nach oben

International Orthopaedics

Erschienen in:

01.01.2014 | Original Paper

Human osteoblast damage after antiseptic treatment

verfasst von: Pauline Vörös, Oliver Dobrindt, Carsten Perka, Christoph Windisch, Georg Matziolis, Eric Röhner

Erschienen in: International Orthopaedics | Ausgabe 1/2014

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Purpose

Antiseptics are powerful medical agents used for wound treatment and decontamination and have a high potential for defeating joint infections in septic surgery. Both chlorhexidine and polyhexanide are frequently used in clinical practice and have a broad antimicrobial range, but their effect on human osteoblasts has not been sufficiently studied. Our objective was to investigate the toxic effects of polyhexanide and chlorhexidine on human osteoblasts in vitro to evaluate their clinical applicability in septic surgery.

Methods

We isolated and cultivated human osteoblasts in vitro and assayed the toxic effects of chlorhexidine 0.1 % and polyhexanide 0.04 %, concentrations commonly applied in clinical practice. Toxicity analysis was performed by visualisation of cell structure, lactate dehydrogenase (LDH) activity and evaluation of vital cells. Toxicity was evaluated by microscopic inspection of cell morphology, trypan blue staining and determination of LDH release.

Results

Damaged cell structure could be shown by microscopy. Both antiseptics promoted LDH activity after incubation with osteoblasts. The evaluation of vital osteoblasts showed a significant decrease of vital cells.

Conclusions

Both antiseptics induced significant cell death of osteoblasts at optimum exposure. We therefore recommend cautious use of polyhexanide and chlorhexidine in septic surgery to avoid severe osteoblast toxicity.

Bernard L, Hoffmeyer P, Assal M et al (2004) Trends in the treatment of orthopaedic prosthetic infections. J Antimicrob Chemother 53:127–129. doi:10.1093/jac/dkh033 PubMedCrossRef

Gollwitzer H, Diehl P, Gerdesmeyer L, Mittelmeier W (2006) [Diagnostic strategies in cases of suspected periprosthetic infection of the knee. A review of the literature and current recommendations]. Orthop 35:904. doi:10.1007/s00132-006-0977-z, 906–908, 910–916CrossRef

Jämsen E, Stogiannidis I, Malmivaara A et al (2009) Outcome of prosthesis exchange for infected knee arthroplasty: the effect of treatment approach. Acta Orthop 80:67–77. doi:10.1080/17453670902805064 PubMedCrossRef

Macheras GA, Koutsostathis SD, Kateros K et al (2012) A two stage re-implantation protocol for the treatment of deep periprosthetic hip infection. Mid to long-term results. Hip Int J Clin Exp Res Hip Pathol Ther 22(Suppl 8):S54–61. doi:10.5301/HIP.2012.9571

Atiyeh BS, Dibo SA, Hayek SN (2009) Wound cleansing, topical antiseptics and wound healing. Int Wound J 6:420–430. doi:10.1111/j.1742-481X.2009.00639.x PubMedCrossRef

Drosou A, Falabella A, Kirsner RS (2003) Antiseptics on wounds: an area of controversy. Wounds 15:149–166

Hirsch T, Koerber A, Jacobsen F et al (2010) Evaluation of toxic side effects of clinically used skin antiseptics in vitro. J Surg Res 164:344–350. doi:10.1016/j.jss.2009.04.029 PubMedCrossRef

Ince A, Schütze N, Hendrich C et al (2007) Effect of polyhexanide and gentamycin on human osteoblasts and endothelial cells. Swiss Med Wkly 137:139–145, 2007/09/smw-11434PubMed

Kock H-J, Ernst D, Jethon F, Fabry W (2013) In-vitro analysis of the effect of gentamicin and polyhexanide on bone tissue. Int Orthop 37:761–767. doi:10.1007/s00264-013-1786-8 PubMedCrossRef

10.

Röhner E, Hoff P, Pfitzner T et al (2012) Limited use of antiseptics in septic surgery. J Investig Surg Off J Acad Surg Res 25:311–316. doi:10.3109/08941939.2011.648718 CrossRef

11.

Röhner E, Seeger JB, Hoff P et al (2011) Preferred use of polyhexanide in orthopedic surgery. Orthopedics 34:e664–668. doi:10.3928/01477447-20110826-10 PubMed

12.

Röhner E, Kolar P, Seeger JB et al (2011) Toxicity of antiseptics against chondrocytes: What is best for the cartilage in septic joint surgery? Int Orthop 35:1719–1723. doi:10.1007/s00264-010-1178-2 PubMedCentralPubMedCrossRef

13.

Schaumburger J, Beckmann J, Springorum H-R et al (2010) Toxicity of antiseptics on chondrocytes in vitro. Z Für Orthop Unfallchirurgie 148:39–43. doi:10.1055/s-0029-1186127

14.

