Osteitis/Osteomyelitis

Die akute hämatogene Osteitis/Osteomyelitis ist eine typische Erkrankung des Kindesalters. Beim Erwachsenen betrifft diese meist die Wirbelsäule (Spondylodiszitis). Daher wird hierauf im Rahmen dieses Kapitels nicht weiter eingegangen.

Die häufigsten Infektionen im Bereich des Knochens treten nach offenen Verletzungen oder operativen Eingriffen auf. Man spricht dann, bei Vorhandensein von Osteosynthesematerial, von einer periimplantären Infektion. Die Definition der Zeit, in der von einem Frühinfekt ausgegangen werden kann, wird in der Literatur uneinheitlich angegeben und reicht von wenigen Tagen bis zu 3 Monaten nach der ersten operativen Versorgung. Willenegger und Roth teilten postoperative Infektionen 1986 in frühe (innerhalb der ersten 2 Wochen), verzögerte (nach den ersten 2 Wochen) und späte Infektionen (nach den ersten 10 Wochen) ein. Die gängigste Einteilung orientiert sich jedoch an der Ausbildung eines Biofilms am Implantat und unterscheidet daher Frühinfekte (<6 Wochen), bei denen der Biofilm potenziell noch behandelbar ist, und Spätinfekte (>6 Wochen) mit ausgereiftem, nicht mehr behandelbarem Biofilm (Kleber et al. 2015).

In ca. 20 % der Fälle entwickelt sich aus einer periimplantären Infektion eine periimplantäre Osteitis. Die akute postoperative Osteitis ist eine gefürchtete und nicht seltene Komplikation in der operativen Frakturversorgung. Es werden Raten von 1–5 % nach geschlossenen Frakturen und 3–50 % nach offenen Frakturen (abhängig vom Schweregrad) angegeben. Neben dem verletzungs- und operationsbedingten Weichteilschaden stellen auch die Lokalisation der Verletzung und der operative Zugangsweg wichtige Risikofaktoren für das Auftreten einer Infektion dar. Die Einführung der perioperativen Antibiotikaprophylaxe hat neben der zunehmenden Verbreitung minimal-invasiver Zugänge und moderner „biologischer“ Osteosyntheseverfahren (Minimierung des Weichteilschadens) zu einem geringeren Risiko für postoperative Osteitiden geführt.

Nicht zur Ausheilung gebrachte akute Infektkomplikationen nach chirurgischen Eingriffen stellen in den entwickelten Ländern die häufigste Ursache für chronische Osteitiden/Osteomyelitiden dar. 10–30 % aller akuten postoperativen Knocheninfekte entwickeln sich in eine chronische Form. Hierfür sind eine Reihe von Risikofaktoren bekannt, die in systemische und lokale Faktoren unterschieden werden (Tab. 1). Hierbei zeigt sich, dass viele sowohl der systemischen als auch der lokalen Faktoren direkt oder indirekt mit dem hohen Lebensalter verbunden sind. Dies deutet darauf hin, dass die Prävention und Behandlung chronischer Knocheninfektionen im Rahmen des demografischen Wandels noch an Bedeutung gewinnen werden (Walter et al. 2012).

Voraussetzung zur Chronifizierung der Osteitis ist ein Ungleichgewicht zwischen der Abwehrkraft des Körpers und der Virulenz sowie der Menge der Keime. Das Keimspektrum ähnelt dabei der akuten postoperativen Osteitis. Auch bei der chronischen Form werden die Mehrzahl der Infektionen durch Staphylococcus aureus hervorgerufen (Conterno und da Silva Filho 2013). Jedoch spielen insbesondere bei den „Low-grade“-Infekten mit langsamen Verläufen bei einliegendem Fremdmaterial die koagulasenegativen Staphylokokken (insbesondere Staph. epidermidis) eine besonders wichtige Rolle (Schmidt-Rohlfing et al. 2012).

