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Erschienen in: Die Orthopädie 1/2022

25.05.2021 | Antibiotika | Originalien

Manuelle Beimischung von Antibiotika zu industriellen Knochenzementmischungen

Untersuchungen zur Trockenmischung in der Zementkartusche bei der manuellen Beimischung zu Polymer-Wirkstoff-Gemischen

verfasst von: Mustafa Citak, Stefan Luck, Philip Linke, Thorsten Gehrke, Klaus-Dieter Kühn

Erschienen in: Die Orthopädie | Ausgabe 1/2022

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Zusammenfassung

Hintergrund

Die periprothetische Infektion (PPI) ist eine seltene, aber schwerwiegende Komplikation. Elementarer Bestandteil der Therapie einer PPI ist die Nutzung von Knochenzement mit Zusatz von Antibiotika. Zur gezielten Therapie ist dabei häufig eine manuelle Beimischung von Antibiotika zum industriell hergestellten Knochenzementgemisch notwendig. Mögliche resultierende Probleme aus der manuellen Beimischung sind bisher unzureichend beschrieben worden.

Ziel der Arbeit

Es war daher das Ziel der vorliegenden Untersuchung, den Einfluss der zusätzlichen Homogenisierung durch Trockenmischung eines Polymer-Wirkstoff-Gemisches auf die Qualität des manuell beigemischten Zementes zu beschreiben.

Material und Methoden

In der laborbasierten Studie wurden 4 Zementproben mit unterschiedlichen Methoden zur manuellen Zugabe und Homogenisierung von Antibiotika (Vancomycin) hergestellt. Als Referenz diente Copal® G + V (Heraeus Medical GmbH, Wehrheim, Deutschland), dem das Vancomycin (V) bereits industriell zugemischt wurde. Untersucht wurden die Proben anschließend mittels mechanischer, mikrobiologischer und mikroskopischer Parameter.

Ergebnisse

Bei den mechanischen und mikrobiologischen Ergebnissen konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede bei den manuellen Beimischungen im Vergleich zur Referenz festgestellt werden. Die innere Oberfläche der verwendeten Mischkartuschen wiesen nach der Trockenmischung des Polymerpulvers in der mikroskopischen Untersuchung Kratzspuren auf und zeigten Hinweise auf einen bei der Anmischung entstandenen Abrieb.

