Θεραπεία πειραματικής οστεομυελίτιδας από pseudomonas aeruginosa με απελευθέρωση σιπροφλοξασίνης από βιοαποικοδομήσιμο σύστημα μεταφοράς D, L-πολυγαλακτικού οξέος: in vivo μελέτη

Abstract

In this study, we used a rabbit model in order to evaluate a new biodegradable material, consisting in poly (D, L-lactic acid) (DL-PLA) impregnated with ciprofloxacin. All animals were inoculated with Pseudomonas aeruginosa in their right upper tibia, where localized chronic osteomyelitis was successfully produced. The 76 infected rabbits were separated into two groups: Control Group (31 rabbits treated with local debridement only) and Treatment Group (45 rabbits treated locally with ciprofloxacin loaded PLA cylinders). Treatment with antibiotic containing polylactic acid started 3 weeks after bacterial inoculation. Rabbits were sacrificed on each seventh day, whereas samples of the involved bones were obtained for both bacterial cell counting and determination of ciprofloxacin concentration in cortical bone. Complete bacterial eradication occurred within seven weeks, while ciprofloxacin showed a sustained release in bone, reaching its peak eight weeks after implantation. Therefore, this biodegradable antibiotic implant may represent a successful alternative for the treatment of chronic osteomyelitis, as it ensures a prolonged release of ciprofloxacin, and provides excellent bactericidal concentrations of antimicrobial agents in bone.

Στην παρούσα πειραματική εργασία, μελετήθηκε ένα νέο βιοαποικοδομήσιμο υλικό που αποτελείται από πολύ (D, L-γαλακτικό οξύ) (DL-PLA), εμπλουτισμένο με σιπροφλοξασίνη. Το σύστημα αυτό εφαρμόστηκε in vivo σε κουνέλια, στα οποία είχε προκληθεί εντοπισμένη πειραματική οστεομυελίτιδα με Pseudomonas aeruginosa. Τα 76 κουνέλια στα οποία προκλήθηκε οστικά λοίμωξη πειραματικά, χωρίστηκαν σε 2 ομάδες. Η Ομάδα Ελέγχου αποτελούταν από 31 πειραματόζωα, τα οποία αντιμετωπίστηκαν μόνον με χειρουργικό καθαρισμό, ενώ η Ομάδα Θεραπείας περιελάμβανε 45 πειραματόζωα στα οποία εκτός από τον χειρουργικό καθαρισμό εφαρμόστηκε και τοπική θεραπεία με μικροκυλίνδρους PLA εμπλουτισμένους με σιπροφλοξασίνη. Η θεραπεία άρχισε 3 εβδομάδες μετά τον ενοφθαλμισμό του μικροβίου. Τα πειραματόζωα θυσιάζονταν κάθε 7 ημέρες και κατά την θυσία λαμβάνονταν δείγματα οστού για μέτρηση της μικροβιακής συγκέντρωσης και για τον υπολογισμό των επιπέδων της σιπροφλοξασίνης στο φλοιώδες οστούν. Μετά την 7η εβδομάδα, παρατηρήθηκε πλήρης βακτηριακή εκρίζωση, ενώ η σιπροφλοξασίνη βρέθηκε ότι απελευθερώνεται συνεχώς στο οστούν, παρουσιάζοντας το μέγιστο της απελευθέρωσης 8 εβδομάδες μετά την εμφύτευση. Επομένως, το σύστημα αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει μια επιτυχή εναλλακτική μέθοδο στην θεραπεία της χρόνιας οστικής λοίμωξης, καθώς εξασφαλίζει παρατεταμένη αποδέσμευση σιπροφλοξασίνης και παρέχει υψηλές βακτηριοκτόνες συγκεντρώσεις αντιβιοτικού στο οστούν.