Implantat-assoziierte Infektionen vermeiden

Sehr bedrohlich sind Implantat-assoziierten Infektionen, bei denen Mikroorganismen einen Biofilm auf dem Implantat bilden, der sie vor Antibiotika schützt.

Postoperative Wundinfektionen gehören zu den gefürchtetsten Komplikationen nach operativen Eingriffen in allen chirurgischen Fächern und sind zunehmend auch durch multiresistente Keime verursacht. Besonders bedrohlich wird es, wenn sich die Krankheitserreger an im Patienten befindlichen Implantaten, wie künstlichen Gelenken (Endoprothesen) oder Metallplatten, Schrauben oder Nägeln ansiedeln. In diesen Fällen spricht man von Implantat-assoziierten Infektionen, bei denen Mikroorganismen einen sogenannten Biofilm auf dem Implantat bilden, der sie vor der Wirkung der Antibiotika schützt. Meist sind dann mehrfache Operationen notwendig, bei denen das Implantat entfernt und das Operationsgebiet chirurgisch vom Infekt befreit werden muss. Dies führt zu einer hohen Belastung des Patienten und oft auch zu einem schlechteren Behandlungsergebnis und zu höheren Kosten. Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf Innovationen zur Prophylaxe und Therapie implantatassoziierter Infektionen [1].

Prävention und interdisziplinäre Behandlung

Es gibt prädisponierende Risikofaktoren (zum Beispiel Geschlecht, Übergewicht, Rauchen), die den Patienten selbst betreffen und die nicht oder nur schwer beeinflussbar sind. Andere Risikofaktoren (rund um die Operation) sind beeinflussbar und können durch präventive Maßnahmen verringert werden. Hierzu wurden evidenzbasiert nationale [2] wie globale [3] Leitlinien entwickelt, die Screening-Maßnahmen (zum Beispiel auf [methicillinresistenter Staphylococcus aureus] MRSA), strenge Hygiene (im Operationssaal und während der anschließenden Verbandswechsel), möglichst gewebeschonendes Operieren sowie den Erhalt einer bestmöglichen Homöostase (Körpertemperatur, Blutzuckerspiegel, Sauerstoffgehalt) beinhalten. Die Einhaltung dieser Maßnahmen wird durch Leitlinien, Checklisten und regelmäßige Schulungen überwacht.

Wenn aber Implantat-assoziierte Infektionen auftretetn, ist ein rechtzeitiges, konsequentes und zielfokussiertes diagnostisches und therapeutisches Vorgehen erforderlich. Dies verlangt eine interdisziplinäre Zusammenarbeit von Infektiologen, Mikrobiologen, Orthopäden und Unfallchirurgen sowie plastischen Chirurgen. Unter Federführung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie konnte hierzu 2017 eine aktuelle Leitlinie „Akute und chronische exogene Osteomyelitis langer Röhrenknochen des Erwachsenen“ verfasst werden [4].

Neue Strategien

Über diese allgemein gültigen Empfehlungen hinaus gibt es neue, lokal wirksame Ansätze, um implantatassoziierte Infektionen zu verhindern oder deren Behandlung zu verbessern. So werden antimikrobiell imprägniertes Fadenmaterial und mit Antibiotika vermengter Knochenzement für die Verankerung von Endoprothesen angewendet, was zu einer geringeren Infektionsrate, insbesondere bei den besonders risikoreichen Revisions- beziehungsweise Prothesenwechsel-Operationen, führt [5].

Darauf aufbauend werden Kraftträger, die in der Knochenbruchbehandlung zur Anwendung kommen (Platten/Nägel), mit antimikrobiell wirksamen Substanzen beschichtet, was ebenfalls zunehmende klinische Anwendung, insbesondere in der Behandlung offener, verschmutzter oder bereits infizierter Frakturen, findet [6] [7].

Ferner besteht die Möglichkeit, mithilfe von Knochenersatzstoffen, die zukünftig durch 3-D-Biodrucker passgenau angefertigt werden könnten, Knochendefekte aufzufüllen und durch die Beimengung von erregerspezifischen Antibiotika eine hohe Wirkstoffkonzentration am Ort der Infektion zu erzielen [1].

