baktérium elpusztul nagyon rövid időn belül. Ennek megfelelően itt csak az antibiotikum koncentrációjától függ a baktérium erradikációja. Más, például béta laktamese gátló antibiotikum esetén (pl, cefalosporinok) az adott antibiotikum koncentrációnak, megfelelően hosszú ideig fennt kell állnia a baktériumok elpusztulásához (Lacy, 1988). A csontcementből való antibiotikum kiáramlás dinamikáját illetően 1975-ben Haas és munkatársai, 1977-ben Hill és munkatársai közöltek adatokat. Számos eltérő adat látott napvilágot különböző antibiotikum emissziós időtartamára vonatkozóan, melynek oka lehet a különböző vizsgálómódszerek használata is. Wahlig (1978) állítása szerint Palacos R-ből 12 féle antibiotikum képes kioldódni, valamint Palacos R-ből a kiáramlás 5 évvel később is regisztrálható. Buchholz (1970) gentamicin kiáramlást 7 évvel az összekeverést követőn is tudott detektálni. Hill (1977) Simplex PR és Simplex PB csontcementeket vizsgált. Az általa használt módszerrel nyert adatok szerint a flucidin csupán 7 napig, a gentamicin 22 napig, a clindamycin 56 napig mutatott antibakteriális aktivitást. Welch (1978) gentamicint és cephalotint vizsgált Surgical Simplex cemetbe keverve in vitro. Adatai szerint 175 nap múlva is volt mérhető antibiotikus aktivitás, de a baktericid hatás a

60

baktérium fajtájától, az antibiotikum csontcementbe elért koncentrációjától, illetve a kontaktus időtartalmától függött. Különböző összetételű polymethylmethacrylat cementekből különböző idő intervallumokban és koncentrációkban eliminálódnak az antibiotikumok. Greene és munkatársai (1998) in vitro kisérletekben a Simplex (Howmedica, Rutherford NJ) és a Palacos (Richards Memphis, TN) antibiotikus láncok tobramycin és vankomycin formáját vizsgálták és azt találták, hogy a Simplex cementből alacsonyabb koncentrációban és rövidebb ideig elimenálódik a tobramycin és a vancomycin, míg a Palacos PMMA lánc és spacer esetében hosszabb ideig és magasabb szinten marad az antibiotikum a MIC érték felett. Ramos és munkatársai (2003) PMMA-hoz kevertek metronidazolt, gentamicint, és metronidazolt + gentamicint, majd 21 napig vizsgálták az antibiotikum kiáramlását in vitro körülmények között. Mindhárom csoportban az első nap mérték a megmagasabb koncentrációkat (63 %-67 %-79 %), és ennek is 50 %-át az első órában. A metronidazol + gentamicin kombináció szignifikánsan több antibiotikumot adott le. A gázsterilizáció és a 2 hónapos tárolás nem befolyásolta a gyöngyök antibiotikum leadását. A spanyol Diez-Pena és munkatársai (2002) végeztek kisérleteket gentamicin tartalmú

csontcement

oldódási

mechanizmusával

és

kiáramlási

kinetikájával

kapcsolatban. Azt találták, hogy a tört felszínek alatti mélyebb rétegekből kevésbé áramlik ki a gentamicin. A különböző felületű minták összehasonlítása kapcsán arra a következtetésre jutottak, hogy a cement felületes rétegeiből jut ki az idők folyamán az antibiotikum és a mély rétegek azt jóval nagyobb koncentrációban hosszú ideig képesek retineálni. Ebből a pontos kijutási mechanizmus nem állapítható meg, de valószínű diffúzió, vagy a csontcement pórusaiból történő passzív kimosódás áll a háttérben. Az irodalomban mindmáig nincs erre vonatkozó egyértelmű adat. Az antibiotikumok felszabadulására irányuló in vitro és in vivo tanulmányok arra utalnak, hogy az antibiotikum a cement állományában történő egyenletes eloszlás után, főként a cement mikrorepedéseiből és apró üregeiből távozik egyszerű diffúzióval (Diez-Pena et al, 2002). A kijutási módozatok (felületi leoldódás, repedéseken keresztüli kioldódás, diffúzió a mátrixból) persze legvalószínűbben különböző időpontokban történnek és eltérő dominanciával játszanak szerepet (Van de et al, 2001).

61

Powles

és

munkatársai

(1998),

akik

a

különböző

antibiotikumok

karakterisztikáját hasonlónak találták, ezen túlmenően a kiáramlás mennyiségét elsősorban a csontcement felszínének tulajdonították. Antibiotikum tartalmú csontcementek használata lokális terápia céljára, felveti a megfelelő koncentráció (MIC) és a vele járó esetleges cement mechanikai tulajdonságainak modifikáiójával járó változások kérdését. Ezen kérdésfelvetésből kiindulva, valamint abból a tényből, hogy a gyárilag előállítható lokálisan adható készítményekből csak néhány fajta áll rendelkezésre a humán gyógyításban, kezdtük el kisérletsorozatunkat. A cél baktericid koncentráció létrehozása antibiogramm alapján célzottan, hosszú ideig (4-6 hét), lokális antibiotikum hordozó segítségével. A célnak legmegfelelőbbnek a polymethylmethacrylat látszott, mert viszonylag olcsó, számunkra is hozzáférhető és több, mint 40 éve használatos a gyógyászatban. A polimerizáció képlékeny szakaszábn (6-8 perc) változatos formájú és tetszés szerinti űrtartalmú edény formálható. Míg a csontcementhez por formában hozzáférhető, hőstabil, vízoldékony antibiotikum keverhető, addig – ezen formánál a polimerizáció már lezajlott. Igy elvileg bármely gyári készítményű antibiotikum elhelyezhető a PMMA-edényben, mely annak falán áthatolni képes. A vizsgálati eredményeinkből látható, hogy az első lépésként vizsgált különböző falvastagságú (0,2-0,8 mm) PMMA lapon keresztül tudott diffundálni, mind a 200, mind a 300 μg/ml koncentráció clindamycin oldat. Minden falvastagságon közel azonos időben jutott át az antibiotikum az 5. naptól kezdve 8-24 mm-es gátlási zónák voltak mérhetők. Miután megbizonyosodtunk a PMMA falak átjárhatóságáról, megfelelő edényforma kialakítását tűztük ki célul. Úgy véltük, legalkalmasabb a kapszula forma, mivel egyszerű présgéppel könnyen létrehozható, különböző falvastagságú edények készíthetők és tesztelhetők így – kiválasztandó a legmegfelelőbb -, mind a praktikum, mind a megfelelő baktericid koncentráció szempontjából. Figyelembe véve az irodalomban közölt adatokat, miszerint az antibiotikum leadás a csontcement felszínével egyenes arányban növekszik (Waling et al, 1978). Ezért a relatíve nagy felszínnel rendelkező henger, vagy kapszula formát választottuk. Kísérletsoroztunk következő lépéseként azt vizsgáltuk, hogy milyen falvastagság mellett történik nagyobb mennyiségű antibiotikum átáramlás, valamint az antibiotikum koncentráció befolyásolja-e az átáramlott mennyiséget.

62

A clindamycint azért választottuk első kipróbálandó antibiotikumként, mert a traumatológiai fertőzéseket okozó baktériumok jelentős része érzékeny e szerre és kitünő a csontba való penetrációs képessége is. A clindamycin esetében az alacsony (15 μg/100 μl) és magas (22,5 μg/100 μl) koncentrációkkal is elvégeztük a kísérleteket. A vastagabb falú kapszulák esetében mértünk magasabb koncentrációkat, ugyanezt tapasztaltuk a magasabb antibiotikum koncentrációt tartalmazó kapszuláknál is. Ezek az értékek szignifikáns eltérést nem mutattak, mégis elmondhatjuk, hogy a clindamycin esetében a vastagabb falú és magasabb antibiotikum kontcentrációt tartalmazó edényekből áramlott ki nagyobb mennyiségű antibiotikum. A grafikont elemezve az is szembetünő, hogy az antibiotikum 5, illetve 7 napos látenciával volt képes átjutni a kapszulák falán. Ugyanakkor a MIC értéket (0,1 μg/ml Micrococcus luteusra vonatkoztatva) több százszorosan meghaladta és ez a vizsgált időszak végéig tartott, sőt kismértékben emelkedett is, a vizsgálat befejezésekor érte el a csúcsot. A vizsgálatokat 40 napig végeztük, mivel a legtöbb szerző szerint 4-6 hét lokális antibiotikumos terápia szükséges a kiterjesztett sebészi kezelést követően, míg az új revaszkularizált csontszövet kialakul. Az amoxicillin-clavulánsav kiáramlása szintén a vastagabb falú kapszuláknál volt jelentősebb. Az antibiotikum felszabadulás minden falvastagság esetén a 3. naptól volt detektálható. A legrövidebb ideig tartó leadást a legvékonyabb 0,3 mm falvastagságú edényeknél észleltük. 15 napig detektáltuk a kiáramlást, ezt követték a 0,5 mm falvastagságú kapszulák 19. napig, majd 0,4 mm-esek a 29. napig. Ezt követően egyik edényből vett mintából sem észleltünk mérhető gátlási zónát. Ebből a vizsgálatsorozatból arra lehet következtetni, hogy az amoxicillin-clavuánsav, lokális antibiotikus terápiára kevésbé alkalmas szer, ugyan a MIC értéket (0,1 μg/ml Micrococcus luteusra vonatkoztatva) több százszor meghaladó koncentrációban volt detektálható, azonban a terápiás baktericid szint mindössze 12-25 napig volt mérhető, az irodalomban elfogadott 30-40 nappal szemben (Mader et al, 1990). A cefotaxim felszabadulás a legvékonyabb falú 0,3 mm kapszulákból már az első nap után igen magas koncentrációban mérhető volt és ez fennállt a 38. napig. A vastagabb 0,4-0,5 mm falvastagságok esetén fele, illetve tized résznyi koncentrációkat mértünk a legvékonyabb faluhoz képest és itt a mérhető koncentráció a 21. illetve 15. napig tartott. Ebből a mérés sorozatból arra következtethetünk, hogy a cefotaxim kevésbé képes átjutni vastagabb edények falán, valamint a szükséges terápiás idő sem elégséges, igy ugy gondoljuk, hogy a lokális antibiotikum adás esetén a vékony falú 63

