Pharmakokinetische Untersuchungen zur Antibiotikafreisetzung aus der Trägersubstanz Hydroxyapatit zur Behandlung einer Osteitis

Das Ziel unserer Untersuchungen ist die Evaluation von Hydroxylapatit-Zement (HAC) als resorbierbare Trägersubstanz zur lokalen Applikation von Antibiotika in der Behandlung der posttraumatischen Osteomyelitis in einem dreistufigen Modell: in vitro-Elution von Antibiotika aus HAC, Veränderungen der mechanischen Eigenschaften von HAC durch den Zusatz von Antibiotika in verschiedenen Konzentrationen und Effektivität des Träger-Wirkstoff-Systems in einem in vivo-Modell der chronischen Osteomyeletis.

In vitro-Studie: HAC wird mit verschiedenen Antibiotikalösungen (Vancomycin 80, 160, 240 mg/g; Gentamycin 16, 32, 48 mg/g) gemischt und in jeweils 10 standardisierte Zylinder geformt. Nach Aushärtung der Zylinder werden diese mit je 5 ml Phosphatpuffer bei 37 C und einem pH von 7,4 überschichtet. Die Freisetzungskinetik wird in täglichen Intervallen mittels Aggardiffusionstest bestimmt.

Mechanische Eigenschaften: Es werden identische Standardzylinder nach einer Aushärtungszeit von 4 und 24 Stunden hergestellt und einer axialen Belastungsprüfung gegen Zylinder ohne Antibiotikum auf einer Universalprüfmaschine (Instron) mit einem Vorschub von 1mm/min unterzogen.

In vivo-Studie: Eine chronische Osteomyelitis durch Injektion von 1 ml Na-Morrhuat und 3x10⁶ CFU Staphylokokkus aureus in die Tibia experimentell erzeugt. Nachdem ein chronisches Stadium der Infektion erreicht ist, wird 3 Wochen mittels Debridement und Implantation von HAC (Gruppe 1) bzw. mit Gentamycin- imprägniertem (32 mg/g) HAC behandelt (Gruppe 2). Nach 6 Wochen werden histologische, mikrobiologische, hämatologische sowie radiologische Untersuchungen in verdeckten Auswertungen durchgeführt.

Beteiligte Wissenschaftler:

U. Joosten, C. von Eiff, B. Brandt, S. Mohr, S. Diederich, A. Joist, E. Brug