Diskussion

Die manuelle Beimischung von Antibiotika zu industriell hergestelltem Knochenzement sollte ausgewählten Indikationen vorbehalten bleiben, sofern die von der Industrie hergestellten Knochenzementmischungen nicht ausreichend sind.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Abdelaziz H, Von Forster G, Kuhn KD et al (2019) Minimum 5 years’ follow-up after gentamicin- and clindamycin-loaded PMMA cement in total joint arthroplasty. J Med Microbiol 68:475–479CrossRef Abdelaziz H, Von Forster G, Kuhn KD et al (2019) Minimum 5 years’ follow-up after gentamicin- and clindamycin-loaded PMMA cement in total joint arthroplasty. J Med Microbiol 68:475–479CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Amerstorfer F, Fischerauer S, Sadoghi P et al (2017) Superficial vancomycin coating of Bone cement in orthopedic revision surgery: a safe technique to enhance local antibiotic concentrations. J Arthroplasty 32:1618–1624CrossRef Amerstorfer F, Fischerauer S, Sadoghi P et al (2017) Superficial vancomycin coating of Bone cement in orthopedic revision surgery: a safe technique to enhance local antibiotic concentrations. J Arthroplasty 32:1618–1624CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Anagnostakos K, Wilmes P, Schmitt E et al (2009) Elution of gentamicin and vancomycin from polymethylmethacrylate beads and hip spacers in vivo. Acta Orthop 80:193–197CrossRef Anagnostakos K, Wilmes P, Schmitt E et al (2009) Elution of gentamicin and vancomycin from polymethylmethacrylate beads and hip spacers in vivo. Acta Orthop 80:193–197CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Breusch SJ, Kuhn KD (2003) Bone cements based on polymethylmethacrylate. Orthopade 32:41–50CrossRef Breusch SJ, Kuhn KD (2003) Bone cements based on polymethylmethacrylate. Orthopade 32:41–50CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Buchholz HW, Elson RA, Engelbrecht E et al (1981) Management of deep infection of total hip replacement. J Bone Joint Surg Br 63-B:342–353CrossRef Buchholz HW, Elson RA, Engelbrecht E et al (1981) Management of deep infection of total hip replacement. J Bone Joint Surg Br 63-B:342–353CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Fink B, Vogt S, Reinsch M et al (2011) Sufficient release of antibiotic by a spacer 6 weeks after implantation in two-stage revision of infected hip prostheses. Clin Orthop Relat Res 469:3141–3147CrossRef Fink B, Vogt S, Reinsch M et al (2011) Sufficient release of antibiotic by a spacer 6 weeks after implantation in two-stage revision of infected hip prostheses. Clin Orthop Relat Res 469:3141–3147CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Frommelt L (2006) Principles of systemic antimicrobial therapy in foreign material associated infection in bone tissue, with special focus on periprosthetic infection. Injury 37(Suppl 2):S87–S94CrossRef Frommelt L (2006) Principles of systemic antimicrobial therapy in foreign material associated infection in bone tissue, with special focus on periprosthetic infection. Injury 37(Suppl 2):S87–S94CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Gehrke T, Zahar A, Kendoff D (2013) One-stage exchange: it all began here. Bone Joint J 95-B:77–83CrossRef Gehrke T, Zahar A, Kendoff D (2013) One-stage exchange: it all began here. Bone Joint J 95-B:77–83CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Kühn KD (Hrsg) (2018) Management of periprosthetic joint infection. A global perspective on diagnosis, treatment options, prevention strategies and their economic impact. Springer, Berlin Kühn KD (Hrsg) (2018) Management of periprosthetic joint infection. A global perspective on diagnosis, treatment options, prevention strategies and their economic impact. Springer, Berlin
11.
Zurück zum Zitat Kendoff DO, Gehrke T, Stangenberg P et al (2016) Bioavailability of gentamicin and vancomycin released from an antibiotic containing bone cement in patients undergoing a septic one-stage total hip arthroplasty (THA) revision: a monocentric open clinical trial. Hip Int 26:90–96CrossRef Kendoff DO, Gehrke T, Stangenberg P et al (2016) Bioavailability of gentamicin and vancomycin released from an antibiotic containing bone cement in patients undergoing a septic one-stage total hip arthroplasty (THA) revision: a monocentric open clinical trial. Hip Int 26:90–96CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Kühn KD (2014) Bone cements. Up-to-date comparison of physical and chemical properties of commercial materials. Springer, Berlin Kühn KD (2014) Bone cements. Up-to-date comparison of physical and chemical properties of commercial materials. Springer, Berlin
13.
Zurück zum Zitat Kühn KD, Lieb E, Berberich C (2016) PMMA bone cement: what is the role of local antibiotics? (Maitrise Orthopedique Proceeding of N°243, Commission Paritaire 1218/86410) Kühn KD, Lieb E, Berberich C (2016) PMMA bone cement: what is the role of local antibiotics? (Maitrise Orthopedique Proceeding of N°243, Commission Paritaire 1218/86410)
15.
Zurück zum Zitat Frommelt L (2007) Antibiotic choices in bone surgery – local therpy using antibiotic loaded cement. Local Antibiotics in Arthroplasty Thieme, Stuttgart Frommelt L (2007) Antibiotic choices in bone surgery – local therpy using antibiotic loaded cement. Local Antibiotics in Arthroplasty Thieme, Stuttgart
16.
