Proteolitik enzim kullanılarak total diz protezi modelinde infeksiyon eradikasyonu `Sıçanlarda deneysel bir çalışma`

Abstract

ÖZET Total diz protezi infeksiyonları tedavisinin güçlüğünün yanısıra amputasyon, sepsis ve ölüme dek varan ciddi sonuçlar doğurabilmektedir. Bilinen en etkili tedavi birinci seansta protez çıkartılarak debridman ve irigasyon, altı hafta parenteral tedavi ve ikinci seansta yeni bir protezin implantasyonundan oluşan `iki evreli tedavi`dir. Ancak fonksiyonel sonuçlan kötüdür. Tedaviye direncin nedeni gecikmiş infeksiyonların büyük ölçüde `slime` (biyofilm) üreten adherent mikroorganizmalardan (ağrılıklı olarak Stafilokokus Epidermidis) kaynaklanmasıdır. Bakterinin `slime` tabakası onu hem konakçının savunma mekanizmalarından hem de antibiotiğin etkisinden korur, infeksiyonun eradikasyonu için tek başına antibiotik tedavisi yeterli olmayıp bu biyofilm tabakasının ortadan kaldırılması gereklidir. Bu tabakanın enzimatik degredasyon ile in vitro koşularda ortadan kalırılabildiği bildirilmiştir. Ancak in vivo etkinliğini belirten bir çalışma yoktur. Bu çalışmada biyofılmi degrede eden proteolitik enzim kulanılarak infeksiyonun in vivo koşullarda eradike edilebileceğini göstermek amaçlandı. Bu amaçla sıçandaki TDP modeli slime oluşturan bir Stafilokokus Epidermidis ile infekte edilerek infeksiyonun yerleşebilmesi için 2 hafta beklendi. Ardından tüm hayvanlara hassas olduğu Oflaksosin subkuten olarak 20mg/kg/gün sıçan dozunda 4 hafta süre ile verildi. Bu süre boyunca hayvanların yarısının dizlerine proteolitik enzim (Serratiapeptidase® 10U) verilirken diğer yarısının dizlerine serum fizyolojik günlük olarak injekte edildi. Injeksiyonların tamamlanmasının ardından antibiyotiğin kültürleri etkilemesini engellemek ve rezidüel mikroorganizmalann üremesine fırsat vermek için 2 hafta daha herhengi bir girişim yapılmadan beklenildi. Sürenin sonunda hayvanlar sakrifıye edilerek femurian uzunlamasına ortadan ikiye bölündü. Yarısı bakteriyolojik, diğer yarısı histopatolojik çalışma için ayrıldı. Enzim kullanılan grupta 20 bacaktan 19 unda (%95) inoküle edilen mikroorganizma eradike edilirken, serum fizyolojik injeksiyonu yapılan 16 bacaktan 10 unda (%62.5) eradikasyon sağlanabildi. Aradaki fark istatistiki olarak anlamlı bulundu. Buna dayanarak sıçanlarda infekte TDP modelinde infeksiyon eradikasyonunda Serrattiapeptidazın etkili olduğu sonucuna varıldı.

SUMMARY Total knee arthroplasty (TKA) infections are not only very hard to treat but also carries considerable catastrophic risks such as amputation, sepsis and even death. The difficulty to treat these infections are relied upon the presence of adherent (slime-biofilm forming) bacteria predominantly the Staphylococcus epidermidis which is increasingly isolated from extracted prosthesis. Currently the best method to treat the infected TKA is extraction and mechanical debridement in the first step and giving appropriate parenteral antibiotics and reimplantation of the another prosthesis in the second step. But functional results are invariably poorer than the primary arthroplasties. Enzymaticaly degredation of the biofilm layer and eradication of infection is shown to be possible in vitro. But there is no report about the results in vivo. Thi study is designed to show the effect of proteolytic enzyme (Serratia peptidase) in the eradication of the infection in vivo. To show that an accepted total knee arthroplasty model is applied to the both knees of the 20 adult rats and infected with slime forming Staphylococcus epidermidis. After 2 weeks of lag period to let the infection to settle, all animals were given daily 20 mg/kg/day oflaxocin subcutaneously for 4 weeks which was chosen according to the antibiotic sensitivity tests. During that period half of the animals received daily intra articular injection of 10 U of Serratiapeptidase to their both knees while the other half receiving only saline. Afte another 2 weeks are waited to avoid the antibiotic effect on cultures and to let the microorganisms to multiply if any left. Finally the animals are sacrificed and femora longitudinally splited in to 2 halves. One half was referred to bacteriological examination while other half was spared for histopathologic^! examination. The original microorganism is eradicated in 19 of 20 femora (95%) in the enzyme treated group while the ratio being 6 of 16 femora (62.5%) for the saline group. The difference was statistically significant showing the enzyme is effective in eradication of slime forming bacteria namely Staphylococcus epidermidis in infected total kne arthroplasties in rats.