Ein zusätzlicher Nutzen besteht dabei in geringeren Nebenwirkungen und vor allem weniger Resistenzentwicklungen im Vergleich zu systemisch verabreichten Antibiotika. Ein weiterer innovativer Ansatz, der sich derzeit allerdings noch im Laborversuchsstadium befindet, ist eine Implantat-Beschichtung mit antimikrobiellen Peptidasen (zum Beispiel Lysostaphin) [8].

Diese fett- und proteinspaltenden Enzyme sind in der Lage, den bakteriellen Biofilm zu penetrieren und aufzulösen. Ebenso in der präklinischen Testung ist die gezielte Anwendung von Bakteriophagen (Viren, welche sich auf die Zerstörung von Bakterien spezialisiert haben), die Biofilme auflösen und Bakterien zerstören können, welche sonst von Antibiotika nicht erreicht werden [1].

Wenn dieser vielversprechende Forschungsansatz gelänge, könnte man mikrobielle Erreger sozusagen mit ihren eigenen Waffen schlagen. Schlussworte Implantatassoziierte Infektionen sind eine erhebliche Bedrohung für die Patientensicherheit. Sie stellen schwerwiegende Komplikationen dar und sind zunehmend durch multiresistente Keime verursacht.

Literatur:

1. Scholz AO, Militz M, Tiemann A: Innovationen in der Therapie und Prophylaxe bei implantatassoziierten Infekten. Passion Chirurgie 2018; September, 8(09): Artikel 03_01
2. Prävention postoperativer Wundinfektionen. Empfehlung der Kommission für Krankenhaushygiene und Infektionsprävention (KRINKO) beim Robert-Koch-Institut https://www.rki.de/DE/Content/Infekt/Krankenhaushygiene/Kommission/Downloads/Empfehlung_Wu ndinfektionen_2018-04.pdf?__blob=publicationFile
3. Global Guidelines for the Prevention of Surgical Site Infection. http://www.who.int/gpsc/globalguidelines- web.pdf?ua=1
4. Tiemann A et al. (2017). S2k-Leitlinie „Akute und chronische exogene Osteomyelitis langer Röhrenknochen des Erwachsenen“. https://www.awmf.org/uploads/tx_szleitlinien/012- 033l_S2k_Osteomyelitis_2018-01_1.pdf
5. Wang J, Zhu C, Cheng T et al. (2013). A systematic review and meta-analysis of antibiotic-impregnated bone cement use in primary total hip or knee arthroplasty. PLoS ONE 8(12): e82745. https://journals.plos.org/plosone/article/file?id=10.1371/journal.pone.0082745&type=printable
6. Wasko MK, Kaminski R (2015). Custom-made Antibiotic Cement Nails in Orthopaedic Trauma: Review of Outcomes, New Approaches, and Perspectives. BioMed Research International Volume 2015, Article ID 387186. https://www.hindawi.com/journals/bmri/2015/387186/
7. Schmidmaier G, Kerstan M, Schwabe P, Südkamp, N, Raschke M . Clinical experiences in the use of a gentamicin-coated titanium nail in tibia fractures. Injury 2017; 48(10): 2235–2241
8. Windolf CD, Lögters T, Scholz M, Windolf J, Flohé S. Lysostaphin-coated titan-implants preventing localized osteitis by Staphylococcus aureus in a mouse model. PLoS One 2014; 23; 9(12): e115940

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Quelle:

Statement »Erfolgreich im Kampf gegen Keime: Infektionen an Implantaten vermeiden und behandeln« – Professor Dr. med. Joachim Windolf Kongresspräsident des DKOU 2018, Präsident der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie (DGU) sowie Stellvertretender Präsident der DGOU, Direktor der Klinik für Unfall- und Handchirurgie am Universitätsklinikum Düsseldorf und Universitätsprofessor der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf zum Deutschen Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU), Oktober 2018, Berlin