Zurück zum Zitat Lehner B, Omlor GW, Schwarze M (2020) Periprosthetic joint infections : latest developments, strategies and treatment algorithms. Orthopade 49:648–659CrossRef Lehner B, Omlor GW, Schwarze M (2020) Periprosthetic joint infections : latest developments, strategies and treatment algorithms. Orthopade 49:648–659CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Lewis G (2015) Not all approved antibiotic-loaded PMMA bone cement brands are the same: ranking using the utility materials selection concept. J Mater Sci Mater Med 26:5388CrossRef Lewis G (2015) Not all approved antibiotic-loaded PMMA bone cement brands are the same: ranking using the utility materials selection concept. J Mater Sci Mater Med 26:5388CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Lum ZC, Natsuhara KM, Shelton TJ et al (2018) Mortality during total knee periprosthetic joint infection. J Arthroplasty 33:3783–3788CrossRef Lum ZC, Natsuhara KM, Shelton TJ et al (2018) Mortality during total knee periprosthetic joint infection. J Arthroplasty 33:3783–3788CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Mclaren AC, Nugent M, Economopoulos K et al (2009) Hand-mixed and premixed antibiotic-loaded bone cement have similar homogeneity. Clin Orthop Relat Res 467:1693–1698CrossRef Mclaren AC, Nugent M, Economopoulos K et al (2009) Hand-mixed and premixed antibiotic-loaded bone cement have similar homogeneity. Clin Orthop Relat Res 467:1693–1698CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Natsuhara KM, Shelton TJ, Meehan JP et al (2019) Mortality during total hip periprosthetic joint infection. J Arthroplasty 34:S337–S342CrossRef Natsuhara KM, Shelton TJ, Meehan JP et al (2019) Mortality during total hip periprosthetic joint infection. J Arthroplasty 34:S337–S342CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Normung DIF (1983) DIN 53435: Testing of plastics; bending test and impact test on dynstat test pieces. In:Deutsches Institut für Normung Normung DIF (1983) DIN 53435: Testing of plastics; bending test and impact test on dynstat test pieces. In:Deutsches Institut für Normung
23.
Zurück zum Zitat Normung IOF (2002) ISO 5833: Implants for surgery – acrylic resin cements. Orthopedic application. In:Internationale Organisation für Normung Normung IOF (2002) ISO 5833: Implants for surgery – acrylic resin cements. Orthopedic application. In:Internationale Organisation für Normung
24.
Zurück zum Zitat Parvizi J, Gehrke T, Chen AF (2013) Proceedings of the international consensus on periprosthetic joint infection. Bone Joint J 95-B:1450–1452CrossRef Parvizi J, Gehrke T, Chen AF (2013) Proceedings of the international consensus on periprosthetic joint infection. Bone Joint J 95-B:1450–1452CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Paz E, Sanz-Ruiz P, Abenojar J et al (2015) Evaluation of elution and mechanical properties of high-dose antibiotic-loaded bone cement: comparative “in vitro” study of the influence of vancomycin and cefazolin. J Arthroplasty 30:1423–1429CrossRef Paz E, Sanz-Ruiz P, Abenojar J et al (2015) Evaluation of elution and mechanical properties of high-dose antibiotic-loaded bone cement: comparative “in vitro” study of the influence of vancomycin and cefazolin. J Arthroplasty 30:1423–1429CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Pithankuakul K, Samranvedhya W, Visutipol B et al (2015) The effects of different mixing speeds on the elution and strength of high-dose antibiotic-loaded bone cement created with the hand-mixed technique. J Arthroplasty 30:858–863CrossRef Pithankuakul K, Samranvedhya W, Visutipol B et al (2015) The effects of different mixing speeds on the elution and strength of high-dose antibiotic-loaded bone cement created with the hand-mixed technique. J Arthroplasty 30:858–863CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Romano CL, Gala L, Logoluso N et al (2012) Two-stage revision of septic knee prosthesis with articulating knee spacers yields better infection eradication rate than one-stage or two-stage revision with static spacers. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 20:2445–2453CrossRef Romano CL, Gala L, Logoluso N et al (2012) Two-stage revision of septic knee prosthesis with articulating knee spacers yields better infection eradication rate than one-stage or two-stage revision with static spacers. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 20:2445–2453CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Deb S (2008) Orthopaedic Bone Cements. Woodhead Publishing, Kings College LondonCrossRef Deb S (2008) Orthopaedic Bone Cements. Woodhead Publishing, Kings College LondonCrossRef
29.
Zurück zum Zitat Sanz-Ruiz P, Matas-Diez JA, Villanueva-Martinez M, Santos-Vaquinha Blanco AD, Vaquero J (2020) Is Dual Antibiotic-Loaded Bone Cement More Effective and Cost-Efficient Than a Single Antibiotic-Loaded Bone Cement to Reduce the Risk of Prosthetic Joint Infection in Aseptic Revision Knee Arthroplasty? J Arthroplasty. 35(12):3724–3729. https://doi.org/10.1016/j.arth.2020.06.045CrossRefPubMed Sanz-Ruiz P, Matas-Diez JA, Villanueva-Martinez M, Santos-Vaquinha Blanco AD, Vaquero J (2020) Is Dual Antibiotic-Loaded Bone Cement More Effective and Cost-Efficient Than a Single Antibiotic-Loaded Bone Cement to Reduce the Risk of Prosthetic Joint Infection in Aseptic Revision Knee Arthroplasty? J Arthroplasty. 35(12):3724–3729. https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​arth.​2020.​06.​045CrossRefPubMed
30.
Zurück zum Zitat Tsung JD, Rohrsheim JA, Whitehouse SL et al (2014) Management of periprosthetic joint infection after total hip arthroplasty using a custom made articulating spacer (CUMARS); the Exeter experience. J Arthroplasty 29:1813–1818CrossRef Tsung JD, Rohrsheim JA, Whitehouse SL et al (2014) Management of periprosthetic joint infection after total hip arthroplasty using a custom made articulating spacer (CUMARS); the Exeter experience. J Arthroplasty 29:1813–1818CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Wahlig H, Buchholz HW (1972) Experimental and clinical studies on the release of gentamicin from bone cement. Chirurg 43:441–445PubMed Wahlig H, Buchholz HW (1972) Experimental and clinical studies on the release of gentamicin from bone cement. Chirurg 43:441–445PubMed
32.
Zurück zum Zitat Zahar A, Hannah P (2016) Addition of antibiotics to bone cement for septic prosthesis exchange. Oper Orthop Traumatol 28:138–144CrossRef Zahar A, Hannah P (2016) Addition of antibiotics to bone cement for septic prosthesis exchange. Oper Orthop Traumatol 28:138–144CrossRef
Metadaten
Titel
Manuelle Beimischung von Antibiotika zu industriellen Knochenzementmischungen
Untersuchungen zur Trockenmischung in der Zementkartusche bei der manuellen Beimischung zu Polymer-Wirkstoff-Gemischen
verfasst von
Mustafa Citak
Stefan Luck
Philip Linke
Thorsten Gehrke
Klaus-Dieter Kühn
Publikationsdatum
25.05.2021
Verlag
Springer Medizin
Erschienen in
Die Orthopädie / Ausgabe 1/2022
Print ISSN: 2731-7145
Elektronische ISSN: 2731-7153
DOI
https://doi.org/10.1007/s00132-021-04115-7

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