kapszula használandó. Azt a lehetőséget, nagy valószínűséggel kizárhatjuk, hogy mindhárom vékony falú kapszula sérült volt, és ezért alakult ki a magas penetrációs koncentráció, hiszen a vizsgálatsorozat előtt makroszkóposan minden kapszulát megvizsgáltunk és sérüléseket nem tapasztaltunk, azonban a lehetősége fennáll egy olyan technikai hibának, hogy a kapszulákat záró szilikondugó mellett szivárgás alakult ki. Az amikacin penetrációja a legvastagabb falú kapszulákból volt a legmagasabb koncentrációban mérhető és a 40 napos vizsgálat ideje alatt folyamatosan emelkedett. A 3. naptól észleltük mindhárom falvastagság esetén az antibiotikum jelenlétét a fiziológiás sóoldalban. A vékonyabb falú edényekből közel azonos koncentrációban észleltük a kiáramlást, és ez a vastag falú edényekéhez képest lényegesen kisebb mértékű volt, de a MIC értéket (0,1 μg/ml Micrococcus luteusra vonatkoztatva) így is több százszorosan meghaladta és a vizsgált időszak végéig megközelítőleg egyenletes volt. Felmerül a kérdés, miért alakult ki két-három napos időeltolódás a PMMA lapok és a kapszulák antibiotikum eliminációja között. Többféle magyarázat is lehetséges: elsőként technológiai hiba következtében alakulhatott ki az időkülönbség. A kapszuláknál azért észlelhettünk előbb antibiotikum átáramlást, mert mikrorepedések alakultak kia gyártés során, melyek elkerülték a makroszkópos vizsgálatkor a figyelmünket. Lehetséges, hogy a kapszulák töltésekor antibiotikum csorgás révén a falon megtapadt antibiotikum eliminálódott. Előfordulhatott a szilikondugók melletti szivárgás is. Magyarázat lehet, hogy a kapszuláknak nagyobb volt a felületük, mint a PMMA lapoknak, és ezen nagyobb felületről előbb vándorolt át az antibiotikum. Terápiás szempontból mindenesetre hatékonyabb, ha az antibiotikum eliminációja minél előbb megjelenik. A helyileg alkalmazott antibiotikus kezelés során az antibiotikum csupán minimális koncentrációban kerül a szisztémás keringésbe, így toxikus hatásai elhanyagolhatóak. A szisztémás antibiotikus kezelés alatt nehéz megfelelő gyógyszer koncentrációt elérni a fertőzés helyén és gyakori probléma a complience hiánya is. Ezek a hátrányok kiküszöbölhetők lokális antibiotikus terápiával (Holtom et al, 2003). A csontcement nem befolyásolja szignifikánsan a szervezet immunstátuszát (Henry et al, 1995). A lokális antibiotikus terápiát öblítő-szívó drainageval is el lehet érni, azonban ennek számos hátránya van, mint például az ágyhoz kötöttség, a szívó rendszer állandó felügyelete, nehéz ápolás és magas költségek. 64

Roeder és munkatársai igazolták, hogy az antibiotikummal impregnált PMMA lánc kisérletes osteomyelitis modellekben a klinikai gyakorlatban is magas lokális antibiotikum koncentráció mellett alacsony antibiotikum szintet mutat a szisztémás keringésben. Henry és Galloway ( 1995) kimutatták, hogy a PMMA antibiotikus lánc kialakít egy magas helyi antibiotikum koncentrációt, miközben elkerüli a magas szervezeti koncentrációt és más mellékhatásokat, melyek gyakran kapcsolatban állnak a szervezet immunválaszával. Ez teszi a PMMA lánc használatát jelentősen hatásosabbá a csak szisztémás antibiotikus kezelésekkel szemben. Letsch és munkacsoportja (1993) gentamicin tartalmú PMMA lánc és gentamicinnel átitatott kollagén spongiosa hatását mérték össze 20 beteg esetében, hatékonyság, biztonság és biokompatibilitás szempontjából. Mérték a gentamicin koncentrációt a szérumban, a vizeletben és a seb exudátumban. A kollagénből az antibiotikum gyorsan kiáramlott, 48 órán belül magas seb és vizelet koncentrációt elérve és nem toxikus koncentrációban jelent meg a szérumban. A PMMA-ból sokkal lassabb elimináció, alacsonyabb, de állandó szint mutatkozott a sebben és vizeletben. A gyógyulás kollagén spongiosa esetében 80 %, PMMA-nál 90 % volt. Perry és munkatársai (1988) antibiotikumot tartalmazó pumpa implantációjáról számolnak be 21 beteg kapcsán. A sebészi debridement után 19 betegnél amikacin, 2nél netilmycint tartalmazó pumpát implantáltak subcutan, melynek kivezető csőve az infekt területbe vezetett. Az infúziós terápia 32-140 napon át folyamatosan történt az implantált pumpa segítségével. Az antibiotikum szérum szintje mindig alacsonyabb volt az átlagosnál. Nephotoxicitást és ototoxicitást nem tapasztaltak, melyet creatinin clearence-szel és audiogrammokkal igazoltak. 17 betegnél értek el gyógyulást a pumpa elvonását követően. Mader és kollégái (1999) a chronicus osteomyelitis sebészi terápiája, valamint a 4-6 hetes parenterális antibiotikum adás mellett adjuváns terápiaként lokálisan antibiotikus láncot, vagy spacert is elhelyezett az infect szövetekben, valamint hiperbárikus oxigén terápiát is alkalmazott. Klemm (1993) számolt be gentamicint tartalmazó PMMA láncok lokális antibiotikus hatásáról 405 eset kapcsán, ahol 90,4 %-os gyógyulást regisztráltak. A szérum és vizelet antibiotikum koncentrációja alacsony maradt, így nem kellett tartani nephro- és ototoxicitástól. E módszer alkalmazásával szükségtelenné válhat a szisztémás antibiotikus kezelés. 65

A lokálisan használt antibiotikum költsége messze alacsonyabb marad a szisztémás antibiotikum használatának, ugyanakkor a kettő kombinált használatáról az irodalomban

nincsenek

összehasonlító,

megfelelő

esetszámot

felsorakoztató

tanulmányok. A csontcementben használt antibiotikum esetén a prolongált alacsony koncentrációban történtő antibiotikum kibocsájtás valamelyest aggodalomra ad okot, hiszen ha nem megfelelő az antibiotikum koncentrációja, nagyobb lehet a rezisztencia kialakulásának veszélye is, de ennek klinikai jelentősége a mai napig kérdéses (Van de et al, 1999; Trippel, 1986). A rezisztencia kialakulásának fennálló veszélye részben a hosszú expozíciós idő miatt potenciálisan fellépő gyógyszer interakció (antibiotikum, csontcement por konzisztenciájú komponense) veszélyével is számolnunk kell. A tárolási idő során inaktiváció is kialakulhat. Ezek a tényezők teszik leginkább szükségessé, hogy egy második műtéttel eltávolítsuk az antibiotikum hordozó PMMA testeket. Az elmúlt években

több

biodegradábilis

hordozóról

jelentek

meg

közlemények.

Ezek

használatával nincs szükség második műtétre, de nagy részük jelenleg még kísérleti stádiumban van, valamint elérhetőségük kifejezetten költséges. Liu és kollégái (2002) biodegradábilis lactide-glicolid kopolimert vankomycinnel kevertek, 55 Co-on és 8 mm-es gyöngyökké préselték. In vivo állatkísérletekben vizsgálták, több mint 55 napon keresztül az antibiotikum kiáramlást. A szisztémás keringésben nagyon alacsony koncentrációkat találtak. Klinikai vizsgálatok összesített eredményei alapján az Enterobacteriaceae által okozott osteomyelitisek, több mint 90 %-át kezelték kinolon származékokkal (ofloxacin, ciprofloxacin) impregnált hordozók beültetésével. Kinolon+rifampicin kombinációval a Staphylococcus osteomyelitisek is jól kezelhetők (Lew et al, 1999). Mayer és munkatársai (1998) poli-(L-lactid)-ból (PLA) biodegradábilis gyöngyöket készítettek, melyben hidrofil ionpárokal stabilizálták a gentamicin molekulát. Azt tapasztalták, hogy a gyöngyök 4 hónapig egyenletesen adták le az antibiotikumot és ezek több, mint 60 %-a kioldódott. Gerhardt és munkacsoportja (1988) kísérletes biodegradábilis csontcementet (poly-propylene-fumarate-methylmethacrylate)

és

PMMA

antibiotikum

leadását

hasonlították össze gentamicin és vancomycin esetében. Patkányokba implantáltak percutan gentamicin és vancomycin PMMA cilindereket, valamint PPF-MMA rudakat. Immunassay-vel és mikrobiológiai agar-diffúziós technikával vizsgálták a patkányok antibiotikum koncentrációját a sebváladékban és a vérben. Kéthetes vizsgálat során a 66

PPF-MMA cement magasabb antibiotikum koncentrációt mutatott a sebváladékban és a vérben, mint a PMMA. Mindkét cement esetében a szérum-antibiotikum koncentráció 3 % alatt volt. A PPF-MMA potenciális terápiás módszerként jön szóba chronicus osteomyelitisek esetében. Gerhardt és munkatársai (1993) patkány osteomyelitis modellen igazolták, hogy korai időpontban kezdett PMMA és biodegradábilis cement terápiás hatása közt nincs szignifikáns különbség. Sanchez és munkatársai (2001) három biodegradábilis alkotóból álló implantátum

közvetítésével

transzportált

gentamicint

patkány

femur

modell

segítségével (25 % hydroxiapatite, 75 % tricalcium-phosphate, 20 % poly-(L-lactide), 3 % gentamicin-sulfate). A gentamicin magas koncentrációban volt jelen a csontban, a vesében és a vérben. A legmagasabb értékeket az első öt napban mérték, de a csontban az antibiotikum koncentráció a minimális baktericid koncentráció felett volt négy hétig. Hendricks és munkatársai (2001) 6 % tobramycint tartalmazó polycaprolactone és PMMA elúciós karaktereit hasonlították össze patkány femur velőüregébe helyezett rudak segítségével. Két csoportra osztották az állatokat. Az elsőbe polycaprolactone rudakat, a másik csoport tagjainak velőüregébe PMMA rudakat helyeztek. 56 nap után mérték a tobramycin koncentrációt a vérben, a csontban és a vizeletben. A csontban szignifikánsan magasabb volt az antibiotikum koncentráció a polycaprolactone esetében. A szérumban egyik csoportnál sem lehetett kimutatni mérhető antibiotikum szintet. Ígéretes lokális biodegradábilis hordozó magas csúcs és hosszabb kiáramlási idővel tobramycin esetében. Saito és munkatársai (2002) vancomycin tartalmú hydroxiapatite blokkot implantáltak öt betegbe, akiknél methycillin rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA) okozta chronicus osteomyelitis alakult ki. A blokkokat eltávolították, mikor rekonstrukciós sebészeti beavatkozást végeztek. Azt tapasztalták, hogy az antibiotikum az első hónapban gyorsan magas koncentrációba ürül a blokkból. Három hónap alatt a vancomycin 90 %-át leadja. Hatásos terápia chronicus osteomyelitisben. Kísérletsorozatunk következő állomása, hogy azonos mennyiségű antibiotikumok kiáramlását vizsgáltuk kapszulákból és gyöngyökből.

