Skip to main content

Advertisement

SpringerLink
Log in

Augmentation in der septischen Chirurgie

Chancen und Limitationen in der Behandlung der Osteitis mit antibiotikahaltigem Kalziumhydroxylapatit

Augmentation in surgical sepsis

Chances and limitations in the treatment of osteitis with calcium hydroxyapatite containing antibiotics

  • Leitthema
  • Published:
Die Unfallchirurgie Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Hintergrund

Die operative Behandlung von Osteitiden bzw. frakturbedingen Infektionen (FRI) ist häufig mit großen Knochendefekten assoziiert. Die Therapie dieser Knochendefekte stellt die Unfallchirurgie weiterhin vor große Herausforderungen. Im Rahmen des „Tissueengineering“ schreitet die Entwicklung unterschiedlicher hybrider Knochenersatzstoffe, wie z. B. antibiotikahaltigem Kalziumhydroxylapatit, stetig voran.

Fragestellung

Chancen und Limitationen in der Behandlung der Osteitis mit antibiotikahaltigem Kalziumhydroxylapatit.

Material und Methoden

Übersicht der Ergebnisse eines mit Cerament® G (Fa. Bonesupport, Lund, Schweden) therapierten zweizeitigen (Infekt‑)Pseudarthrosen-Modells am Rattenfemur. Evaluation der klinischen Erfahrungen anhand von 3 Fallbeispielen zur Behandlung von Osteitiden mit antibiotikahaltigem Kalziumhydroxylapatit (Cerament® G oder Cerament® V).

Ergebnisse

Nach Etablierung eines zweizeitigen Pseudarthrosenmodells am Rattenfemur konnte das osteokonduktive und osteoinduktive Potenzial von antibiotikahaltigem Kalziumhydroxylapatit (Cerament®) nachgewiesen werden. In der klinischen Anwendung erscheint der Einsatz von Cerament® eher bei kleineren, kavitären Defekten erfolgversprechender. Die Rezidivraten, insbesondere bei größeren segmentalen Defekten, sind höher als zuvor beschrieben.

Schlussfolgerungen

In Anbetracht der klinischen und experimentellen Ergebnisse ist eine engere Indikationsstellung für den Einsatz von Cerament® notwendig, um das bestmögliche Outcome des Patienten zu erreichen.

Abstract

Background

The surgical treatment of osteitis or fracture-related infections (FRI) is often associated with large bone defects. The treatment of these defects remains a major challenge in trauma surgery. Within the concept of tissue engineering, the development of various hybrid bone graft substitutes, such as calcium hydroxyapatite with added antibiotics, is continuously progressing.

Objective

Chances and limitations in the treatment of osteitis with calcium hydroxyapatite containing antibiotics.

Material and methods

Overview of the results of a 2-stage (infection) pseudarthrosis model on rat femurs treated with Cerament® G (Bonesupport, Lund, Schweden). Evaluation of the clinical experiences based on three case examples of osteitis treated with calcium hydroxyapatite containing antibiotics (Cerament® G or Cerament® V).

Results

After establishment of a 2‑stage pseudarthrosis model on the rat femur, the osteoconductive and osteoinductive potential of calcium hydroxyapatite containing antibiotics could be confirmed. In the clinical application, the use of Cerament® G seems to lead to a more favorable outcome in small cavitary defects. The recurrence rates are higher than previously described, especially for larger segmental defects.

