Rat osteomiyelit modelinde lokal biyobozunur antibiyotik taşıyıcı sistemin etkinliği

Abstract

Bu çalışmada kullanılan lokal antibiyotik taşıyıcısı, kliniğimizde 2006 yılında geliştirilen biyobozunur bir sistemdir. İlaç olarak vankomisin, ilaç tutma malzemesi olarak siyanoakrilat ve çatı iskeleti olarak jelatin sünger içerir. Daha önceki çalışmamızda, in vitro ve in vivo salınım özellikleri test edilmiş ve etkinliği gösterilmişti. Bu çalışmada rat osteomiyelit modelinde tedavi edici etkisi, enfekte kemik dokusunda salınım profili ve yan etkilerinin araştırılması amaçlandı.Yetmiş beş Sprague-Dawley cinsi dişi ratın tibia proksimal metafizine, üzerlerinde metilsine rezistan stafilokokus aureus (MRSA) kolonize edilmiş Kirschner (K) telleri yerleştirilerek osteomiyelit modeli (n=73) oluşturuldu. Denekler, sistemik vankomisin (SV grubu, n=23), sistemik artı lokal (SL grubu, n=25) ve sadece lokal vankomisin tedavi (LV grubu, n=25) ana gruplarına ayrıldı. Tedavi protokolleri, bütün ratlarda K telleri çıkartılıp tibiadaki proksimal metafizer alan drillendikten sonra uygulandı. Lokal uygulamada taşıyıcı sistem kemikte oluşturulan oluğa yerleştirildi. Toplam 5 rat çalışmanın değişik evrelerinde öldü. Her gruptaki ratların yarısı 18, diğer yarısı 28. gün sakrifiye edildi. Çalışmanın toplam 6 grubu uygulanan tedavi yöntemi ve sakrifikasyon günü temelinde adlandırıldı (ör. SV-18 grubu). Lokal apse oluşumu, kemikte kantitatif kültür, doku vankomisin düzeyi, kanda beyaz küre, serumda C reaktif protein (CRP), interlökin-6 (IL-6) ve kreatinin seviyeleri değerlendirilen bulgulardı. Elde edilen parametrik değerler One Way Anova ve non-parametrik değerler Mann Whitney U testi ile karşılaştırıldı.Klinik apse oluşumu SV-28 grubunda LV-28'e göre daha fazlaydı (p=0.018). C reaktif protein SV grubunda 28. günde 18. güne göre artış gösterdi (p=0.044). Aynı parametre SV-28 grubunda LV-28'e göre yüksek bulundu (p=0.015). Doku vankomisin düzeyi LV-28 grubunda SV-28'e göre yüksek bulundu (p=0.001). Diğer çalışma grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmadı.Geliştirdiğimiz taşıyıcı sistem, ameliyathane ve acil gereksinim koşullarında kolayca hazırlanabilen, enfekte kemik dokusunda etkin ve uzun süreli salınım yapan, enfeksiyonu sınırlayan ve nefrotoksik etki oluşturmayan bir tedavi seçeneğidir.

The local antibiotic carrier used in this study, is a biodegradable system developed in our clinic in 2006. It contains vancomycin as the drug, cyanoacrylate as the drug trapping material and gelatin sponge as the scaffold. Our previous study showed its effective drug delivery properties in vitro and in vivo. In this study, we aimed to investigate its therapeutic effect on rat osteomyelitis model, vancomycin release profile in infected bone tissue, and possible side effects.Osteomyelitis model (n=73) was created by placing Kirschner (K) wires, which were colonized with meticilin resistant staphylococcus aureus (MRSA) into the proximal tibial metaphysis of seventy-five Sprague-Dawley rats. The subjects were divided into systemic vancomycin (SV group, n = 23), systemic and local (SL group, n = 25) and local vancomycin (LV group, n = 25) main treatment groups. Treatment protocols were performed in all rats after removing K wires and drilling the proximal tibial metaphysis. In local administration, carrier systems were placed into the hole created in the methaphyseal bone. At different stages of the study a total of 5 rats died. Half of the rats in each main group were sacrificed at the 18, and the remaining at the 28th days. The total 6 study groups were named due to the treatment method and sacrification day (eg, SV-18 group). Local abscess formation, quantitative culture of bone, bone vancomycin level, white blood cell count, serum C-reactive protein (CRP), interleukin-6 (IL-6) and creatinine levels were studied parameters. The results were compared statistically using One Way ANOVA for parametric and Mann-Whitney U test for non-parametric values.There were more abscess formations in SV-28 than LV-28 group (p = 0.018). C reactive proteins were elevated at 28 in comparison of 18th day in SV group (p = 0.044). C reactive proteins were also higher in SV-28 than LV-28 group (p = 0.015). Tissue levels of vancomycin were higher in LV-28 than SV-28 group (p = 0.001). No statistically significant difference was found among other study groups.Carrier system presented here can easily be prepared in the operating room and in emergent necessity conditions, provides effective and long-term drug release in infected bone tissue, and can effectively restrict bone infection with no nephrotoxic side effect.