67

A clindamycint tartalmú kapszulák és gyöngyök az antibiotikum felszabadulása A kapszulák magas antibiotikus kiáramlást mutattak a 32 napos vizsgálat alatt, 2000-5000 μg/ml koncentrációban. Ezzel ellentétben a gyöngyök esetén sokkal kisebb koncentrációkat mértünk, 100-500 μg/ml. Az antibiotikum leadás dinamikáját vizsgáló méréssorozatnál a fiziológiás sót minden nap cseréltük. Azt tapasztaltuk, hogy a kapszulákban lévő teljes antibiotikum mennyiség több mint 50 %-a felszabadul az első napon belül. A kiáramlási dinamika is alacsonyabbnak bizonyult a gyöngyök esetében. A teljes mennyiség mindössze 12 %-a szabadult fel az első nap során és folytonosan csökkenő értéket mértünk még a 15 napon is. A kapszulákból való kiáramlás ezen antibiotikum esetén a vizsgálat egész ideje alatt szignifikánsan magasabb volt, mint a gyöngyök esetén, bár a gyöngyökből való kiáramlás is több százszor meghaladta a MIC értéket (0.1 μg/ml M. luteus). Véleményünk és vizsgálati tapasztalataink szerint ez az antibiotikum kifejezetten alkalmas lokális terápiára való felhasználásra, ezen új módszer alkalmazásával. Mellette szól csontba való kitűnő penetrációs képessége, és hogy az osteomyelitist okozó baktériumok döntő többsége is érzékeny rá . Amoxicillin –clavulansav tartalmú kapszulák és gyöngyök antibiotikum felszabadulása A kapszulákból az első 10 nap alatt penetrálódott magas koncentrációban az antibiotikum, majd fokozatosan csökkenő ütemben. Gyors csökkenést tapasztaltunk a 6. naptól a 10. napig, mikor is 5 μg/ml-ről 1,5 μg/ml-re csökkent a kiáramlott koncentráció,majd ez tovább fogyva a 19. nap után, már nem sikerült mérhető koncentrációt regisztrálni. A gyöngyök esetében, már a kezdeti időszakban is kismértékű felszabadulás volt tapasztalható. A koncentráció nem ment 0,1-0.25 μg/ml fölé és a méréssorozat 12. napja után nem volt mérhető antibiotikum koncentráció. A kiáramlás dinamikáját célzó vizsgálatok során azt tapasztaltuk, hogy a kapszulákból már az első napon a teljes dózis 72%-a felszabadul, majd igen kis koncentrációkat mértünk egész a 12. napig. A gyöngyökből való antibiotikum felszabadulás dinamikája az első napi 24% után 10 napig volt mérhető csökkenő arányban. A MIC érték Micrococcus luteusra vonatkoztatva 0,1 μg/ml. Úgy véljük, hogy az amoxicillin-clavulánsav instabil antibiotikum, valamint a nem hőstabil csoportjába tartozik. Valószínűleg ennek köszönhető, hogy igen szerény koncentrációban jelent meg a fiziológiás sóoldatban a mérés folyamata alatt. Bár a baktericid koncentráció ebben az esetben is több százszorosa volt a MIC értéknek, azonban a terápiás idő nagyon rövid, mindössze 10 68

nap, in vitro körülmények között, mely valószínű, hogy in vivo esetben tovább csökkenne. Mindezek alapján úgy véljük, hogy ez az antibiotikum alkalmatlan lokális antibiotikumként való felhasználásra. Amikacin tartalmú kapszulák és gyöngyök antibiotikum felszabadulása A kiáramlás a kapszulákból a 15 napig magas volt, 850 μg/ml, majd ezt követően 180200 μg/ml-es értékre csökkenve stabilizálódott, és maradt a vizsgálat időszak végéig. Gyöngyök eetében 200-250 μg/ml-es koncentrációkat mértünk szintén a 15. napig, mely fokozatosan nullára csökkent. A két antibiotikum hordoztó között szignifikáns különbség van a kapszulák javára. Az antibiotikum felszabadulás dinamikájára vonatkozó mérések során a kapszulákból a teljes antibiotikum mennyiség 56 %-a távozott a fiziológiás sóoldatba, majd fokozatosan csökkenő koncentrációkat mértünk egész a 9. napig. A gyöngyökből történő napi antibiotikum kiáramlás az első napokban 10-15 % volt, mely fokozatosan csökkent a 8. napig, miután nem detektáltunk mérhető koncentrációt. MIC érték Micrococcus luteusra vonatkoztatva 0,1 μg/ml. Mindkét antibiotikum hordozóból a baktericid koncentráció többszöröse áramlott ki a kapszulákból, mégis szignifikánsan nagyobb értékeket mértünk a vizsgált időszak első felében. Így úgy véljük, hogy ez az antibiotikum kifejezetten hasznos lenne antibiogramm alapján lokális antibiotikus szerként. Piperacillin+tazobactam tartalmú kapszulák és gyöngyök antibiotikum felszabadulása Az antibiotikum felszabadulása a kapszulákból néhány napos 400 μg/ml értéket követően igen magas 750 μg/ml értékig emelkedett és a maximumot a 15. napon érte el, majd egy meredek csökkenés után a 30. napot követően nem volt mérhető antibiotikum kiáramlás. A gyöngyök esetében kisebb koncentrációkat mértünk, amelynek maximuma a 10. nap körül érte el a közel 400 μg/ml koncentrációt, majd fokozatosan csökkent 30. napig, miután már nem sikerült kimutatható mennyiséget találni. Az antibiotikum dinamikáját célzó vizsgálatok során a kapszulákból a teljes antibiotikum mennyiség 69 %-a felszabadult az első 3 nap alatt, majd fokozatosan csökkenő koncentrációkat mértünk minden nap a 12. napig. A gyöngyökből 38 % szabadult fel 3 nap alatt, és ez is szintén fokozatos csökkenést mutatott a 12. napig. Ez az antibiotikum is hasonlóképpen viselkedett, mint az amikacin és itt is a kapszulákból a mérési időszak első felében szignifikánsan több antibiotikum szabadult 69

fel, mint a gyöngyökből. A baktericid koncentráció több százszorosát értük el mindkét hordozónál. A MIC érték 0,8 μg/ml Micrococcus luteusra vonatkoztatva. Cefotaxim tartalmú kapszulák és gyöngyök antibiotikum felszabadulása Az antibiotikum felszabadulás kapszulák esetében a 16. napig 3 alkalommal 150 μg/ml-es csúcsot ért el, egy relative magas 50 μg/ml-es értékről indulva, majd a 16. napot követően fokozatos csökkenés után a 32. nap már nem mértünk értékelhető koncentrációt. A gyöngyökből a 13. napig 12-50 μg/ml-es koncentrációkkal oldódott ki az antibiotikum, majd ezt követően fokozatosan nullára csökkent a 26. napig. A dinamikát tekintve a kiáramlás kapszulák esetében 3 nap alatt a teljes mennyiség 63 %-a volt, majd fokozatos csökkenés után a 6. napot követően már nem volt mérhető mennyiség. A gyöngyök esetében 3 nap alatt mindössze 10 % szabadult fel, majd fokozatos koncentrációs csökkenéseket mértünk a 10. napig. A MIC érték 0,1 μg/ml Micrococcus luteusra vonatkoztatva. Ez az antibiotikum is a baktericid koncentráció több százszorosát mutatta in vitro körülmények között mindkét hordozónál, azonban ebben az esetben is a kapszulákra vonatkoztatva szignifikáns volt a különbség. Rendelkezésre áll néhány in vitro adat az extrém magas lokális antibiotikum koncentráció

toxikus

hatásáról,

melyeket

osteoblastokra

gyakorolnak

az

aminoglycosidok, de ezeket mi nem vizsgáltuk. Az általunk vizsgált antibiotikumokra az irodalomban nem találtunk ilyen adatokat. A toxicitás eltérhet in vivo körülmények közt (Isefuku et al, 2001;

