Pre- or perioperative antibiotic prophylaxis in horses undergoing aseptic, elective orthopaedic surgery

Abstract

This dissertation comprises a retrospective analysis of patient files and a randomised, prospective clinical study of postoperative complications in equines after clean orthopaedic surgical procedures. The main aim of these studies was to evaluate possible differences between horses pre-treated with antibiotics and those not having received these drugs. For the retrospective part, 652 out of the 684 case files were suitable for statistical analysis. Details were compiled on the patients, the surgical procedure, and the surgery-associated complications. Antibiotic-receiving patients (n=259) were statistically compared to controls (n=393) by employing the Fisher-Freeman-Halton test or an ANOVA. The main parameter was the development of postoperative complications. For the post hoc analysis, Fisher s exact test and the Wilcoxon-Mann-Whitney-test were used. The overall complication rate in the retrospective study was 39.1%. An increased incisional swelling was observed most often (25.6%), followed by exudation (7.5%), fever (2.3%), dehiscence (1.8%), and seroma in five cases (0.8%). Septic arthritis was documented in 7/463 horses (1.5%) undergoing arthroscopies. There were no significant differences detected in the development of postoperative complications between the 97/259 (37.5%) antibiotic-receiving patients and in the 158/393 (40.2%) controls. The application of perioperative antibiotics was significantly influenced by the surgeon (p<0.0001), type of surgery (p=0.0007), and increased with the number of surgical lesions (p=0.03). Antibiotic-receiving patients were treated for 3-5 days after surgery and most of them received penicillin-based antibiotics. Patients with three or more interventions per session (n=30) received antibiotics significantly more often. In patients undergoing tendovaginoscopy/bursoscopy, fasciotomy, and neurectomy (n=98), antibiotic prophylaxis was initiated less frequently than in the other surgeries, e.g., combinations of surgeries, splint bone extraction, tenotomy, and arthroscopy (n=554).In the prospective clinical study, 75 horses were assigned randomly to either the antibiotic-receiving (treated) or the control group. Treated horses received 10 mg/kg amoxicillin and 6.6 mg/kg gentamicin once directly before inducing general anaesthesia. These horses were intensely monitored for five days. Using a semiquantitative scoring system for swelling, skin temperature, exudation, and dehiscence, the surgical wounds were assessed on the days one, three, and five after surgery. In addition, the inflammatory parameters SAA, iron, and haptoglobin were determined on the day before, directly after, and on days one three and five after the surgery. Differences between the groups in score points, rectal body temperature, concentrations of inflammatory parameters, and patient characteristics were tested by the Fisher-Freeman-Halton test or the ANOVA/Wald test. For the post hoc analysis, Fisher s exact test and the Wilcoxon-Mann-Whitney test were used.Total score (p=0.002), the scores for swelling (p=0.002), and skin temperature (p=0.007) were significantly higher in the treated group than in controls. The post hoc analysis identified a significantly higher total score for the treated horses on day 1 (p=0.02), and 5 (p=0.01), which was mainly due to swelling with significantly higher scores on days 1 (p=0.02) and 5 (p=0.002), too. On day 1 (p=0.04) and 3 (p=0.03), the score points for skin temperature were significantly higher in the treated horses. Four horses in the control group and just one treated developed fever. There was no significant difference between the groups in SAA (p=0.18), serum iron (p=0.76), and haptoglobin (p=0.85) concentrations. Two horses (1 control, 1 treated drop-out), of which the treated one dropped out of the study because of postoperative additional gentamicin administration, developed a septic joint eight and nine days after surgery, respectively. Such severe complications in equine clean orthopaedic surgery are rare, whether having received perioperative antibiotics or not. In summary, the use of perioperative antibiotic prophylaxis in uncomplicated, elective orthopaedic surgical procedures in equines cannot be justified based on these data. Dieses Dissertationsprojekt beinhaltet