Antimicrobial biomaterials in the prevention and local treatment of infection in orthopedics

Biomateriały antybakteryjne w zapobieganiu i miejscowym leczeniu zakażeń w ortopedii

DOI: 10.31139/chnriop.2018.83.6.44

Abstract

According to current views, infection around the orthopedic implant and in chronic osteomyelitis is associated with the development of a bacterial biofilm, which is a barrier to systemic administered antibiotics. This results in the inability to cure the infection with systemic antimicrobial therapy because the doses guaranteeing activity in the biofilm will be toxic to the patient. The antibiotic concentration effective against bacteria in the biofilm can be achieved by local administration. The main advantage of local antibiotic carriers is the local release of drugs in high concentrations that exceed those achievable after systemic administration, but without systemic toxicity. The vehicle should provide a high local concentration of antibiotic above the minimal inhibitory concentrations (MIC) for the most common pathogens an should be effective against sedentary forms of bacteria. It can not impair the regeneration of bone tissue and the biological integration of the implant with the bone. Carriers that are both a substitute for bone and have osteoconductive or osteoinductive properties protect the bone from re-infection and promote the reconstruction of cavernous defects. Local carriers of antibacterial drugs may be absorbable or non-absorbable and depending on physico-chemical properties include 6 classes of biomaterials. Local carriers of antibacterial substances are currently being and will probably remain the treatment of choice of infections of orthopedic implants and osteomyelitis.

Streszczenie

Według obecnych poglądów infekcja w okolicy implantu ortopedycznego i w przewlekłym zapaleniu kości związana jest z rozwojem bakteryjnego biofilmu, który stanowi barierę dla antybiotyków podawanych ogólnie. Powoduje to niemożność wyleczenia infekcji za pomocą ogólnej antybiotykoteraii, ponieważ dawki gwarantujące aktywność w biofilmie będą toksyczne dla pacjenta. Skuteczne wobec bakterii w biofilmie stężenie antybiotyku można osiągnąć przez ich miejscowe podanie Główną zaletą miejscowych nośników antybiotyków jest miejscowe uwalnianie leków w wysokich stężeniach, które przekraczają stężenia osiągalne po podaniu ogólnoustrojowym, jednak bez toksyczności ogólnoustrojowej. Nośnik powinien zapewnić wysokie stężenie miejscowe antybiotyku powyżej MIC dla najczęstszych patogenów, powinien być skuteczny wobec osiadłych form bakterii, a zarazem nie upośledzać regeneracji tkanki kostnej oraz biologicznej integracji implantu z kością. Nośniki będące jednocześnie substytutem kości i mające właściwości osteokondukcyjne lub osteoindukcyjne chronią kość przed ponownym zakażeniem i sprzyjają odbudowie ubytków jamistych. Miejscowe nośniki leków antybakteryjnych mogą być wchłanialne lub niewchłanialne i zależnie od właściwości fizykochemicznych obejmują 6 klas biomateriałów. Miejscowe nośniki substancji antybakteryjnych stały się obecnie i zapewne pozostaną w przyszłości postępowaniem z wyboru w profilaktyce i leczeniu infekcji implantów ortopedycznych i zapaleń kości.

Wersja elektroniczna artykułu:
Wersja papierowa czasopisma:
ISSN 0009-479X
Wersja papierowa:
Zamów aktualny rocznik
Zamów aktualny rocznik Bądź na bieżąco
2/2019
1/2019
6/2018
5/2018
4/2018
3/2018