Tierexperimentelle Untersuchung zur Wirksamkeit der Kombinationstherapie von Moxifloxacin und Rifampicin versus Flucloxacillin und Rifampicin bei der Behandlung von periprothetischen Infektionen

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	18 August 2011
Referee:	Prof. Dr. Dr. Joachim Grifka
Date of exam:	8 August 2011
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Orthopädie
Keywords:	Protheseninfektion, Tiermodell, Therapie, Antibiose, Moxifloxacin, Flucloxacillin, Rifampicin, Prosthetic joint infection, animal model, antibiotic therapy
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	21725

Abstract (German)

Eine Protheseninfektion als schwerwiegende Komplikation nach künstlichem Gelenkersatz erfordert eine aufwändige Therapie, bestehend aus oft mehrfachen Operationen und einer Langzeitantibiose. In der Standardtherapie wird initial meist eine parenteral verabreichte Kombination von Rifampicin und einem Staphylokokken-Penicillin eingesetzt, die nach ca. zwei Wochen auf eine orale Medikation (meist ...

Abstract (German)

Eine Protheseninfektion als schwerwiegende Komplikation nach künstlichem Gelenkersatz erfordert eine aufwändige Therapie, bestehend aus oft mehrfachen Operationen und einer Langzeitantibiose. In der Standardtherapie wird initial meist eine parenteral verabreichte Kombination von Rifampicin und einem Staphylokokken-Penicillin eingesetzt, die nach ca. zwei Wochen auf eine orale Medikation (meist Rifampicin und ein älteres Quinolon wie z.B. Ciprofloxacin) umgestellt wird. Die zunehmende Resistenzentwicklung gegenüber konventionellen Antibiotika macht jedoch die Entwicklung neuer Antibiotika erforderlich.
Die durchgeführte Untersuchung sollte überprüfen, ob neuere Quinolone wie Moxifloxacin eine effektive Therapiealternative darstellen. Im Tiermodell erfolgte bei insgesamt 66 männlichen Wistar-Ratten eine intramedulläre Implantation eines Fremdkörpers (sterilisierte Hohlnadel) in das distale Femur im Sinne einer retrograden Femurnagelung. Das Implantat wurde intraoperativ durch intramedulläre Injektion einer Bakteriensuspension von 107 KBE eines Methicillin-sensiblen Staphylococcus aureus-Stammes (ATCC 29213) infiziert. Nach sieben Tagen, in denen sich eine lokale Infektion entwickeln konnte, erfolgte eine 14-tägige, intraperitoneal applizierte Antibiose. Dabei wurde Flucloxacillin (200 mg/kg 3x/die) mit Moxifloxacin (10 mg/kg 2x/die) und Rifampicin (20 mg/kg 1x/die) sowie mit Kombinationstherapien aus Moxifloxacin und Rifampicin bzw. Flucloxacillin und Rifampicin verglichen. Nach einem Antibiotika-freien Intervall von zwei Tagen wurde die Keimzahl im Knochen, periartikulären Weichteilgewebe und Biofilm des Implantats bestimmt. Beide Kombinationstherapien reduzierten die Keimzahl in der experimentell erzeugten Fremdkörperinfektion signifikant. Als Monotherapie zeigte sich Moxifloxacin im periartikulären Weichteilgewebe Flucloxacillin signifikant überlegen. Bei der Rifampicin-Monotherapie zeigte sich im Knochen und Biofilm eine signifikante Keimreduktion gegenüber der Kontrollgruppe, im Knochen auch gegenüber der Monotherapie mit Flucloxacillin. Jedoch hatte posttherapeutisch ein Drittel der Keime eine Resistenz gegenüber Rifampicin entwickelt, was ein bekanntes Problem darstellt. Zur Verhinderung der Resistenzbildung ist die Zugabe eines weiteren Antibiotikums erforderlich. Dafür sind nach den Ergebnissen des Tierexperimentes sowohl Quinolone als auch Oxacilline geeignet. Beide Antibiotikaklassen sind speziell gegen die häufigsten Erreger der Protheseninfektion (S. aureus und koagulase-negative Staphylokokken) wirksam. Aufgrund vieler weiterer vorteilhafter Eigenschaften (breiteres Wirkspektrum im grampositiven und gramnegativen Bereich im Vergleich zu Flucloxacillin bzw. älteren Quinolonen, günstige pharmakokinetische Eigenschaften, die eine orale Einmalgabe ermöglichen; aktuell günstigeres Resistenzprofil des Moxifloxacins gegenüber Ciprofloxacin) stellt die Kombination von Moxifloxacin und Rifampicin eine echte Alternative zur Standardkombination Flucloxacillin und Ciprofloxacin in der Therapie der Protheseninfektionen dar.

Translation of the abstract (English)

Prosthetic joint infection is a rare but serious complication following prosthetic joint replacement and is usually associated with prolonged hospitalisation, repeated operations and antibiotic use. This study was performed to assess the efficacy of an antibiotic combination of moxifloxacin and rifampin versus flucloxacillin and rifampin in the treatment of implant-related infection with ...

Translation of the abstract (English)

Prosthetic joint infection is a rare but serious complication following prosthetic joint replacement and is usually associated with prolonged hospitalisation, repeated operations and antibiotic use. This study was performed to assess the efficacy of an antibiotic combination of moxifloxacin and rifampin versus flucloxacillin and rifampin in the treatment of implant-related infection with methicillin-sensitive Staphylococcus aureus (ATCC 29213). A metal device was implanted in the left femoral medullar cavity of 66 male Wistar rats and was contaminated with 107 cfu of S. aureus. After one week intraperitoneal antibiotic treatment was performed for 14 days with moxifloxacin (2 x 10 mg/kg/day), flucloxacillin (3 x 200 mg/kg/day) or rifampin (1x 20 mg/kg/day) alone or in combination. After further 2 days the bacterial counts in the periprosthetic bone, soft tissue and implant-associated biofilm were measured. Both antibiotic combinations achieved a highly significant decrease in the microbial counts. Moreover, the efficacy of moxifloxacin in the periprosthetic soft tissue was significantly greater than the efficacy of flucloxacillin. Rifampin reduced the microbial count significantly compared to control and flucloxacillin group, but one third of germs developed resistance during antibiotic treatment. Thus rifampin should always be used in combination with other antibiotics. According to the results of the recent study both moxifloxacin as well as flucloxacillin are suitable as a combination partner. Both antibiotics are effective against the most common pathogens of prosthetic joint infections (S. aureus and coagulase-negative staphylococci). Along with good tissue penetration, good efficacy against Gram-positive and Gram-negative bacteria and a good resistance level, the good oral bioavailability of moxifloxacin is an important advantage of this modern fluoroquinolone in the treatment of periprosthetic infections.

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