Zuverlässiger Infektionsschutz bei offenen Brüchen

[Universitätsklinikum Heidelberg - 13.05.2014] Zuverlässiger Infektionsschutz bei offenen Brüchen
Eine spezielle Antibiotikum-Beschichtung für Metallnägel, die zur Stabilisierung komplizierter Brüche verwendet werden, schützt Patienten zuverlässig vor Infektionen und Komplikationen bei der Knochenheilung. Für diese bahnbrechende Erfindung, die seit 2008 europaweit in der Patientenversorgung zum Einsatz kommt, hat Professor Dr. Gerhard Schmidmaier von der Unfallchirurgie am Universitätsklinikum Heidelberg nun mit seinem Team den Innovationspreis der medizinischen Stiftung "Arbeitsgemeinschaft Osteosynthese" (AO Foundation) erhalten. Die höchste Auszeichnung der AO Foundation ist mit 10.000 Euro dotiert und würdigt die umfangreiche Forschung des Teams von den ersten experimentellen Arbeiten bis zu zwei großen klinischen Studien.
Komplizierte Brüche der Beine und Arme werden von Unfallchirurgien mit sogenannten Marknägeln stabilisiert, die vom unbeschädigten Ende des Knochens aus in das Knochenmark getrieben werden. Bei offenen Knochenbrüchen können durch die Verletzung Bakterien in den Knochen gelangen. Während die Keime bei den meisten Patienten dem körpereigenen Abwehrsystem zum Opfer fallen, verursachen sie bei jedem Zehnten eine schwere Infektion. Gefährdet sind besonders Patienten mit geschwächtem Immunsystem sowie Diabetiker und Raucher, deren Knochen häufig schlecht mit Blut versorgt werden. Offene Brüche mit zum Teil freiliegendem Knochen, verletzten Blutgefäßen und Nerven bergen jedoch das höchste Infektionsrisiko: Bei einem Drittel der Patienten kommt es - obwohl sie während der Operation ein Antibiotikum erhalten - zu Entzündungen und weiteren Komplikationen. "Diese Antibiotikum-Behandlung ist nicht ausreichend, weil das Medikament nicht in ausreichend hoher Konzentration bis in den Knochen hinein gelangt", erklärt Professor Schmidmaier, der die Sektion Unfall- und Wiederherstellungschirurgie am Universitätsklinikum Heidelberg leitet.
Infektionen im Knochen sind nur von innen gut zu behandeln
Die anhaltende Entzündung verhindert, dass der Knochen ausheilt, schädigt Organe und kann schlimmstenfalls auf den gesamten Körper übergreifen. Die Patienten müssen häufig mehrmals operiert werden; die Behandlung kann sich über Monate bis mehreren Jahren hinziehen. Heilt der Knochen auch danach nicht vollständig aus, bleiben die Betroffenen teils lebenslang arbeitsunfähig. "Haben sich die Bakterien erst einmal im Knochen eingenistet, sind sie nur noch sehr schwer zu bekämpfen", so der erfahrene Unfallchirurg. "Bringt man mit dem Marknagel allerdings gleich das Antibiotikum in den Knochen ein, kann man die Infektion im Keim ersticken."
Die vom Team um Professor Schmidmaier entwickelte Beschichtung für Marknägel enthält das Antibiotikum Gentamycin, das in der verwendeten lokalen hohen Dosis auch gegen resistente Keime wirkt. Zwischen 2008 und 2013 überprüfte das Team zunächst an der Berliner Charité, dann an der Universitätsklinik Heidelberg die Wirksamkeit der Behandlung in zwei klinischen Studien mit insgesamt 150 Patienten. Eingeschlossen wurden Risikopatienten mit komplizierten Brüchen sowie Patienten, die nach einer herkömmlichen Behandlung bereits unter einer Infektion des Knochens und Wundheilungsstörungen litten. "Lediglich bei einem Patienten haben wir eine bestehende Infektion nicht in den Griff bekommen. Bei keinem der neu versorgten Patienten trat eine Infektion auf", berichtet Schmidmaier. "Dieses Ergebnis ist allerdings nicht allein der Beschichtung zu verdanken. Ein sorgfältiges Management im Operationssaal und bei der Nachbehandlung ist unverzichtbar."
Nächster Schritt: Wachstumsfaktoren und Stammzellen regen Knochenwachstum an
Inzwischen erhalten in Heidelberg alle Patienten mit komplizierten Brüchen am Unterschenkel beschichtete Marknägel, andere Kliniken in Deutschland setzen sie vorzugsweise bei Risikopatienten ein. In Heidelberg geht derweil die Entwicklung weiter: Die Mediziner ergänzen die Beschichtung inzwischen mit vor Ort eingebrachten Wachstumsfaktoren ergänzt und Stammzellen. Die neuen Zutaten regen das Knochenwachstum an und fördern die Heilung; die Wirksamkeit wird derzeit im Rahmen mehrerer internationaler Studien überprüft. "Mit der Kombination aus Antibiotikum, Wachstumsfaktoren und Stammzellen können wir vielen Patienten mit schweren Infektionen und daraus resultierenden Knochendefekten helfen und den Knochen zur Ausheilung bringen", so Schmidmaier. Die Patienten wurden ursprünglich mit herkömmlichen Methoden versorgt und haben, wenn sie sich an die Heidelberger Unfallchirurgen wenden, zum Teil bereits bis zu 30 Operationen hinter sich.
Weitere Informationen im Internet:
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Unfallchirurgie
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/Heidelberg-Trauma-Research-Group.131951.0.html
Literatur:
Schmidmaier G, Lucke M, Wildemann B, Haas NP, Raschke M
Prophylaxis and treatment of implant-related infections by antibiotic-coated implants: a review.
Injury - International Journal of the Care of the Injured 2006, 37: S105-S112 Review
Schmidmaier G, Wildemann B, Capanna R, Beque Thierry, Lowenberg D
Bone Morphogenetic proteins in critical-size bone defects: what are the options?
Injury 40(3) S38-42 -2009 Review
Fuchs T, Stange R, Schmidmaier G and Raschke M
The use of gentamicin-coated nails in the tibia: preliminary results of a prospective study.
Arch Orthop Trauma Surg. 2011 Oct;131(10):1419-25
Schmidmaier G, Moriarty F, Richards G
Infection in fracture fixation: device design and antibiotic coatings reduce infection rates
In Medical Device associated infection, Springer Verlag 2011
Schmidmaier G, Wildemann B
Bioaktive Oberflächenbeschichtung.
Ossäre Integration, Editor: Gradinger R
Gollwitzer H, Springer Medizin Verlag Heidelberg, 2006

Kontakt
Prof. Dr. med. Gerhard Schmidmaier
Leiter Unfall- und Wiederherstellungschirurgie
Stellv. Direktor der Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie
Department für Orthopädie, Unfallchirurgie und Paraplegiologie
Universitätsklinikum Heidelberg
Tel: 06221 56-26398 (Sekr.)
E-Mail: gerhard.schmidmaier@med.uni-heidelberg.de
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