Conclusion

Taking the clinical and experimental results into consideration, a stricter evaluation of the indications for the use of Cerament® G is necessary to achieve the best possible outcome for patients.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5

Literatur

  1. Aktuglu K, Erol K, Vahabi A (2019) Ilizarov bone transport and treatment of critical-sized tibial bone defects: a narrative review. J Orthop Traumatol 20:22

    Article  Google Scholar 

  2. Brady RA, Leid JG, Calhoun JH et al (2008) Osteomyelitis and the role of biofilms in chronic infection. FEMS Immunol Med Microbiol 52:13–22

    Article  CAS  Google Scholar 

  3. Diefenbeck M, Mennenga U, Guckel P et al (2011) Vacuum-assisted closure therapy for the treatment of acute postoperative osteomyelitis. Z Orthop Unfall 149:336–341

    Article  CAS  Google Scholar 

  4. Ferguson J, Athanasou N, Diefenbeck M et al (2019) Radiographic and Histological Analysis of a Synthetic Bone Graft Substitute Eluting Gentamicin in the Treatment of Chronic Osteomyelitis. J Bone Jt Infect 4:76–84

    Article  Google Scholar 

  5. Ferguson J, Diefenbeck M, Mcnally M (2017) Ceramic Biocomposites as biodegradable antibiotic carriers in the treatment of Bone infections. J Bone Jt Infect 2:38–51

    Article  Google Scholar 

  6. Freischmidt H, Armbruster J, Bonner E et al (2021) Systemic Administration of PTH Supports Vascularization in Segmental Bone Defects Filled with Ceramic-Based Bone Graft Substitute. Cells 10. https://doi.org/10.3390/cells10082058

  7. Freischmidt H, Armbruster J, Reiter G et al (2020) Individualized techniques of implant coating with an antibiotic-loaded, Hydroxyapatite/calcium sulphate Bone graft substitute. Ther Clin Risk Manag 16:689–694

    Article  Google Scholar 

  8. Gardner MP, Beason AM (2021) Plate-assisted Bone segment transport versus Precice Bone transport nail. J Orthop Trauma 35:S19–S24

    Article  Google Scholar 

  9. Helbig L, Bechberger M, Aldeeri R et al (2018) Initial peri- and postoperative antibiotic treatment of infected nonunions: results from 212 consecutive patients after mean follow-up of 34 months. Ther Clin Risk Manag 14:59–67

    Article  Google Scholar 

  10. Helbig L, Guehring T, Titze N et al (2020) A new sequential animal model for infection-related non-unions with segmental bone defect. BMC Musculoskelet Disord 21:329

    Article  Google Scholar 

  11. Hofmann A, Gorbulev S, Guehring T et al (2020) Autologous Iliac Bone graft compared with Biphasic Hydroxyapatite and calcium sulfate cement for the treatment of Bone defects in tibial plateau fractures: a prospective, randomized, open-label, multicenter study. J Bone Joint Surg Am 102:179–193

    Article  Google Scholar 

  12. Huang CC, Tsai KT, Weng SF et al (2016) Chronic osteomyelitis increases long-term mortality risk in the elderly: a nationwide population-based cohort study. BMC Geriatr 16:72

    Article  Google Scholar 

  13. Ismat A, Walter N, Baertl S et al (2021) Antibiotic cement coating in orthopedic surgery: a systematic review of reported clinical techniques. J Orthop Traumatol 22:56

    Article  Google Scholar 

  14. Kahler Olesen U (2018) Plate-assisted segmental bone transport with a lengthening nail and a plate: a new technique for treatment of tibial and femoral bone defects. Unfallchirurg 121:874–883

    Article  Google Scholar 

  15. Kendall JV, Mcnally M, Taylor C et al (2019) The effect of Age on outcome in excision of chronic Osteomyelitis with free muscle flap reconstruction. J Bone Jt Infect 4:181–188

    Article  Google Scholar 

  16. Leiblein M, Henrich D, Fervers F et al (2020) Do antiosteoporotic drugs improve bone regeneration in vivo? Eur J Trauma Emerg Surg 46:287–299

    Article  Google Scholar 

  17. Logoluso N, Drago L, Gallazzi E et al (2016) Calcium-based, antibiotic-loaded Bone substitute as an implant coating: a pilot clinical study. J Bone Jt Infect 1:59–64

    Article  CAS  Google Scholar 

  18. Mcnally MA, Ferguson JY, Lau AC et al (2016) Single-stage treatment of chronic osteomyelitis with a new absorbable, gentamicin-loaded, calcium sulphate/hydroxyapatite biocomposite: a prospective series of 100 cases. Bone Joint J 98:1289–1296