Kramer A, Daeschlein G, Kammerlander G et al (2004) Konsensusempfehlung zur Auswahl von Wirkstoffen für die Wundantiseptik. Hyg Med 5:147–157

15.

Lim K-S, Kam PCA (2008) Chlorhexidine–pharmacology and clinical applications. Anaesth Intensive Care 36:502–512PubMed

16.

Cecchin D, de Almeida JFA, Gomes BPFA et al (2011) Effect of chlorhexidine and ethanol on the durability of the adhesion of the fiber post relined with resin composite to the root canal. J Endod 37:678–683. doi:10.1016/j.joen.2011.01.007 PubMedCrossRef

17.

Hitz Lindenmüller I, Lambrecht JT (2011) Oral care. Curr Probl Dermatol 40:107–115. doi:10.1159/000321060 PubMed

18.

Matthews D (2011) No difference between 0.12&percnt; and 0.2&percnt; chlorhexidine mouthrinse on reduction of gingivitis. Evid Based Dent 12:8–9PubMedCrossRef

19.

Shen Y, Stojicic S, Haapasalo M (2011) Antimicrobial efficacy of chlorhexidine against bacteria in biofilms at different stages of development. J Endod 37:657–661PubMedCrossRef

20.

Taylor GJ, Leeming JP, Bannister GC (1993) Effect of antiseptics, ultraviolet light and lavage on airborne bacteria in a model wound. J Bone Joint Surg Br 75:724–730PubMed

21.

Sanchez IR, Swaim SF, Nusbaum KE et al (1988) Effects of chlorhexidine diacetate and povidone-iodine on wound healing in dogs. Vet Surg Vs 17:291–295CrossRef

22.

Severyns AM, Lejeune A, Rocoux G, Lejeune G (1991) Non-toxic antiseptic irrigation with chlorhexidine in experimental revascularization in the rat. J Hosp Infect 17:197–206PubMedCrossRef

23.

Best AJ, Nixon MF, Taylor GJS (2007) Brief exposure of 0.05% chlorhexidine does not impair non-osteoarthritic human cartilage metabolism. J Hosp Infect 67:67–71. doi:10.1016/j.jhin.2007.05.014 PubMedCrossRef

24.

Bellen P (1987) Chondrolysis caused by chlorhexidine. Acta Orthop Belg 53:112–113PubMed

25.

Douw CM, Bulstra SK, Vandenbroucke J et al (1998) Clinical and pathological changes in the knee after accidental chlorhexidine irrigation during arthroscopy. Case reports and review of the literature. J Bone Joint Surg Br 80:437–440PubMedCrossRef

26.

Rombouts JJ, Wery PE, Delloye C et al (1986) Proper use of irrigation solutions in orthopedic surgery. Apropos of a case of chondrolysis due to chlorhexidine]. Acta Orthop Belg 52:685PubMed

27.

Tricoit M, Sillion D, Yaffi D et al (1984) Chondrolyse á la chlorhexidine: un cas contrôlé histologiquement. Rev Chir Orthop 70:348–9

28.

Ikeda T, Ledwith A, Bamford CH, Hann RA (1984) Interaction of a polymeric biguanide biocide with phospholipid membranes. Biochim Biophys Acta 769:57–66PubMedCrossRef

29.

Wiegand C, Abel M, Kramer A et al (2007) Proliferationsförderung und Biokompatibilität von Polihexanid. Gms Krankenhaushyg Interdiszip 2:2007–2

30.

Walker NI, Harmon BV, Gobé GC, Kerr JF (1988) Patterns of cell death. Methods Achiev Exp Pathol 13:18–54PubMed

31.

Martin D, Lenardo M (2001) Morphological, biochemical, and flow cytometric assays of apoptosis. Curr Protoc Mol Biol doi: 10.1002/0471142727.mb1413s49

32.

Giannelli M, Chellini F, Margheri M et al (2008) Effect of chlorhexidine digluconate on different cell types: a molecular and ultrastructural investigation. Toxicol Vitro Int J Publ Assoc Bibra 22:308–317. doi:10.1016/j.tiv.2007.09.012 CrossRef

33.

Cabral CT, Fernandes MH (2007) In vitro comparison of chlorhexidine and povidone-iodine on the long-term proliferation and functional activity of human alveolar bone cells. Clin Oral Investig 11:155–164. doi:10.1007/s00784-006-0094-8 PubMedCrossRef

34.

Lee T-H, Hu C-C, Lee S-S et al (2010) Cytotoxicity of chlorhexidine on human osteoblastic cells is related to intracellular glutathione levels. Int Endod J 43:430–435. doi:10.1111/j.1365-2591.2010.01700.x PubMedCrossRef

35.

Bhandari M, Adili A, Schemitsch EH (2001) The efficacy of low-pressure lavage with different irrigating solutions to remove adherent bacteria from bone. J Bone Joint Surg Am 83-A:412–419PubMed

36.

