Dokument: Untersuchungen zu Implantat-assoziierten Knocheninfektionen durch Staphylococcus aureus

Titel:	Untersuchungen zu Implantat-assoziierten Knocheninfektionen durch Staphylococcus aureus
Weiterer Titel:	Investigations of implant-associated osteitis by Staphylococcus aureus
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=36439
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20151210-091421-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dipl. Biol. Windolf, Ceylan Daniela [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 8,11 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 29.11.2015 / geändert 29.11.2015
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Die Implantat-assoziierte Osteitis, ausgelöst durch Staphylococcus aureus (SA), stellt heutzutage in der Unfallchirurgie und Orthopädie eine große Herausforderung dar. Bis zu 40 % der deutschen Bevölkerung sind Träger dieses Pathogens, der durch Frakturen mit Weichteilschaden oder bei Operationen in die Wunde gelangen kann. Dort besiedelt SA das Knochenimplantat, bildet einen Biofilm und schützt sich so vor Antibiotika, was oftmals zu einer Osteitis führt. In Zusammenspiel mit den aktivierten Immunzellen und ausgeschütteten Entzündungsfaktoren kommt es zu einer Zerstörung des Knochens und des umgebenden Gewebes. Somit repräsentiert das Beschichten von Implantaten mit Biofilm inhibierenden oder bakteriziden Substanzen einen neuen therapeutischen Ansatz. Ziel dieser Promotionsarbeit war es, den Nutzen von Lysostaphin-beschichteten Implantaten hinsichtlich der Implantat-assoziierten Osteitis zu untersuchen. Zunächst einmal wurde hierfür an BALB/c Mäusen ein standardisiertes Implantat-assoziiertes lokales Osteitis-Maus-Modell etabliert, bei dem die Tiere einen lokalen Infekt am Knochen ohne systemische Inflammation entwickelten. Den Tieren wurde der linke Femur osteotomiert, mit einer 4-Loch Osteosynthese-Platte stabilisiert und die Infektion erfolgte mit einer mittleren CFU von 103 des SA-Stammes ATTC29213 direkt an den Osteotomiespalt. Die Mäuse wurden an Tag 7, 14 und 28 lavagiert und debridiert, um aus den Lavagen die Keimzahl und die Immunzellen zu bestimmen. Die Frakturheilung wurde radiologisch mittels eines Punkte-Scores analysiert. Anschließend wurde mittels des neu entwickelten und standardisierten Modells die Wirksamkeit von Lysostaphin-beschichteten Osteosynthese-Platten getestet. Es konnte gezeigt werden, dass Lysostaphin-beschichtete Osteosynthese-Platten in diesem standardisierten Osteitis-Maus-Modell eine lokale Osteitis verhindern können. Die Beschichtung von Implantaten mit Lysostaphin stellt somit einen neuen therapeutischen Ansatz für Frakturen mit einem hohen Infektionsrisiko dar. Implant-associated bone infection by Staphylococcus aureus (SA) is one of the major challenges in trauma and orthopaedic surgery today. Up to 40 % of the population in Germany is colonized by this pathogen. SA may penetrate wounds in open fractures or during extensive orthopaedic surgery. SA tend to attach on surface of implants and forms biofilm. Biofilm consists of an extracellular matrix, in which bacteria are embedded and protected from antibiotics and the immune response. This often results in an osteitis. Moreover, fracture healing is disturbed by activated immune cells and the inflammatory response. Thus, coating of implants with biofilm destroying or anti-microbial substances may represent a new therapeutic approach. The aim of this doctoral thesis was to evaluate the impact of Lysostaphin-coated implants for implant associated osteitis. Firstly, a standardized implant-associated local fracture-osteitis mouse model without systemic inflammation was established. Here the left femur of BALB/c mice was osteotomized and a 4-hole plate was fixed to stabilize the femur. To induce an infection, SA-strain ATTC 29213 with an average CFU of 103 was inoculated directly into the fracture gap. Seven, 14 and 28 days after surgery lavage and debridement was performed. CFU and immune cells in lavage fluid were analysed. Score was developed to rate the fracture healing by radiographs. Inoculation of SA at a fracture site, which is stabilized with a plate results in a localized implant-associated osteitis with failure of fracture healing in this murine model. Secondly, the potency of lysostaphin-coated implants was investigated. Using lysostaphin-coated plates for fracture stabilization prevented osteitis and enabled regular fracture healing. Thus, coating of implants with lysostaphin represents a novel therapeutic approach for fractures with a high risk for infection.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	10.12.2015
Dateien geändert am:	10.12.2015
Promotionsantrag am:	09.06.2015
Datum der Promotion:	30.10.2015