    Article  Google Scholar 

  19. Metsemakers WJ, Morgenstern M, Senneville E et al (2020) General treatment principles for fracture-related infection: recommendations from an international expert group. Arch Orthop Trauma Surg 140:1013–1027

    Article  Google Scholar 

  20. Norris BL, Vanderkarr M, Sparks C et al (2021) Treatments, cost and healthcare utilization of patients with segmental bone defects. Injury 52:2935–2940

    Article  Google Scholar 

  21. Oezel L, Buren C, Scholz AO et al (2019) Effect of antibiotic infused calcium sulfate/hydroxyapatite (CAS/HA) insets on implant-associated osteitis in a femur fracture model in mice. PLoS ONE 14:e213590

    Article  CAS  Google Scholar 

  22. Oliveira MT, Potes J, Queiroga MC et al (2016) Percutaneous vertebroplasty: a new animal model. Spine J 16:1253–1262

    Article  Google Scholar 

  23. Papakostidis C, Kanakaris NK, Pretel J et al (2011) Prevalence of complications of open tibial shaft fractures stratified as per the Gustilo-Anderson classification. Injury 42:1408–1415

    Article  Google Scholar 

  24. Romano CL, Romano D, Logoluso N et al (2011) Bone and joint infections in adults: a comprehensive classification proposal. Eur Orthop Traumatol 1:207–217

    Article  Google Scholar 

  25. Trampuz A, Zimmerli W (2006) Antimicrobial agents in orthopaedic surgery: Prophylaxis and treatment. Drugs 66:1089–1105

    Article  CAS  Google Scholar 

  26. Trampuz A, Zimmerli W (2006) Diagnosis and treatment of infections associated with fracture-fixation devices. Injury 37(Suppl 2):S59–S66

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Abteilung für Unfallchirurgie und Orthopädie, BG Klinik Ludwigshafen, Ludwig-Guttmann-Str. 13, 67071, Ludwigshafen, Deutschland

    H. Freischmidt, G. Reiter, P. A. Grützner &  J. Armbruster

Authors
  1. H. Freischmidt
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. G. Reiter
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. P. A. Grützner
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  4. J. Armbruster
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to J. Armbruster.

Ethics declarations

Interessenkonflikt

H. Freischmidt gibt an, dass die BG Klinik Ludwigshafen von 2018 bis 2019 „Center of Excellence“ der Fa. Bonesupport (Lund, Schweden) war, und dass der Knochenersatzstoff Cerament® G für die experimentellen Studien vonseiten der Firma zur Verfügung gestellt wurde. Die Fa. Bonesupport hat jedoch keinen Einfluss auf das Design der Studie, die Auswertung und Analyse der Daten bzw. auf die Veröffentlichungen gehabt. G. Reiter, P.A. Grützner und J. Armbruster geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Alle beschriebenen Untersuchungen am Menschen oder an menschlichem Gewebe wurden mit Zustimmung der zuständigen Ethikkommission, im Einklang mit nationalem Recht sowie gemäß der Deklaration von Helsinki von 1975 (in der aktuellen, überarbeiteten Fassung) durchgeführt. Von allen beteiligten Patienten/Patientinnen liegt eine Einverständniserklärung vor. Alle nationalen Richtlinien zur Haltung und zum Umgang mit Labortieren wurden eingehalten, und die notwendigen Zustimmungen der zuständigen Behörden liegen vor.

Additional information

Redaktion

Dankward Höntzsch, Tübingen

figure qr

QR-Code scannen & Beitrag online lesen

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Freischmidt, H., Reiter, G., Grützner, P.A. et al. Augmentation in der septischen Chirurgie. Unfallchirurgie 125, 452–459 (2022). https://doi.org/10.1007/s00113-022-01185-w

Download citation

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00113-022-01185-w

Schlüsselwörter

Keywords

Search

Navigation