Verdugo F, Sáez-Rosón A, Uribarri A et al (2011) Bone microbial decontamination agents in osseous grafting: an in vitro study with fresh human explants. J Periodontol 82:863–871. doi:10.1902/jop.2010.100514 PubMedCrossRef

37.

Czekanska EM, Stoddart MJ, Richards RG, Hayes JS (2012) In search of an osteoblast cell model for in vitro research. Eur Cell Mater 24:1–17PubMed

Titel: Human osteoblast damage after antiseptic treatment
verfasst von: Pauline Vörös
Oliver Dobrindt
Carsten Perka
Christoph Windisch
Georg Matziolis
Eric Röhner
Publikationsdatum: 01.01.2014
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in: International Orthopaedics / Ausgabe 1/2014
Print ISSN: 0341-2695
Elektronische ISSN: 1432-5195
DOI: https://doi.org/10.1007/s00264-013-2107-y

Arthropedia

Grundlagenwissen der Arthroskopie und Gelenkchirurgie. Erweitert durch Fallbeispiele, Videos und Abbildungen.
» Jetzt entdecken

Neu im Fachgebiet Orthopädie und Unfallchirurgie

Knie-TEP: Kein Vorteil durch antibiotikahaltigen Knochenzement

29.05.2024 Periprothetische Infektionen Nachrichten

Zur Zementierung einer Knie-TEP wird in Deutschland zu über 98% Knochenzement verwendet, der mit einem Antibiotikum beladen ist. Ob er wirklich besser ist als Zement ohne Antibiotikum, kann laut Registerdaten bezweifelt werden.

Häusliche Gewalt in der orthopädischen Notaufnahme oft nicht erkannt

28.05.2024 Häusliche Gewalt Nachrichten

In der Notaufnahme wird die Chance, Opfer von häuslicher Gewalt zu identifizieren, von Orthopäden und Orthopädinnen offenbar zu wenig genutzt. Darauf deuten die Ergebnisse einer Fragebogenstudie an der Sahlgrenska-Universität in Schweden hin.

Fehlerkultur in der Medizin – Offenheit zählt!

28.05.2024 Fehlerkultur Podcast

Darüber reden und aus Fehlern lernen, sollte das Motto in der Medizin lauten. Und zwar nicht nur im Sinne der Patientensicherheit. Eine negative Fehlerkultur kann auch die Behandelnden ernsthaft krank machen, warnt Prof. Dr. Reinhard Strametz. Ein Plädoyer und ein Leitfaden für den offenen Umgang mit kritischen Ereignissen in Medizin und Pflege.

Mehr Frauen im OP – weniger postoperative Komplikationen

21.05.2024 Allgemeine Chirurgie Nachrichten

Ein Frauenanteil von mindestens einem Drittel im ärztlichen Op.-Team war in einer großen retrospektiven Studie aus Kanada mit einer signifikanten Reduktion der postoperativen Morbidität assoziiert.

Update Orthopädie und Unfallchirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

Newsletter bestellen

Live-Webinar "Urologie und Sexualmedizin in der Praxis"

Springer Medizin

Human osteoblast damage after antiseptic treatment

Abstract

Purpose

Methods

Results

Conclusions

Arthropedia

Neu im Fachgebiet Orthopädie und Unfallchirurgie

Knie-TEP: Kein Vorteil durch antibiotikahaltigen Knochenzement

Häusliche Gewalt in der orthopädischen Notaufnahme oft nicht erkannt

Fehlerkultur in der Medizin – Offenheit zählt!

Mehr Frauen im OP – weniger postoperative Komplikationen

Update Orthopädie und Unfallchirurgie

Live-Webinar "Urologie und Sexualmedizin in der Praxis"

Springer Medizin

Abstract

Purpose

Methods

Results

Conclusions

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2014

Antithrombotic prophylaxis in major orthopaedic surgery: an historical overview and update of current recommendations

Mechanical behaviour of low-cost dynamic compression plates correlates with manufacturing quality standards

Establishing a central zone in scaphoid surgery: a computational approach

Acetabular roof reconstruction with pedicled iliac graft: Ten years later

Unilateral versus bilateral instrumented transforaminal lumbar interbody fusion in two-level degenerative lumbar disorders: a prospective randomised study

The deviation of the mechanical leg axis correlates with an increased hip alpha angle and could be a predictor of femoroacetabular impingement

Arthropedia

Neu im Fachgebiet Orthopädie und Unfallchirurgie

Knie-TEP: Kein Vorteil durch antibiotikahaltigen Knochenzement

Häusliche Gewalt in der orthopädischen Notaufnahme oft nicht erkannt

Fehlerkultur in der Medizin – Offenheit zählt!

Mehr Frauen im OP – weniger postoperative Komplikationen

Update Orthopädie und Unfallchirurgie