Eine wichtige Rolle bei der Chronifizierung spielt die Ausbildung von Biofilmen auf nicht belebten Oberflächen. Dies betrifft sowohl Fremdkörper wie Implantate, aber auch nicht perfundierte Weichgewebe und nekrotischen Knochen. Diese Biofilme sind Lebensgemeinschaften von Bakterien oder seltener Pilzen, die von einer mikrobiell induzierten Matrix, meist aus Polysacchariden, umgeben sind, die von einer wässrigen Lösung durchströmt wird. Die Biofilmbildung ist von genetischen Faktoren abhängig und reguliert. Dabei sind die Bildung und der Austausch so genannter Signalmoleküle für die mikrobielle Kommunikation entscheidend (Hall-Stoodley et al. 2004). Gegenüber den frei lebenden (planktonischen) Formen der Erreger ändern sich deren Eigenschaften in der Gemeinschaft des Biofilms zur sessilen Form mit einem stark reduzierten Metabolismus. Dies führt in der Regel zu einer deutlich erhöhten Resistenz gegenüber biologischen, physikalischen und chemischen Maßnahmen. So wird die Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln, der körpereigenen Immunantwort und den meisten antiinfektiven Substanzen dadurch deutlich verringert. In den tiefen Schichten des Biofilms herrschen anaerobe Verhältnisse. Hier können stoffwechselinaktive Formen der Erreger, so genannte „persister“, nahezu unempfindlich gegenüber Antibiotika lange Zeit unter Therapie überleben. Eine Rückkehr in den aktiven, planktonischen Modus ist nach Beendigung der Behandlung jederzeit möglich und kann zu Wiedererkrankungen führen. Nicht selten sind diese reaktivierten Keime dann gegen die ursprünglich verabreichten Antiinfektiva resistent. Eine sichere Bekämpfung dieser Erreger und ihres Biofilms ist daher nur durch die radikale chirurgische Entfernung des Fremdmaterials bzw. des nekrotischen Knochens möglich.

Ein weiteres Problem und Ursache chronischer Infektionen sind langsam wachsende Erreger („small colony variants“). Diese können in Zellen der Betroffenen eindringen und dort überdauern. Hierdurch sind sie vor Antibiotika geschützt.

Die akute postoperative Infektion/Osteitis zeigt häufig fulminant auftretende klinische Symptome im Sinne einer Rötung, Schwellung und Überwärmung im Bereich der Wunde. Häufig kommt es zu einer Sekretion von putrider, je nach Erreger jedoch auch trüb-seröser Wundflüssigkeit. Es dominiert der typische klopfende Entzündungsschmerz, der jedoch insbesondere bei fehlendem Verhalt auch vollständig fehlen kann. Systemische Infektzeichen (z. B. Fieber, Krankheitsgefühl) können auftreten.

Die Klinik einer chronischen Osteitis ist hingegen in der Regel sehr unspezifisch. Systemische Infektzeichen sind in den meisten Fällen nicht vorhanden. Sie treten in der Regel nur im akuten Schub auf. Bei der chronischen Form dominieren häufig dumpfe Schmerzen, die insbesondere in Ruhe auftreten. Belastungsschmerzen können auf eine Instabilität des Knochens oder der Osteosynthese hinweisen. In einigen Fällen lassen sich im Bereich der Abflussbahnen (z. B. Leiste oder Axilla) vergrößerte Lymphknoten tasten.

Als pathognomonisch für einen Knocheninfekt ist die Ausbildung einer Fistel zu werten. So lange diese offen ist und fördert, finden sich oft keine weiteren Infektzeichen. Kommt es jedoch zum Verschluss, tritt häufig das Vollbild einer akuten Entzündungsreaktion mit Schmerzen, Rötung und Überwärmung auf.

Ein vollständiges Fehlen der oben genannten klinischen Symptome schließt jedoch insbesondere eine chronische Osteitis in keiner Weise aus.

Insgesamt hat die Bestimmung der Laborparameter zur Diagnostik der Osteitis eher eine geringe Bedeutung. Bei der akuten Osteitis zeigen sich jedoch nicht selten auch systemisch erhöhte Infektparameter. Daher gehören die Bestimmung der Leukozytenzahl, des C-reaktiven Proteins (CRP) und ggf. der Blutsenkungsgeschwindigkeit (BSG) zum Standard. Ihre Aussagekraft ist bei negativen Befunden, insbesondere was die Leukozytenzahl angeht, jedoch eingeschränkt. Die Sensitivität von CRP und BSG ist als etwas höher einzuschätzen. Dennoch sollten die Leukozytenzahl und der CRP-Wert zu Beginn und im Verlauf bestimmt werden, um sie zur Verlaufsbeurteilung einsetzen zu können.

