Die Immobilisierung von mit Antibiotika beladenen Polymerbeschichtungen auf osteoartikulären Ti-Implantaten zur Vorbeugung von Knocheninfektionen
Dan Li, Pengfei Lv, Linfeng Fan, Yaoyi Huang, Fei Yang, Xifan Mei, Decheng Wu
Zusammenfassung
Implantatassoziierte Infektionen bei orthopädischen Operationen sind sehr kritisch, da sie die Knochenheilung behindern, Implantatversagen verursachen und sogar zu Osteomyelitis führen können. Medikamentfreisetzende Implantate zur lokalen Abgabe von Antibiotika an Operationsstellen gelten als vielversprechend bei der Prävention von Infektionen. Hierin wurde das Antibiotikum Vancomycin in einen auf Poly(ethylenglykol) (PEG) basierenden Hydrogelfilm eingekapselt, der kovalent an Ti-Implantate gebunden und anschließend von einer PEG-Poly(milchsäure-co-caprolacton) (PEG-PLC)-Membran bedeckt wurde. Zusätzlich wurde vernetzte Stärke (CSt) mit dem Hydrogel gemischt, da seine poröse Mikrostruktur in der Lage ist, das Quellen des Hydrogels zu hemmen und somit die Arzneimittelfreisetzung zu verlangsamen. Das Freisetzungsverhalten konnte durch die Wirkstoffbeladung und die Beschichtungsdicke reguliert werden. Die Vancomycin-beladenen Ti-Implantate zeigten keine anfängliche Burst-Freisetzung, bietet eine verzögerte Wirkstofffreisetzung für fast 3 Wochen in vitro und mehr als 4 Wochen in vivo. In einem Kaninchenmodell einer S. aureus-Infektion verringerten die Implantate mit einer Beladung mit 4 mg Vancomycin signifikant die Entzündungsreaktion und zeigten eine gute antimikrobielle Wirkung. Die Immobilisierung der mit Antibiotika beladenen Polymerbeschichtungen auf orthopädischen Implantaten kann eine nachhaltige Arzneimittelfreisetzung ohne anfängliche plötzliche Freisetzung bieten und eine wirksame Konzentration über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten, sodass erwartet wird, dass dies eine wirksame Strategie zur Behandlung und Vorbeugung lokaler Knocheninfektionen ist.
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Abkürzung: 4-Arm PEG-SH
Name: 4-armiges Poly(ethylenglykol)thiol
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