Miclau et al, 1998). A mi eredményeink szerint az

antibiotikumok kapszulákból történő felszabadulása hosszabb ideig tart, mint 30 nap. A vizsgálati periódus 32. napja végén a koncentrációk még sokkal magasabbak voltak a MIC értéknél az általunk vizsgált antibiotikumok mindegyikénél, kivéve az amoxicillinclavulánsavat. A klinikai gyakorlatban a nem biodegradábilis hordozókat, mint a PMMA gyöngyöket és spacereket az implantációt követő 6-8 hét után eltávolítják. Ez idő alatt az infekciót ezek kontrollálják. Így a lokális antibiotikum koncentráció magas volta miatt ritkán szükséges szisztémás antibiotikus kezelés is. Az általunk készített PMMA kapszulák is eltávolithatók 6-8 hét után, azonban ez nem feltétlenül szükséges, mivel a PMMA-t, mint csontcementet használják ízületi protetizálásnál, valamint osteoporoticus csontok, főleg csigolyák stabilizálásánál. Ezért a PMMA kapszulák nem biztos, hogy lokális reakciókat indukálnak visszahagyás esetén. Az általunk gyártott kapszulák fő előnye a jelenleg használt lokális antimikrobiális terápiával szemben, hogy 70

ezek bármely ismert antibiotikummal megtölthetők és a mikrobiológiai mintákból kitenyészetett baktérium antibiotikum érzékenysége szerint specifikusan használhatók. A jelenlegi eredményeink azt mutatják, hogy a PMMA fal permeabilis az általunk vizsgált antibiotikumokra (amikacin, amoxicillin-clavulansav, clindamycin, cefotaxim, piperacillin-tazobactam, pefloxacin). A cement radiológiai vizsgálattal detektálható, mivel gyárilag sugárfogó anyagot tartalmaz, emiatt lokális helyzetük kontrollálható. Jelen eredményeink bizonyítják, hogy minden vizsgált antibiotikum fokozottabban és hosszabb ideig penetrálódik a környezetébe kapszulákból, mint gyöngyökből. Ezért ez a módszer lehetőséget nyújt a chronicus suppurativ csont- és lágyrész sérülések lokális, célzott antibiotikus terápiájára. In vivo kísérleteink során a Tazocint (piperacillintazobactam) azért választottuk, mert olyan szert kívántunk tesztelni, mely különbözik a leginkább használt aminoglycozidoktól, de lokálisan hatékony in vitro azon baktériumok ellen, melyek

leggyakrabban az osteomyelitist okozzák. Olyan

tulajdonságú antibiotikumot akartunk megvizsgálni, mely alkalmatlan csontcementhez keverve mivel hőlabilis, valamint por formában sem kerül kereskedelmi forgalomba. In vivo vizsgálatunk eredményei azt mutatják, hogy ezen Tazocin tartalmú PMMA kapszulákkal kezelt, nyúl tibián létrehozott kisérletes osteomyelitis az esetek nagy részében fizikálisan, radiológiailag és histológiailag is gyógyultak. Ezzel ellentétben a kontroll csoportnál, melynél csak sebészi beavatkozás történt antibiotikum adása nélkül, nem találtuk gyógyulás, reparáció jeleit. Annak ellenére, hogy a Tazocin tartalmú kapszulákkal kezelt csoportban öt állatánál részben atrophiát és térdízületi kontrakturát is észleltünk a terápiás beavatkozást követő 8. héten, a szövettani vizsgálatok három esetben reparációs jeleket is mutattak. Úgy gondoljuk, hogy ezen 3 nyúl a gyógyulási periódus elején volt, és ha a lokális antibiotikus terápia tovább folytatódott volna, vagy szisztémás antibiotikus terápiát is folytattunk volna, akkor valószínű, teljes gyógyulást érhettünk volna el.

71

5. A tézis legfontosabb eredményei és azok gyakorlati jelentősége A tézis célkitűzéseinek megfelelően olyan antibiotikum hordozó edényt fejlesztettünk ki, melybe bármely gyárilag készült antibiotikum belehelyezhető és ez az edény falán áthatolva baktericid koncentrációt képes elérni a fertőzött területeken. Az antibiotikum hordozóul választott anyag a PMMA volt, mely már hosszú ideje használatos a csontsebészetben. A PMMA-t nem a szokásos formában kívántuk alkalmazni (intraoperatíve kevert antibiotikum hordozó), hanem már a polimerizáció lezajlását követően kialakított kész edény formájában használtuk fel. Ezen kísérletek és vizsgálatok újdonságnak értékelhető eredményei: 1. In vitro kísérletekkel bizonyítottuk, hogy különböző falvastagságú PMMA lapokon át (0,2-0,8 mm) a clindamycin magas és alacsony koncentrációban is penetrál a fiziológiás sóoldatba a vizsgálat kezdetét követő 4-5. nap után. Azt tapasztaltuk,

hogy

a

tesztkádakban

elhelyezett

antibiotikum

oldatok

koncentrációja egyenesen arányos az átáramló antibiotikum mennyiségével. 2. Az áltunk vizsgált különböző falvastagságú PMMA lapok antibiotikum áteresztőképessége között nem találtunk szembetűnő lényeges különbséget. 3. Magunk által tervezett és kivitelezett, bakelitből és alumíniumból álló présgépet készítettünk, melynek segítségével különböző falvastagságú vivőedényeket (kapszulákat) tudtunk sajtolni és ezen kapszulák segítségével tesztelhettük a különböző antibiotikumokat in vitro és in vivo vizsgálatokkal. 4. Ugyancsak in vitro vizsgálatokkal igazoltuk, hogy az általunk kiválasztott antibiotikumok mindegyike a Micrococcus luteus ATCC 9341 MIC értékét több százszor meghaladóan képes penetrálni a különböző falvastagságú kapszulákból. 5. In vitro összehasonlító vizsgálataink során, melynél azonos mennyiségű antibiotikumokat tartalmazó PMMA-gyöngyök és kapszulák antibiotikum kiáramlása között szignifikáns különbséget találtunk a kapszulák javára minden általunk vizsgált antibiotikum esetében. 6. In vivo vizsgálatainkkal bizonyítottuk, hogy a nyúl tibián létrehozott kísérletes osteomyelitis modellben a sebészi debridement-et követően Tazocin tartalmú PMMA kapszulák beültetése fizikális, radiológiai és histológiai gyógyulást is eredményezett.

72

7. Mikrobiológiai vizsgálatokkal igazoltuk, hogy az in vivo kísérletek során, annak terápiás szakaszában a lokálisan adott antibiotikum a szisztémás keringésbe nem jut be.

6. Irodalomjegyzék 1.

Ádám Éva: 2001. Gyógyszerészi mikrobiológia. Semmelweis Kiadó, Bp. 421422.

2.

Archer GL: 1978. Antimicrobial susceptibility and selection or resistance among Staphylococcus epidermidis isolates recovered from patients with infections of indwelling foreign devices. Antimoicrob Agents Chemother 14:353-359,

3.

Babul N, Pasko M: 1988. Teicoplanin: A new glycopeptide antibiotic complex. Drug Intel Clin Pharm 22:218-226,

4.

Baker AS, Greenham LW. 1988. Release of gentamicin from acrylic bone cement. Elution and diffusion studies. J Bone Joint Surg Am 70:1551-1557.

5.

Bálint L, Koós Z, Liszt F, Szabó Gy: 2004. Csontcementből történő gentamicin emisszió in vivo detektálása nagyízületi protetizálást követően. Magyar Traumatológia Ortopédia. 1: 34-42.

6.

Bálint L, Szántó Z, Kocsis B, Szabó Gy: 2002. Antibiotikum emisszió vizsgálata csontcementből I. (in vitro kísérlet). Magyar Traumatológia Ortopédia 3: 163170.

7.

Bayston R, Milner RDG: 1982 Sustained release of antimicrobial drugs from bone cement. J Bone Joint Surg. 64-B: 460-464.

8.

Brook I: 1986 Anaerobic osteomyelitis in children. Pediatr. Infect. Dis 5: 550.

9.

Brown GL, Thompson PD, Mader JT, et al: 1973. Effects of hyperbaric oxygene upon Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans. Aviat Space Environ Med 50:717-720,

10.

Bryson VJ, Connor JD, Leclere M, Gimmona ST: 1979. High dose oral dicloxacillin treatment of acute staphylococcal osteomyelitis in chilhood. J Pediatr 94:673-675,

11.

Buchholz HW, Engelbrecht H: 1970 Über die Depotwirkung einiger Antibiotica bei Vermischung mit dem Kunstharz Palacos. Chirurgica,. 41: 511-515.

12.

Bushby SRM: 1977. Synergy of Trimethoprim and Sulfonamides: History and Current Status. In Woodbine D (ed). Antibiotics and Antibiosis in Agriculture. London, Butterworths 64-81,

13.

Chant C, Reybak MJ: 1995. Quinuprisitin/dalfopristin (RP59500): A new streptogramin antibiotic. Ann Pharmacother 29:1022-1027,

14.

Cierny G, Mader JT: 1984. Adult chronic osteomyelitis. Orthopedics 7:15571564, 73

15.

Cripps M, Shirliff ME, Mader JT: 1998. The treatment of osteomyelitis with a hydroxiapatite antibiotic implant in a rabbit model. 38th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy, San Diego,

16.

David WH, Mark PM: 1996. Bacterial osteomyelitis in adults: Evolvong considerations in diagnosis and treatment. Am J Med 101:550-561,

17.

Diez Pena E, Frustos G, Frustos P, Barrales-Rienda J: 2002. Gentamicin sulphate release from a modified acrylic surgical radiopaque bone cement.Influence of the gentamicin concentration on the release process mechanism. Chemical & Pharmaceutical Bullentin. 50 (9):1201-1208 Sep.

18.

Dresser LD, Rybak MJ: 1998 The pharmacologic and bacteriologic properties of oxazolidinones, a new class of synthetic antimicrobials. Pharmacotherapy 18:456-462,

19.

Ernst ME, Ernst EJ, Kepser ME: 1997. Levofloxacin and trovafloxacin: The next generation of fluoroquinolones. Am J Health Syst Pharm 54:2569-2584,

20.

Faville RJ, Zaske DE, Caplan EL: 1978. Staphylococcus aureus endocarditis: Combined therapy with vancomycin and rifampin. JAMA 240:1963-1965,

21.

Fong IW, Engelking ER, Kirby WMM: 1976. Relative inactivation by Staphylococcus aureus of eight cefalosporin antibiotics. Antimicrob Agents Chemother 9:939-944,

22.

Fuller RE, Drew RH, Perfect JR: 1996. Treatment of vancomycin resistant Enterococci with a focus on quinupristin-dalfopristin. Pharmacotherapy 16:584592,

23.

Gaál Cs.: 2002. Sebészet. Medicina. Budapest. 1140-1143.

24.