Noch eingeschränkter ist die Aussagekraft der systemischen Infektparameter bei der chronischen Osteitis. Lediglich bei akuten Episoden mit Aktivierungen und Ausbildungen von größeren Abszessen ist mit einer signifikanten Erhöhung zu rechnen. Insbesondere bei offenen Fistelgängen mit stetigem Abfluss sind die CRP-Werte, die BSG und die Leukozytenzahl jedoch oft normwertig. Zur Verlaufsbeurteilung sollte dennoch eine Bestimmung zum Beginn der Behandlung erfolgen.

Bei der akuten Osteitis oder akuten Schüben der chronischen Osteitis sind insbesondere bei systemischen Infektionszeichen (z. B. Fieber) ergänzend 2 Paar Blutkulturen abzunehmen. Führen diese zu einem Keimnachweis, ist regelmäßig nach einer Absiedelung in anderen Organen zu suchen (z. B. Endokarditis).

Die Bildgebung ist insbesondere bei der Diagnostik der chronischen Osteitis von herausgehobener Bedeutung. In den frühen Phasen der akuten Infektion fehlen dagegen häufig deutliche radiologisch-sichtbare Veränderungen

Für eine sichere Diagnosestellung und suffiziente Therapie ist eine Gewinnung von geeigneten Proben zur mikrobiologischen Untersuchung unbedingt notwendig, auch wenn ein Erregernachweis nicht immer gelingt (Lew und Waldvogel 2004). Die Mindestdauer der Bebrütung sollte 14 Tage nicht unterschreiten.

Die Sensitivität der mikrobiologischen Untersuchung ist signifikant erhöht, wenn die Probenentnahme vor Beginn der antibiotischen Therapie erfolgt. Dennoch ist eine laufende Antibiose kein Ausschlusskriterium für eine Probenentnahme und mikrobiologische Kultur, jedoch sollten die Ergebnisse unter Beachtung der Antibiotikatherapie interpretiert werden. Ein negativer Befund der mikrobiologischen Proben schließt eine Osteitis nie aus.

Intraoperativ gewonnene Proben sind prinzipiell zu bevorzugen. Es ist jedoch in jedem Fall darauf zu achten, dass eine Kontamination mit Keimen der Hautflora durch Berührung der Haut unbedingt vermieden wird. Insbesondere bei postoperativen Osteitiden ist ansonsten die Differenzierung zwischen Kontamination und tatsächlicher Pathogenität erschwert, da vor allem in diesen Fällen häufig Keime der Hautflora als tatsächliche Erreger vorkommen. Aus diesem Grund sind Abstriche aus Fisteln oder oberflächlichen Wunden ungeeignet und sollten nicht verwendet werden (Lazzarini et al. 2005).

Es sollten mehrere Gewebeproben aus repräsentativen, klinisch infizierten Gebieten als native Proben entnommen werden. Der Einsatz von Transportbehältern mit Kulturmedien kann zu einer Selektion von Keimen führen und sollte daher vermieden werden. Aus den Nativproben kann zudem in Absprache mit den Mikrobiologen mittels Polymerasekettereaktion (PCR) bakterielle DNA in den Proben nachgewiesen werden, wenn mit der Kultur kein Keimnachweis gelingt.

Zusätzlich zu den mikrobiologischen Kulturen sollten auch repräsentative Proben für eine histopathologische Untersuchung gewonnen werden. Auch bei negativen Ergebnissen der mikrobiologischen Proben kann hierdurch häufig die Diagnose einer Osteitis gesichert werden. Ebenso ist eine Differenzierung zwischen akuter und chronischer Osteitis möglich. Auch in Hinsicht auf die in Europa wieder vermehrt auftretenden spezifischen Infektionen (granulomatöse Infekte durch Mykobakterien), die in der Standardkultur nicht nachgewiesen werden können, kann die Histologie wichtige Informationen liefern. Des Weiteren können wichtige Differenzialdiagnosen der infektiösen Osteitis ausgeschlossen werden, z. B. Abriebpartikelreaktionen, rheumatoide Veränderungen oder tumoröse Erkrankungen.