eine retrospektive Analyse und eine randomisierte, prospektive klinische Studie zu postoperativen Komplikationen bei Pferden nach sauberen, elektiven orthopädischen Eingriffen. Ziel beider Studien war es zu untersuchen, ob Unterschiede zwischen antibiotisch (vor-)behandelten und nicht mit Antibiotika behandelten Tieren (Kontrolle) hinsichtlich der Entwicklung postoperativer Komplikationen bestehen. Für den retrospektiven Teil konnten aus 684 Patientenakten 652 Fälle eingeschlossen werden. Einzelheiten zum Signalement, chirurgischen Eingriffen und OP-assoziierten Komplikationen wurden extrahiert. Mittels Fisher-Freeman-Halton-Test oder ANOVA wurde statistisch geprüft, ob Unterschiede zwischen mit Antibiotika behandelten Patienten (n=259) und Kontrollen (n=393) bestanden. Als post-hoc Tests wurden Fisher s Exact Test und der Wilcoxon-Mann-Whitney Test verwendet. Insgesamt traten bei 39,1% der Pferde in der retrospektiven Studie postoperative Komplikationen auf. Vermehrte Schwellung (25,6%) war die häufigste Komplikation, gefolgt von Exsudation (7,5%), Fieber (2,3%), Dehiszens (1,8%), septischer Arthritis [bei 463 arthroskopierten Patienten (1,5%)] und einem Serom, das bei fünf Patienten auftrat (0,8%). Signifikante Unterschiede in den OP-assoziierten Komplikationen zwischen antibiotisch behandelten Patienten (97/259) und Kontrollen (158/393) wurden nicht nachgewiesen. Die Gabe von perioperativen Antibiotika wurde signifikant vom Chirurgen (p>0,0001), der Art der Operation (p=0,0007) und der Anzahl chirurgischer Eingriffe pro Sitzung beeinflusst (p=0,03). Mit Antibiotika behandelte Pferde erhielten 3-5 Tage lang Antibiotika. Am häufigsten wurden Penicillin-basierte Wirkstoffe eingesetzt. Patienten mit drei oder mehr Eingriffen (n=30) erhielten signifikant häufiger Antibiotika. Perioperative Antibiotika wurden seltener bei Tendovaginoskopie/Bursoskopie, Fasziotomie und Neurektomie (n=98) als bei Kombinationen von Eingriffen, Griffelbeinextraktionen, Desmotomie und Arthroskopie (n=554) gegeben. Für die prospektive Studie wurden 75 Pferde, die für einen elektiven orthopädischen EIngriff in der Klinik vorgestellt wurden, randomisiert entweder der Antibiotika-Gruppe oder der Kontroll-Gruppe zugeordnet. Antibiotisch behandelte Pferde erhielten einmalig 10 mg/kg Amoxicillin und 6,6 mg/kg Gentamicin vor der Einleitung der Narkose. Diese 75 Pferde wurden über 5 Tage intensiv überwacht. Mittels eines Scores wurden Schwellung, Hauttemperatur, Exsudation und Dehiszens am ersten, dritten und fünften Tag nach dem Eingriff beurteilt. Zusätzlich wurden am Tag vor, direkt nach sowie einen, drei und fünf Tage nach der Operation die Entzündungsparameter SAA, Eisen und Haptoglobin bestimmt. Die beiden Patientengruppen wurden auf Unterschiede in den Scorepunkten, Körpertemperatur, Konzentrationen der Entzündungsparameter und Patientencharakteristika mit dem Freeman-Halton-Test oder ANOVA/Wald-Test geprüft. Als post-hoc-Tests wurden Fisher s Exact Test und der Wilcoxon-Mann-Whitney-Test verwendet. Der Gesamtscore (p=0.002), die Scores für Schwellung (p=0.002) und Hauttemperatur (p=0.007) der antibiotisch behandelten Tiere waren signifikant höher als bei den Kontrollen. In der Post-hoc Analyse war der Gesamtscore bei behandelten Tieren an Tag 1 (p=0.02) und fünf (p=0.01) signifikant höher als bei den Kontrollen, ebenso wie der Score für Schwellung an Tag 1 (p=0.02) und 5 (p=0.002), sowie der Score für Hauttemperatur an Tag 1 (p=0.04) und 3 (p=0.03). Weder in der SAA- (p=0.18), noch in der Eisen- (p=0.76) oder Haptoglobin-Konzentration (p=0.85) gab es signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen. Zwei Pferde (1 Kontrolle, 1 Drop-out) entwickelten ein septisches Hufgelenk. Das ausgeschlossene antibiotisch behandelte Pferd entwickelte an Tag 9 nach dem Eingriff ein septisches Hufgelenk trotz einer zusätzlichen Behandlung mit Gentamicin an Tag 1 und 2. Bei dem Kontrollpatienten trat die septische Arthritis an Tag 8 auf. Schwere postoperative Komplikationen bei sauberen orthopädischen Eingriffen beim Pferd sind selten. Die Inzidenzen schwerer Komplikationen bei Patienten mit und ohne perioperative Antibiose unterschieden sich nicht statistisch signifikant. Zusammenfassend lässt sich anhand der vorliegenden Daten ein grundsätzlicher Einsatz von Antibiotika bei unkomplizierten, elektiven orthopädischen Eingriffen beim Pferd nicht rechtfertigen.