Geraci JE, Hermans PE: 1983. Vancomycin. Mayo Clin Proc 58:88-91,

25.

Gerhart TN, Roux RD, Hanff PA, Horowitz G, Renshaw AA, Hayes WC: 1993 Antibiotic-loaded biodegradable bone cement for prophylaxis and treatment of experimental osteomyelitis in rats. J. Orthop. Res..11 (2): 250-255. Mar.

26.

Gerhart TN, Roux RD, Horowitz G, Miller RL, Hanff P, Hayes WC: 1988 Antibiotic release from an experimental biodagredable bone cement. J. Orthop. Res.. 6 (4): 585-592.

27.

Greene N, Holton PJ, Warren CA, Ressler RL, Shepherd L, McPherson EJ, Patzakis MJ.: 1998 In vitro elution of tobramycin and vancomycin polymethylmethacrilate beads and spacers from Simplex and Palacos. Am J Orthop.. 27:201-205.

28.

Haas SS, Brauer GM, Dickinson G: 1975 A characterization polymethylmethacrylat bone cement. J Bone Joint Surg.57A, 380-391.

29.

Hendricks KJ et al: 2001 Elution characteristics of tobramycin from polycaprolactone in a rabbit model. Clin. Orthop.. 392: 418-426 Nov.

30.

Henry SL, Galloway KP: 1995. Local antibacterial therapy for the management of orthopedic infections. Pharmacokinetic considerations. Clin. Pharmacokinet. 29: 36-45.

31.

Hernádi F, Trestyánszky Z, Fodor E. 1993. Antibiotikumok felhasználása. Gyógyszerpiac.

of

74

32.

Hill J, Klenermann S, Blowers T, Blowers R: 1977. Diffision of antibiotics from acrylic bone cement in vitro. J Bone Joint Surg 59-B: 197-199.odgkin UG: 1975. Antibiotics in teh treatment of chronic staphylococcal osteomyelitis. South Med J 68:817-823,

33.

Holtom PD, Patzakis MJ: 2003 Newer methods of antimicrobial delivery for bone and joint infections. Instr. Course Lect.. 52:745-749.

34.

Isefuku S, Joyner CJ, Simpson AH: 2001. Toxic effect of rifampicin on human osteoblast-like cells. J Orthop Res; 19:950-954.

35.

Jackson MA, Nelson JD: 1982 Etiology and medical management of acute suppurative bone and joint infections in pediatric patients. J Pediatr Orthop 2:313-323,.

36.

Jorgensen JH, Turnidge JD, Washington JA: 1999. Antibacterial susceptibility tests: dilution and disk diffusion methods in: Murray PR, Baron EJ, Pfaller MA, Tenover FC, Yolken RH (Eds): Manual of clinical microbiology. 7.ed. Washington DC, ASM.

37.

Kappstein I, Daschner F: 1989. Infectionsprophylaxe: Fakten und Mythen. Z Orthop 127: 467-473.

38.

Kass EH, Evans DA: 1979. Future prospects and past problems in antimicrobial therapy: The role of cefoxitin. Rev Infect Dis 1:1-2,

39.

Kirby WMM, Regamey C: 1973. Pharmacokonetics of cefazolin compared with other cefalosporins. J Infect Dis 128(Suppl):341-346,

40.

Kiss J: 1992 A cefotaxim profilaktikus és terápiás alkalmazása a sebészetben. Magyar Sebészet. 45: 158-190.

41.

Kitugi SN, Larsson S, Wallinder L, Holm S: 1995 Bone and fluid concentrations of cefalosporins. Acta Orthop Scand. 66: 161-165.

42.

Klemm KW: 1993. Antibiotic bead chains. Clin. Orthop. 295: 63-76

43.

Kolyvas E, Ahronheim G, Marks MI, et al: 1980. Oral antibiotic therapy of skeletal infections in children. Pediatrics 65:867-871,

44.

Lacy MK, Nicolau DP, Nightingale CH, Quintiliani R. 1988. The pharmacodynamics of aminoglycosides Clin Inf Dis 27: 23-27.

45.

Laky R, Horváth A, Kubatov M. 1982. Kísérletes osteomyelitis kezelése tobramycin ill. cephalotin tartalmú polymetil-methacrylat golyókkal. Magyar Traumatológia Ortopédia 4: 280-286.

46.

Laky R: 1983. The use of polymethyl.metacrylate balls end beats containing Gentamicin for the treatment of chronic posttraumatic osteomyelitis. Magy Traumatol Orthpo Helyreállító Seb 22, 25-32.

47.

LeFrock JL, Klainer AS, Chen S, et al: 1975. The spectrum of colitis assotiated with lincomicin and clindamycin therapy. J Infect Dis 131(Suppl):108-115,

48.

Letsch R, Rosenthal E, Joka T: 1993. Locale antibiotica-Application in der osteomyelitisbehandlung-Eine Vergleichstudie mit zwei verschiedenen Tragersubstanzen. Aktuelle Traumatol. 23: 324-329.

49.

Lew DP, Waldvogel FA: 1999 Use of quinolones in osteomyelitis and infected orthopaedic prothesis. Drugs. 58 2:85-91. 75

50.

Liu SJ et al: 2002. In vitro release of vancomycin from biodegradable beads. J. Biomed. Mater. Res. 63(6): 807-813.

51.

Mader JT, Cantrel JS, Calhoun JH: 1990. Oral ciprofloxacin compared with standars parenteral antibiotic therapy for chronic osteomyelitis in adults. J Bone Joint Surg 72A:104-110,

52.

Mader JT, Shirtliff ME, Bergqiust SC, Calhoun J: 1999 Antimicrobial treatment of chronic osteomyelitis. Clin Orthop. 360. 47-65.

53.

Magyar T, Árr M, Ludwig E. 1993. Antibiotikum politika. Gyógyszereink 43:277-282.

54.

Mayer JD et al: 1998 Preparation and in vitro characterisation of gentamicinimpregnated biodegradable beads suitable for treatment of osteomyelitis. J. Pharma Sci.. 87 (9): 1149-1154. Sep.

55.

McQeen M, Hughes SP, May P, Verity L: 1990 Cefuroxim in total joint arthroplasty: intravenous or in bone cement. Arthroplasty. 5:169176.

56.

Miclau T, Edin ML, Lester GE, Lindsey RW, Dachners LE: 1998. Effect of ciprofloxacin on the proliferation of osteoblast-like MG-63 human osteosarcoma cells in vitro. J Orthop Res; 16:509-512.

57.

Mjoberg B. 1986. Loosening of the cemented hip prosthesis. The importance of heat injury. Acta Orthop Scand Suppl.221:1-40.

58.

Nakata MM, Lewis RP: 1984 Anaerobis bacteria in bone and joint infections Rew. Infect. Dis 6 Suppl S165.

59.

Neu HC, Fu KP: 1978. Clavulanic acid: A novel inhibitor of Beta lactamasee. Antimicrob Agents Chemother 14:650-655,

60.

Neu HC, Labthavikul P: 1982. Antibacterial activity and beta-lactam stability of ceftazidime, an aminothiazolyl cefalosporin potentially active against Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 21:11-18,

61.

Neu HC, Labthavikul P: 1982. Comparative in vitrol evaluation of Nformimidoyl thienamycin against Gram-positive and Gram-negatíve aerobic and anaerobic species and its β-lactamasee stability. Antimicrob Agents Chemother 21:180-187,

62.

Neu HC: 1975.Aminopenicillins: Clinical pharmacology and use in disease states. Int J Clin Pharmacol Biopharm 11:132-144,

63.

Norden CW, Bryant R, Palmer D, Montgomerie JZ, Wheat J: 1986. Chronic osteomyelitis caused by Staphylococcus aureus: Controlled clinical trial of nafcillin therapy and nafcillin-rifampin therapy. South Med J 79:947-951,

64.

Norden CW, Myerowitz RI, Keleti E: 1980. Experimental osteomyelitis due to Staphylococcus aureus os Pseudomonas aeruginosa.: a radigraphic-pathological corellative analysis. Br J Exp Pathol 61; 451-460.

65.

Norden CW, Shinners E, Niederriter K: 1986. Clindamycin treatment of experimental chronic osteomyelitis due to Staphylococcus aureus. J Infect Dis 153:947-959,

66.

Norden CW: 1978. Experimental osteomyelitis V. Therapeutic trials with oxacillin and sisomicin alone and in combination. J Infect Dis 137:155-160,

76

67.

Paál T, Rab F, Oltványi N, Szepezdi Zs. 1993. Az antibakteriális gyógyszerek magyarországi felhasználásának vizsgálata. Gyógyszereink 43:319-322.

68.

Perry CR, Davenport K, Vossen MK: 1988 Local delivery of antibiotics via an implantable pump in the treatment of osteomyelitis. Clin. Orthop.. 226. 222-230.

69.

Picknell B, Mizen L, Sutherland R: 1977 Antibacterial activity of antibiotics in acryllic bone cement. J Bone Joint Surg. 59-B: 157-161.

70.

Picknell B, Mizen L, Sutherland R: 1977 Antibacterial activity of antibiotics in acryllic bone cement. J Bone Joint Sur.. 59-B: 157-161.

71.

Powles JW, Spencer RF, Lovering AM. 1998. Gentamicin release from old cement during revision hip arthroplasty. J Bone Joint Surgery Br 80:607-610.

72.

Pryka RD, Rodvold KA, Rotschaffer GC: 1988. Teicoplanin: An investigation glycopeptide antibiotic. Clin Pharm 7:647-658,

73.

Raff MJ, Melo JC: 1978 Anaerobic osteomyelitis. Medicine Baltimore 57: 83.

74.

Ramos JR et al. 2003: Elution of metronidazole and gentamicin from polymethylmethacrylat beads. Vet. Surg. 32(3):251-61.

75.

Reading C, Hepburn P: 1979. The inhibition of staphylococcal beta-lactamasee by clavulanic acid. Biochem J 179:67-76,

76.

Reller LB, Stratton CW: 1977.Serum dilution test for bactericidal activity. II. Standardisation and correllation with antimicrobial assays and susceptibility tests. J Infect Dis 136:196-204,

77.