Die Evidenz bezüglich der operativen Therapie von Osteitiden ist relativ gering. Während bei der akuten Osteitis ohne Fremdmaterial eine alleinige antibiotische Behandlung ausreichend sein kann, ist bei der chronischen Form oder bei einliegendem Fremdmaterial die Operation immer wesentlicher Bestandteil der Therapie: Insbesondere im Rahmen der chronischen Osteitis gehört die Ausbildung von Nekrosen des Knochens, aber auch der Weichgewebe zur Regel. Diese sind durch systemische Antibiotika nicht suffizient erreichbar. In diesen Gebieten können Bakterien persistieren und proliferieren. Zusätzlich können sich auf ihrer Oberfläche Biofilme ausbilden. Daher gehört die radikale chirurgische Herdsanierung als wesentlicher Schritt regelhaft zur kurativen Behandlung der Osteitis.

Die systemische antiinfektive Therapie ist ein elementarer Bestandteil der Behandlung aller Infektionen des Knochens. Diese sollte aber, wenn möglich, erst nach der Probengewinnung begonnen werden. Diese erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Keimnachweises und ermöglicht eine resistenzgerechte Therapie. Ausnahmen sind hierbei natürlich septische Konstellationen, bei denen die systemische Antibiose so früh wie möglich gestartet werden muss.

Die resistenzgerechte Therapie nach Antibiogramm ist in jedem Fall einer kalkulierten Antibiose vorzuziehen. Eine enge Absprache mit klinischen Mikrobiologen und/oder Infektiologen ist sinnvoll. Grundsätzlich sollten bei der Auswahl möglichst bakterizide Antibiotika bevorzugt werden.

Aufgrund der Biofilmbildung ist die Wirksamkeit aller Antibiotika bei einliegenden Fremdmaterialien kritisch zu sehen. Daher ist bei kurativem Ansatz, außer bei Frühinfekten, eine vollständige Entfernung wesentlich. Sollte die Entscheidung im Rahmen eines Frühinfekts oder bei palliativem Therapiekonzept gegen die vollständige Entfernung der Implantate fallen, empfehlen die meisten Autoren bei grampositiven Keimen die zusätzliche Gabe von Rifampicin, auch wenn die Studienlage hierzu keine eindeutige Empfehlung zulässt. Rifampicin wirkt bakterizid und kann Biofilme penetrieren. Allerdings führt es insbesondere in der Monotherapie sehr schnell zur Ausbildung von Resistenzen. Daher sollte es auch nie allein gegeben werden. Bei gramnegativen Keimen zeigen Chinolone die beste Wirksamkeit gegen Biofilme. Bei einem mehrzeitigen Vorgehen sollte nach Explantation des Fremdmaterials bis zur erneuten Implantation auf die Gabe von Rifampicin verzichtet werden, um die Ausbildung von Resistenzen zu vermeiden. Nach Einbau des definitiven Implantats ist dann jedoch die Kombinationstherapie mit einem biofilmwirksamen Antibiotikum erneut empfehlenswert (Tab. 3).

Auch hinsichtlich der Dauer der antimikrobiellen Therapie finden sich in der Literatur keine eindeutigen evidenzbasierten Empfehlungen. In der Regel werden bei kurativem Ansatz Zeiträume von 6 Wochen für Frühinfekte und 12 Wochen für Spätinfekte und chronische Verläufe vorgeschlagen. Zu Beginn wird in der Literatur eine parenterale Gabe für mindestens 2 Wochen empfohlen, auch wenn die Evidenz hierfür schwach ist und die Tendenz in Richtung einer frühzeitigen Umstellung auf eine orale Therapie geht. Bei der Auswahl der oralen Therapie ist nicht nur das Resistogramm zu beachten, sondern auch auf eine möglichst gute Bioverfügbarkeit.

Bei palliativem Ansatz wird die Gabe über 12 Monate (oder auch in Einzelfällen bis zu lebenslang) empfohlen, um ein Wiederaufflackern der Infektion zu unterdrücken. Hierbei spielt Clindamycin aufgrund seiner guten oralen Verfügbarkeit und hoher Knochenspiegel eine wichtige Rolle. Auch Cotrimoxazol und Doxycyclin werden je nach Erreger und Resistogramm eingesetzt.