Antimikrobielle Wirksamkeit von Lysostaphin-beschichteten Platten im Osteitis-Mausmodell

Antimikrobielle Wirksamkeit von Lysostaphin-beschichteten Platten im Osteitis-Mausmodell

Windolf CD, Lögters T, Suschek C, Windolf J

Fragestellung: Lysostaphin ist ein Bakteriozin, welches gezielt gegen Staphylococcus aureus wirksam ist. Im letzten Jahr konnten wir die generelle in-vivo Wirksamkeit der Substanz im Osteitis-Mausmodell zeigen. Ziel dieser Studie war es herauszufinden, ob Lysostaphin seine Wirksamkeit in-vivo behält, wenn es mit einer Poly-(D,L-lactid) Beschichtung direkt auf ein Implantat gekoppelt wird und somit eine Implantat assoziierte Osteitis verhindern kann.

Methodik: Unter Verwendung unseres etablierten und publizierten Osteitis-Mausmodells, wurde bei insgesamt 30 weiblichen Balb/c Mäusen der linke Femur mit einer Gigli-Säge (0,2 mm) osteotomiert und mit einer winkelstabilen 4-Loch Titanplatte versorgt. 10 Mäuse bekamen eine unbehandelte Platte, 10 Mäuse eine Lysostaphin-Poly-(D,L-lactid) beschichtete Platte und 10 Mäuse eine Lysostaphin-Poly-(D,L-lactid) beschichtete Platte, die zusätzlich mit 40 kGyβ bestrahlt wurde, um die Platten nachträglich zu sterilisieren. Alle Tiere wurden intra-operativ mit Staphylococcus aureus (CFU 103) infiziert. Nach 7, 14 und 28 Tagen wurden bei allen Mäusen standardisiert ein Wunddebridement und eine Lavage durchgeführt. Aus den Lavagen wurden die Staphylococcus aureus CFU (colony forming units) sowie die Anzahl an Leukozyten und IL-6 bestimmt. Die Frakturheilung wurde radiologisch mittels eines Punkte-Scores analysiert (1 Punkt Frakturheilung, 2 Punkte keine Veränderung der Frakturzone, 3 Punkte Vergrößerung der Frakturzone, 4 Punkte Osteolyse, 5 Punkte Osteodestruktion). Zur statistischen Auswertung wurden der Student’s t-Test two-tailed und der Mann-Whitney-Test verwendet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Schon an Tag 7 waren die Lavagen in den beiden Gruppen mit den Lysostaphin-beschichteten Platten steril (8 von 10 ohne Bestrahlung bzw. 9 von 10 mit Bestrahlung), wohingegen bei der Gruppe mit den unbehandelten Platten in allen Lavagen über den gesamten Zeitraum Keime nachgewiesen wurden. Leukozyten und IL-6 in den Lavagen der beiden Gruppen mit den Lysostaphin-beschichteten Platten wies ebenfalls über den gesamten Zeitraum signifikant geringere Werte auf als die Gruppe mit den unbehandelten Platten. Ebenso fand sich in diesen beiden Gruppen an Tag 7 und 14, aber besonders an Tag 28 eine signifikant höhere Frakturheilung als in der Gruppe mit den unbehandelten Platten.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass Lysostaphin trotz Kopplung auf Titanimplantaten seine Bioaktivität behält und erfolgreich Staphylococcus aureus in-vivo bekämpft. Die Tiere mit den Lysostaphin-beschichteten Platten zeigten eine rasche Frakturheilung im Gegensatz zu den Tieren mit den unbehandelten Platten, die eine Osteitis entwickelten. Im nächsten Schritt wird festzustellen sein, ob das Mausmodell auf ein Großtiermodell übertragbar ist.

 

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2014). Berlin, 28.-31.10.2014. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2014. DocWI59-350

doi: 10.3205/14dkou432 urn:nbn:de:0183-14dkou4324

Published: October 13, 2014
© 2014 Windolf et al.
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