Renner A.: 2003. Traumatológia. Medicina. Budapest. 128-135.

78.

Rimnac CM, Wright TM, McGill DL. 1986. The effects of centrifigation on the fracture operties of acrylic bone cements. J Bone Joint Surg Am 68:281-287.

79.

Rosenblatt JE, Edson RS: 1983. Methronidazole. Mayo Clin Proc 58:154-157,

80.

Sabath LD, Garner C, Wilcox C, Findland M: 1976. Susceptibility of Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis to 65 antibiotics. Antimicrob Agents Chemother 9:962-969,

81.

Sabath LD: 1977. Chemical and physical factors influencing methicillin resistance of Stapylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis. J Antimicrob Chemother 3(Suppl C):47-51,

82.

Saito T et al: 2002 Slow-releasing potential of vancomycin-loaded porous hydroxiapatite blocks inplanted into MRSA osteomyelitis. Journal of Biomedical materials research. 63 (3):245-251. Jun.

83.

Sanchez E, Baro M, Soriani I, Perera A, Evora C: 2001. In vivo-in vitro study of biodegradable and osteointegrable gentamicin bone implants. European Journal of Pharmaceutics and biopharmaceutics. 52 (2): 151-158. Sep.

84.

Schlicter JG, MacLean H: 1947. A method of determinig the effective terapeutic level in the treatment of subacute bacterial endocarditis with pennicilline. Am Heart J 34:209-211,

85.

Scully BE, Neu HC: 1984. Clinical efficacy of ceftazidime. Treatment of serious infection due to multiresistant pseudomonas and other Gram-negatíve bacteria. Arch Intern Med 144:57-62,

77

86.

Sheftel TJ, Mader JT, Pennick JJ, Cierny G: 1985. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus osteomyelitis. Clin Orthop 188:231-239,

87.

Sorrell TC, Packham DR, Shanker S, Foldes M, Munro R: 1982. Vancomycin therapy for methicilline-resistant Staphylococcus aureus. Ann Intern Med 97:344-350,

88.

Stefanics J., Kocsis L.: 1982. Általános sebészet és traumatológia. Medicina. Budapest. 186-194.

89.

Summersgill VL, Schupp LG, Raff MJ: 1982. Comparative penetration of metronidazole, clindamycin, chloramphenicol, cefoxitin, tircacillin, and moxalactam into bone. Antimicrob Agents Chemother 21:601-603,

90.

Sutter VL: 1977. In vitro susceptibility of anaerobes: Comparison of clindamycin and other antimicrobial agents. J Infect Dis 135(Suppl):7-12,

91.

Tezloff TR, McCracken GH, Nelson FD: 1978. Oral antibiotic therapy for sceletal infections in children. II. Therapy of osteomyelitis and suppurative arthritis. J Pediatr 92:485-490,

92.

Thornsberry C: 1985. Review of in vitro activity of third-generation cefalosporins and other newer Beta-lactam antibiotics against clinically important bacteria. Am J Med 79(Suppl 2A):14-20,

93.

Toksvig-Larsen S, Franzen H, Ryd L. 1991. Cement interface temperature in hip arthroplasty. Acta Orthop Scand 62:102-105.

94.

Törholm CMD, Lindgren LMD, Lindberg LMD, Kahlmeter GMD: 1983 Total hip joint arthroplasty with gentamicin impregnated bone cement. Clin Orthop. 181: 99-106.

95.

Trippel SB. 1986. Antibiotic-impregnated cement in total hip joint arthroplasty J Bone Joint Surg Am 68:1297-1302.

96.

Van de BH, Neut D, Schenk W, van Horn JR, Van de Mei HC, Busscher HJ. 2001. Infection of orthopedics implants and the use of antibiotic-loaded bone cements. A review. Acta Orthop Scan 72:557-571.

97.

Van de BH, Neut D, Schenk W, van Horn JR, Van de Mei HC, Busscher HJ. 1999. …or not to treat? Nat Med 5:358-359.

98.

Verklin RM, Manndel GL: 1977.Alteration of effectiveness of antibiotics by anaerobiosis. J Lab Clin Med 89:65-71,

99.

Wagstaff AJ, Balfour JA: 1997. Grepfloxacin. Drugs 825-827,

100.

Wahlig H, Dingeldein E, Bergmann R, Reuss K: 1978. The release of gentamicin from polymethylmetacrylate beads. J Bone Joint Surg 60-B: 160-168.

101.

Waldvogel FA, Medoff G, Swartz MN: 1970. Osteomyelitis: A rewiew of clinical features therapeutic consideration and unusual aspect. N Engl J Med 282:260-266,

102.

Welch A: 1978. Antibiotics in acrylic bone cement. In vitro studies. J Biomeg Mater Res 12: 679-700.

103.

Wilson SG, Sanders CC: 1976. Selection and characterisation of strains of Staphylococcus aureus displaying unusual resistance to aminoglycosides. Antimicrob Agents Chemother 10:519-525, 78

104.

Wininger DA, Fass FJ: 1996 Antibiotic-impregnated cement and beads for orthopedic infections. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. Dec. 2675-2679.

105.

Wormser GP, Keusch GT: 1979. Trimethoprim sulfametoxazole in the United States. Ann Intern Med 91:420-429,

106.

Yow MD, Taber LH, Barrett FF, et al: 1976. A ten-year assessment of methicillin-associated side-effects. Pediatrics 58:329-334,

7. Publikációs lista: A témával kapcsolatos közlemények: 1. Börzsei L.,Mintál T., Kocsis B., Nyárády J., Antibiotikumok penetrációjának vizsgálata polymethylmethacrylat falon keresztül. XVIII.Nagyar Kisérletes Sebészeti Kongresszus Pécs 2001.08.30-09.01 Magyar Sebészet Supplementum 2. Börzsei L.,Mintál T.,Kocsis B.,Kereskai L., Nyárády J. Antibiotikumot tartalmazó PMMA kapszulák terápiás hatása állatkisérletekben. XVIII.Nagyar Kisérletes Sebészeti Kongresszus Pécs 2001.08.30-09.01 Magyar Sebészet Supplementum 3. Mintál T Kocsis B., Börzsei L., Nyárády J. Célzott, intraoperativ, lokális antibiotikum terápia lehetősége polymethylmethacrylat kapszulák közvetitésével. XVIII.Nagyar Kisérletes Sebészeti Kongresszus Pécs 2001 .08.30-09.01 Magyar Sebészet Supplementum 4. T.Mintál B.Kocsis.,L.Börzsei.,J. Nyárády.: Opportunity for specific,local,intraoperative antibiotic therapy with the help of polymethylmethacrylate capsules. Central European Orthopediic Congress /CEOC/ May 29-June 01, 2002 CavtatDubrovnik Book of Abstracts O-043 5. L. Börzsei, T. Mintál ,B. Kocsis, J. Nyárády .: Examination of antibiotic penetration through the wall of polymethylmethacrylate capsules Central European Orthopedic Congress/CEOC/ May 29-June 01 2002 Cavtat-Dubrovnik Book of Abstracts P-052 6. Börzsei L. Mintál T., Kocsis B., Kereskai L., Nyárády J.: Új lokális antibiotikumhordozó módszer alkalmazása nyúl osteomyelitis modellen. Magyar Sebész Társaság Kísérletes Sebész Szekció-XIX. Kongresszus 2003 Szept 11-13 Siófok Magyar Sebészet LVI. Évf.2003 Aug.3-4 141 7. L. Börzsei, T. Mintál, A. Horváth, B. Kocsis, J. Nyárády: Comparative study of antibiotic-containing polymethyl metacrylate capsules and beads Eur Surg Res, 2005, 37(S1): 108. IF: 0.750 (2004)

79

8. L Börzsei,1 T Mintál,1 A Horváth,1 Z Koós,1 B Kocsis,2J Nyárády1: Comparative study of antibiotic-containing polymethylmetacrylate capsules and beads Chemotherapy 2006,52:1-8 IF: 1,248 (2004) 9. L Börzsei, T Mintál, Z Koós, *B Kocsis, **Zs Helyes, ***L Kereskai, J Nyárády:Examination of a novel, specified local antibiotic therapy through polymethylmethacrylate capsules in a rabbit osteomyelitis model Chemotherapy 2006,52:73-79 IF: 1,248 (2004) 10. Börzsei L, . Mintál T,. Kocsis B*, . Nyárády J.:Különféle antibiotikumok penetrációja polymethyl- metacrylat kapszulák falán keresztül. Magyar Traumat. Orthop. 2005. 3 233-243. 11. Börzsei L, Horváth A, Kocsis B*,. Nyárády J.: Polymethylmetacrylatból készült antibiotikum hordozó kapszulák és gyöngyök öszehasonlító vizsgálata Magyar Trauma. Orthop. 2005. 3 243-251. 12. Börzsei L, Mintál T, Kocsis *,. Kereskai L**, Nyárády.: Célzott, lokális, antibiotikus terápia lehetősége PMMA kapszulák közvetítésével. Magyar Traumat. Orthop. 2005. 3 251-261 13.Börzsei L, Mintál T, Horváth A, Kocsis B, Kereskai L,: PMMA –ból készült kapszulák ,mint lokális antibiotikum hordozók.In vitro-in vívo kísérletek. Magyar Trauma.Orthop.2006. 1 57-67 14.Mintál T, Ezer F, Máthé T,Börzsei L, Boncz I, Sebestyén A,Tóth F:New possibilites of specific antibiotic therapy in the osteomyelitis rabbit model. Eur.Surg.Res.2006,38(S1) 135 P 47 Egyéb közlemények: 1. Kovácsy Á.,Börzsei L., Schmidt L., Péley I., A n. medianus és n.ulnaris együttes sérülése Magyar Traumat. Orthop. Helyreállitó Seb.. 34. 107-115. 1991. 2. Kovácsy Á. Vámhidy L. Börzsei L. Eredics T. Male sanalt tipusos helyi radius törések korrekciója Fernandez szerint. MOT 40.kongresszusa Abstrack book 173 1997. 06 19-21 3. Vámhidy l Kovácsy Á Eredics T Börzsei L. Radius distális vég törések kezelési protokolja az eredmények javítására. MOT 40. Kongresszusa Abstrack book 167 1997 06. 19-21 4. Börzsei L., Mester S Sebestyén A supracondiler femurtörés zárt repositiója és intrameduláris fixatiója térd arthroplasticát követően. MTT Vándorgyülés Kecskemét Supplementum 49. 1998. 09.17-19 5. Borsiczky B, Sebestyén A., Börzsei L., Rőth E., Nyárády J. Perfúziós áramlások vizsgálata és terápiás aspektusai. MTT Vándorgyülés Kecskemét Supplementum 101. 1998. 09. 17-19. 80

