In-vivo-Wirksamkeit von mikroporösem metallischen Silber in Polymethylmethacrylat-Knochenzement gegen Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus : eine experimentelle Studie am Kaninchen
Infektionen durch antibiotikaresistente Bakterien wie den Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) stellen schwerwiegende Komplikationen in der Endoprothetik dar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, silberhaltigen Knochenzement auf antimikrobielle Wirksamkeit zu testen. Silber lag hierbei elementar und ungeladen in Mikropartikeln (MikroSilber) vor. Die Silberkonzentration sollte gerade ausreichen, um das Wachstum eines MRSA-Stamms mit hoher Gentamicin-Resistenz vollständig zu hemmen, zytotoxische Effekte in anliegendem Gewebe aber zu vermeiden.In vitro wurde zunächst mit Hilfe eines Proliferations-Assays die Silberkonzentration bestimmt, die zur vollständigen Inhibition bakteriellen Wachstums auf PMMA-Knochenzement-Proben führte. In der folgenden in-vivo-Pilotstudie wurde in einem Kaninchenmodell die Keimdosis bestimmt, die bei jedem Versuchstier eine manifeste Infektion hervorrief. In der in-vivo-Hauptstudie wurden den Tieren eine von zwei verschiedenen MRSA-Dosen und Gentamicin- oder MikroSilber-Knochenzement appliziert. Nach 14 Tagen wurden die Tiere geopfert und anhand klinischer, radiologischer, mikrobiologischer und histopathologischer Kriterien als infiziert oder nicht infiziert eingestuft.Es zeigte sich, dass eine Silberkonzentration von 1,0% in PMMA-Knochenzement ausreichte, um das Wachstum von MRSA in vitro vollständig zu hemmen. Zytotoxische Effekte in anliegenden Zellen traten nicht auf. Zur Induktion einer manifesten Infektion war eine Keimdosis von 107 KBE MRSA notwendig. Bei der Verwendung von MikroSilber-Knochenzement 1% zeigte sich eine um 70% geringere Rate an Infektionen, die durch 107 und 108 KBE MRSA induziert worden waren, als bei der Verwendung von Gentamicin-Knochenzement 2,5%. Das Ergebnis ist statistisch signifikant.Werden die biomechanischen Eigenschaften von PMMA-Knochenzement durch die Zugabe von MikroSilber nicht beeinträchtigt, sind auch in vivo keine zytotoxischen Effekte in anliegendem Gewebe nachweisbar, und kommt es zu keiner bakteriellen Resistenzentwicklung gegenüber Silber, steht mit MikroSilber-Knochenzement ein neues Biomaterial für die Prophylaxe von Infektionen in der Endoprothetik zur Verfügung.
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