6. Than P.,Börzsei L.,Pomeroy D., Térdizületi totál endoprotezis beültetést követő supracondiler femur törés megoldása reteszelt retrográd itrameduláris fixatioval. Magy. Traumat.Orthop. XVII évf. 1999/4 324-331 7. Sebestyén A., Tóth F., Börzsei L., Gacs B. Trochanter táji törések globális költséghatékonysági vizsgálata. Magy. Traumat. Orthop. 2000; (1):57-62. 8. L Börzsei, T Mintál. Synthesis of supracondylar femoral fracture following knee arthroplasty with intramedulary nailing at our department Central European Orthopaedic Congress / CEOC/ May 29-June 01,2002 CavtatDubrovnik Book of Abstrcts O-039 9. Börzsei L.,Nyárády J. Marchetti-Vichensi nyalábszegezés retrográd alkalmazása combcsont törések esetében. Magyar Sebész Társaság Kísérletes Sebész Szekció-XIX. Kongresszus 2003 Szept 11-13 Siófok. Magyar Sebészet LVI. Évf.2003 Aug.3-4 162 P-04 10. Sebestyén A., Boncz I., Börzsei L., Nyárády J. DRG-based cost analysis of femur neck fractures in patients with and without complications using the Hungarian HBCs system. Eur Surg Res, 2005, 37(S1): 18. IF:0.750 (2004) 11. Boncz I., Sebestyén A., Börzsei L., Nyárády J. Market share and progressivity in surgery according to the system of Diagnosis Related Groups (DRGs) Eur Surg Res, 2005, 37(S1): 19. IF:0.750 (2004) 12.Ezer F,Börzsei L.:A palmáris longus rendellenessége miatt kialakult carpális alagút szindróma. Magyar Traumat.Orthop.2006(1) 85-89 13.Máthé T, Novák L,Börzsei L,Boncz I,Sebestyén A,Tóth D,Móricz O. New Type uncemented hip prosthesis Eur.Surg.Res,2006 38(S1):145 IF:0.750 (2004) 14.Máthé T, Móricz O,Börzsei L,Boncz I,Sebestyén A,Tóth D .Comprehensive study of brindging 10-20mms longnerve defects with autologus vein and pga tubes Eur.Surg.Res,2006 38 (S1):146 IF:0.750 (2004) 15.Sebestyén A, Boncz I,Mintál T, Máthé T,Börzsei L, Nyárády J. The importance of Garden classification in the selection of primary surgical treatment of medial femoral neck fracture according to further surgical interventions Eur.Surg.Res,2006 38 (S1):146 IF:0.750 (2004) 16.Sebestyén A,Boncz I,Mintál T,Máthé T,Börzsei L,Nyárády J .Anaysis of the type of further surgical interventions after primary treatment of medial femoral neck fracture in working age group according to the primary type of operation

81

Eur.Surg.Res,2006 38 (S1):147

IF:0.750 (2004)

17. Boncz I,Sebestyén A, Ghodratollah N,Fodor B, Börzsei L, Ember I.Nyárády J,Péntek M, Gulácsi L. Measuring the market share of osteoporosis centers from outpatient care financing in Hungary. Osteoporpsis Int,2006,17(S2): S82-S83. IF:2,954 Kumulativ impact factor :10,600 A témával kapcsolatban elhangzott előadások: 1. Börzsei L. Modelkisérlet antibiotikumok PMMA-n keresztüli penetrációjának vizsgálatára MTT Vándorgyülés Pécs 1999 ápr 08-10 2. Börzsei L., Mintál T., Kocsis B., Nyárády J. Antibiotikumok penetrációjának vizsgálata polymethylmethacrylat falon keresztül XVIII. Magyar Kísérletes Sebészeti Kongresszus Pécs 2001 aug.31-szept.01 3. Mintál T., Kocsis B., Börzsei L., Nyárády J., Célzott, intraoperatív, lokális antibiotikum therápia lehetősége polymethylmethacrylat kapszulák közvetítésével XVIII.Magyar Kísérletes Sebészeti Kongresszus Pécs 2001 aug 31- szept 01 4. T. Mintál, B. Kocsis, L. Börzsei, J.Nyárády. Opportunity for specific,local, intraoperative antibiotic therapy with the help of polymethylmethacrylate capsules Central European Orthopedic Congress Cavtat-Dubrovnik may 29-june 01. 2002 5. L. Börzsei, T. Mintál, B. Kocsis, J. Nyárády., Examination of antibiotic penetration through the wall of polymethylmethacrylate capsules. Central European Orthopedic Congress Cavtat-Dubrovnik may 29-june 01. 2002 Poster 6. Börzsei L., Mintál T., Kocsis B., Kereskai L., Nyárády J., Antibiotikumot tartalmazó PMMA kapszulák terápiás hatása állatkisérletekben XVIII.Magyar kisérletes Sebészeti Kongresszus Pécs 2002 aug. 30- szept.01. 7. Börzsei L., Mintál T., Kocsis B., Kereskai L., Nyárády J. Új célzott locális antibiotikum therápia lehetősége nyúl osteomyelitis modelen MOT.46.Kongresszusa –nemzetközi részvétellel Budapest 2003.jun.19-21. 8. Börzsei L., Mintál T., Kocsis B., Kereskai L., Nyárádi J. Új lokális antibiotikumhordozó módszer alkalmazása nyúl osteomyelitis modellen. Magyar Sebész Társaság Kísérletes Sebész Szekció-XIX. Kongresszus Siófok 2003 Szept 11-13

82

9. Börzsei L, Horváth A., Kocsis B., Nyárády J: PMMA-ból készült antibiotikum hordozó kapszulák és gyöngyök összehasonlító vizsgálata. A Magyar Traumatológus Társaság 2004. évi Kongresszusa, Balatonfüred 2004. szeptember 23-25. 10. L. Börzsei, T. Mintál, A. Horváth, B. Kocsis, J. Nyárády, Comparative study of antibiotic-containing polymethyl metacrylate capsules and beads 7th (EFORT) Congress of the European Federation of National Associations of Orthopaedics and Traumatology Portugal, Lisboa, 4-7 June 2005. 11.Mintál T, Ezer F, Máthé T,Börzsei L, Boncz I, Sebestyén A,Tóth F:New possibilites of specific antibiotic therapy in the osteomyelitis rabbit model. Eur.Surg.Res.2006,38(S1) 135 P 47

Egyéb elhangzott előadások: 1. Karádi K., Börzsei L. A komlói kórház sebészeti osztályának 25 éves működése alatt elhaltak statisztikai elemzése. IX. Baranyai Orvosnapok Előadásai Komló 1983 szept. 22-23 2. Kovácsy Á., Börzsei L. N. medianus és N. ulnaris együttes sérülése MTT Kézsebészeti szekciójának Tudományos ülése Szombathely1986 jun .12-14 3. Németh J. Börzsei L.:Fossa popliteában lévő ér obstrukciót okozó ganglion Magyar Sebész Társaság Déldunántuli Csoportjának Tudományos Ülése Balatonföldvár 1991 jun 14 4. Börzsei L., Hobor B. Szúrt hasi és mellkasi áthatoló sérülések osztályunk anyagában az elmúlt 6 évben Dél-Dunántúli Traumatológusok Első Tudományos Ülése Pécs 1994 nov. 26 5. Börzsei L., Kézsérülések és azok ellátása osztályunkon az elmúlt három évben II. Dél-Dunántúli Traumatológus Konferencia Pécs 1995 dec.09 6. Kovácsy Á., Vámhidy L., Börzsei L., Eredics T., Male sanalt típusos helyi radius törések korrekciója Fernandez szerint MOT 40.kongresszusa Szekszárd 1997 jun. 19-21 7. Vámhidy L.,Kovácsy Á., Börzsei L, Eredics T, Rádius distalis vég törések kezelési protokolja az eredmények javitására

83

MOT 40. Kongresszusa Szekszárd 1997 jun 19-21 8. Kovácsy Á.,Vámhidy L., Börzsei L. Corrections osteotomy of the distal radius using the Fernandez method Arbeitgemeinschaft für Handchirurgie Hortobágy Epona 1998 ápr. 22-25 . 9. Kovácsy Á., Vámhidy L., Börzsei L. Típusos helyi male sanált radius törés korrekciója Fernandez szerint III. Délmagyarországi Traumatológus Kongresszus Gyula 1998 jun. 06. 10. Börzsei L., Mester S., Sebestyén A. A supracondiler femur törés zárt repositiója és intramedularis fixatioja total térd arthroplasticát követően – case report MTT Vándorgyűlés Kecskemét 1998 szept.17-19 11. Borsicky B., Sebestyén A., Börzsei L.,Rőth E.,Nyárády J. Reperfúziós károsodások vizsgálata és terápiás aspektusai MTT Vándorgyülés Kecskemét 1998 szept. 17-19. 12. Endrédi J., Börzsei L., Hegedűs B.,Wéber Gy. Humerus törés okozta artéria axillaris dissectio késői ellátása Fiatal Angiológusok I. Országos Oktató Fóruma Balatonkenese 1998 okt. 16-17. 13. Börzsei L. Térdizületi arthroplastikát követő supracondiler femur törés megoldása Seligson szeggel V.Déldunántuli Traumatológus konferencia Pécs 1998 dec. 05 14. Börzsei L., Kovácsy Á., Gacs B. Rádius fejecs resectio hosszú távú eredménye MOT 42. Kongresszusa Kaposvár 1999 jun.17-19 15. Thán P., Börzsei L., Pomeroy D. Térdizületi totál endoprothesist követő supracondilerfemur törés megoldása reteszelt retrográd intramedullaris fixatióval MOT 42. Kongresszusa Kaposvár 1999 jun.17-19 16. Börzsei L.,Kovácsy Á., Gacs B. Radius fejecs resectiok intézetünk 10 éves anyagában. MTT Délmagyarországi Szekciójának IV. kongresszusa Keszthely 1999 ápr.24 17. Deák P., Börzsei L., Wiegand N., Tibia condylus törések konzervativ kezelése braceval Fiatal Traumatológusok Fóruma Balatonfüred 1999 szept. 13-15.

84

18. Gacs B., Börzsei L. Supracondyler femur törések kezelése retrográd reteszelt velőűrszeggel Fiatal Traumatológusok Fóruma Balatonfüred 1999 szept.13-15 d 19. Sebestyén A., Börzsei L., Tóth F., Gacs B., Trochanter táji törések globális költség szemlélete. Magyar Traumatológus Társaság Fiatalok Fóruma Balatonfüred 1999. szept.13-15. 20. Börzsei L.,Kovácsy Á., Gacs B., Radius fejecs resectiók intézetünk 10 éves anyagában IV. Dél-Dunántúli Traumatológiai Konferencia Mohács 1999 nov.13. 21. Sebestyén A.,Gacs B., Tóth F., Börzsei L. Trochantertáji törések globális költséghatékonysága VI. Dél-Dunántúli Traumatológiai Konferencia Mohács1999 nov. 13 22. Börzsei L., Homonnay A., Benkő I., Rostás T. Tompa hasi sérülés késői szövődménye fatális kimenetellel MTT VII. Nemzetközi kongresszusa Debrecen 2000 máj. 18-20 23. Börzsei L. Protézis körüli törések AO Szeminárium Also végtag izületi törései Pécs 2001 febr 22-23. 24. Börzsei L.,Zadravecz Gy.,Gacs B, Talus töréssel szövődött subtaláris ficam I .Lábsebészeti kongresszus Harkány 2001 máj 14 25. Németh A., Börzsei L. Supracondyler femur törések retrográd intramedulláris szeggel történő fixálása VI. Dél-Magyarországi Traumatológus Kongresszus Szekszárd 2001 jún . 8-9 26. L. Börzsei ,T. Mintál. Synthesis of supracondylar femoral frature folloving knee arthroplasy with intramedulary nailing at our department Central European Orthopedic Congress Cavtat-Dubrovnik may 29-june 01. 2002 27. Börzsei L. Zadravec Gy.: Hawkins IV talus töréssel szövődött subtalaris ficam. VI. Dél-Magyarországi Traumatológus kongresszus Szekszárd 2001 jul.8-9

85

28. Börzsei L., Mintál T. Térdízületi arthropasztikát követő periarticuláris törések műtéti kezeléséről MOT 45. Kongresszusa Pécs 2002 jun.20-22. 29. S. Mester L.Börzsei, J.Nyárády, External fixator augmentation of intramedullary nails Vienna Future Symposium Bécs 2003 febr.11-13 30. Börzsei L.,Nyárády J, Marchetti-Vichensi nyalábszegezés retrográd alkalmazása combcsont törések esetében Magyar Sebész Társaság Kísérletes Sebész Szekció-XIX. Kongresszus Siófok 2003 Szept 11-13 31. Csontos Cs., Börzsei L., Fehér M: Egy idős, politraumatizált beteg súlyos szövődményei Tanulságos esetek fóruma, PTE OEC ÁOK Szakosztály Pécs 2004. 05. 03 32. Börzsei L., Nőt L. G. Korai csavarkivágás előfordulása és megoldási lehetősége petrochanter törések esetében IX. Dél-Magyarországi Traumatológus Kongresszus, Kiskunhalas 2004.05.29. 33. Ezer F., Börzsei L, Carpális alagút syndromát okozó palmaris longus rendellenesség XVI. Magyar Kézsebészeti Kongresszus, Pécs 2004. szept. 17-18. 34. Börzsei L. Horváth A., Ezer F., Sebestyén A. Időskori distalis radius törések kezelési elvei klinikánkon Dél-Magyarországi Traumatológus Társaság Kongresszusa Keszthely, 2005. május 28. 35. Ezer F., Börzsei L., Sebestyén A.,Nyárády J. Térdarthroplasztikát követő periprotetikus törések megoldási lehetőségei Dél-Magyarországi Traumatológus Társaság Kongresszusa Keszthely, 2005. május 28. 36 A. Sebestyén, I. Boncz, L. Börzsei, J. Nyárády, DRG-based cost analysis of femur neck fractures in patients with and without complications using the Hungarian HBCs system. 40th Congress of the European Society for Surgical Research Turkey, Konya, 25-28 May, 2005. 37. I. Boncz, A. Sebestyén, L. Börzsei, J. Nyárády, Market share and progressivity in surgery according to the system of Diagnosis Related Groups (DRGs).

86

40th Congress of the European Society for Surgical Research, Turkey, Konya, 25-28 May, 2005. 38. I. Boncz, A. Sebestyén, Cs. Dózsa, L. Börzsei, J. Nyárády, The effect of performance related financing (Diagnosis Related Groups, DRG) on trauma care 7th (EFORT) Congress of the European Federation of National Associations of Orthopaedics and Traumatology Portugal, Lisboa, 4-7 June 2005. 39. Ezer F.,Börzsei L.,Nyárády J., Térdizületi felszínpótlások utáni periprotetikus törések klinikánk anyagában Magyar Traumatológus Társaság Kongresszusa és Fiatalok Foruma Pécs 2005.Szept. 08-10 40. Horváth A.,Börzsei L.,Sebestyén A.,Ezer F. Időskori osteoporotikus típusos helyi radius törések ellátási taktikája klinikánkon Magyar Traumatológus Társaság Kongresszusa és Fiatalok Foruma Pécs 2005. Szept. 08-10 41.Máthé T, Novák L,Börzsei L,Boncz I,Sebestyén A,Tóth D,Móricz O. New Type uncemented hip prosthesis 41st Congress of the European Sosiety for Surgical Research (ESSR), 2006. may 17-20. Poster 42.Máthé T, Móricz O, Börzsei L, Boncz I, Sebestyén A, Tóth D .Comprehensive study of brindging 10-20mms longnerve defects with autologus vein and pga tubes 41st Congress of the European Sosiety for Surgical Research (ESSR), 2006. may 17-20. Poster 43.Sebestyén A, Boncz I, Mintál T, Máthé T, Börzsei L, Nyárády J. The importance of Garden classification in the selection of primary surgical treatment of medial femoral neck fracture according to further surgical interventions 41st Congress of the European Sosiety for Surgical Research (ESSR), 2006. may 17-20. Poster 44.Sebestyén A, Boncz I, Mintál T, Máthé T, Börzsei L, Nyárády J .Analysis of the type of further surgical interventions after primary treatment of medial femoral neck fracture in working age group according to the primary type of operation 41st Congress of the European Sosiety for Surgical Research (ESSR), 2006. may 17-20. Poster 45. Boncz I, Sebestyén A, Ghodratollah N, Fodor B, Börzsei L, Ember I, Nyárády J, Péntek M, Gulácsi L. Measuring the market share of osteoporosis centers from outpatient care financing in Hungary. IOF World Congress on Osteoporosis (poster presentation) Canada, Toronto, 2-6 june, 2006 46.Börzsei László.Proximális humerusvég töréskezelés,spciális szögletstabil lemezzel. Szakorvos továbbképzés,Pécs 2006 nov.12

87

47 Börzsei László. Patient positioning during Intra Medullary Nailing /humerus,femur,tibia / Principles on Operative Frcture Management AO Basic Course Pécs ,14-16 febr.2007 48.Börzsei László.A csont és izület szeptikus állapotai és kezelésük Termikus sérülések /égésbetegség,fagyás/ kezelési elvek. Évfolyam előadás.Pécs 2007 márc. 04 49.Börzsei László.Speciális fertőzések a traumatológiában /Tetanusz, gázödéma, Lyssa.MRSA / Szakvizsga előkészítő tanfolyam Pécs szept 24-okt12

8. Köszönetnyilvánítás Őszinte hálás köszönetemet fejezem ki Prof. Dr Rőth Erzsébetnek, programvezetőmnek és Prof. Dr Nyárády Józsefnek, témavezetőmnek, egyben munkahelyi főnökömnek, akik helyes útmutatásukkal, lényegretörő tanácsaikkal segítették munkámat. Köszönöm dr Kocsis Béla tanárúrnak és Kocsis Erikának a mikrobiológiai vizsgálatok elvégzésében és kiértékelésében végzett nélkülözhetetlen munkáját,valamint azt a baráti bíztatást, mely erőt adott a már-már feladni készült feladat elvégzéséhez. Ezúton köszönöm Prof Dr Seres Lászlónak az elektromikroszkópos vizsgálatok elvégzéséhez nyújtott önzetlen segítségét. Köszönöm dr Kereskai Lászlónak a szövettani vizsgálatok elvégzésében és értékelésében végzett hathatós munkáját. Hálásan köszönöm dr Helyes Zsuzsannának azt a rendkívül sok segítséget és hasznos tanácsot, mellyel hozzájárult munkám létrejöttéhez. Megköszönöm dr Mintál Tibor, dr Horváth Aranka és dr Koós Zoltán kollégáimnak és barátaimnak a kísérletes munkák során végzett odaadó hasznos segítségüket. Köszönetemet fejezem ki Alföldi Éva radiológus szakaszisztensnek az Rtg felvételek elkészítéséért és Szvacsek Ferenc Úrnak a kapszulák előálításához szükséges présgép pontos és gyors legyártásáért. Szeretnék köszönetet mondani minden kollégámnak és munkatársamnak, akik valamilyen módon segítséget nyújtottak, hozzájárultak munkám sikeres befejezéséhez.

88

Végül megköszönöm családomnak, feleségemnek, Máriának, lányomnak, Ritának és fiamnak, Artúrnak azt a megértést ,türelmet és segítőkész hozzáállást, mellyel körülvettek ez idő alatt.

9. Melléklet: Az értekezés alapjául szolgáló eredeti közlemények

89