علی رغم پیشرفت های موجود در تکنیک های جراحی و طراحی ایمپلنت ها در ارتوپدی،عفونت های مربوط به ایمپلنت ها هنوز به عنوان یک مشکل جدی برای جراحان مطرح است.عفونت های باکتریایی عوارض جدی از خود برجای می گذارند که تشکیل زخم وجراحی ارتوپدی را به دنبال خواهند داشت. وقتی پیشگیری مانع عفونت نمی شود، درمان عفونت های وابسته به ایمپلنت تبدیل به چالشی برای جراح می شود فلذا درمان، معمولاً  ترکیبی از جراحی برمبنای برداشت بافت های مرده ، جدا کردن قسمتی ازاستخوان ودرمان بدنی (درون تنی) با آنتی بیوتیک است. علاوه بربحث جراحی ، مسائل مربوط به میکروب شناسی هم باید مدنظر قرار گیرد. چسبیدن باکتری ها به سطوح  ایمپلنت ها رفتارزیستی آن ها را تغییرمی دهد. آن ها یک پوشش زیستی می سازند که یک محافظ (درمحیط میکروسکوپی) دربرابر بسیاری ازعوامل ضد میکروبی است. علاوه براین، باکتری ها فعالیت متابولیکی خود را کاهش داده ودرنتیجه رشد خود را سریع تر می کنند. چون آنتی بیوتیک ها در پی رشد باکتری ها فعال می شوند ، با افزایش باکتری هایی که فعالیت متابولیکی آن ها کاهش یافته و حداقل غلظت های ممانعت کننده (MIC ) افزایش می یابد. آنتی بیوتیک های بدنی نمی توانند به غلظت های بالا درمحل های موضعی برسند که دراین صورت بی اثرمی شوند. برای حل این مسئله آنتی بیوتیک های موضعی بیش ازآنتی بیوتیک های بدنی می توانند به غلظت های بالا تردست یابند.

 سیمان استخوانی حاوی آنتی بیوتیک:

پلی متیل متاکریلات(PMMA) ازاولین موادی بود که توسط صنعت شیمیایی تولید شد. این ماده اولین باردر سال 1941 در دندانپزشکی استفاده شد ودرسال 1945 درجراحی ارتوپدی مورد استفاده قرار گرفت.   Scales   و   Hershell     و برادران  Judet  پروتز درونی مفصل ران را  برای درمان بیماری مفصل ران ساختند.  Charnley   درسال 1970 سیمان استخوانی پلی متیل متاکریلات را به منظورتثبیت  ایمپلنت های فلزی مفصل ران معرفی کرد و درهمان سال  Buchholz  و Engelbrecht   کاهش میزان عفونت درآرتروپلاستی به وسیله ترکیب آنتی بیوتیک ها با سیمان استخوانی پلی متیل متاکریلات را مطرح کردند.

. آنتی بیوتیک ها به تدریج ازسیمان آزاد می شود ودرمکان های مورد نظر فعالیت می کنند و بیش ازدرمان سیستمیک می توانند به غلظت های بالاتر برسند.  Buchholz  وهمکارانش کاهش قابل توجه عفونت عمقی درجایگزینی کامل مفصل ران را نه تنها درجراحی ابتدایی بلکه درجراحی ثانویه (بازبینی) نشان دادند. آزمایش های دیگری برای ارزیابی اثرسیمان استخوانی حاوی آنتی بیوتیک درآتروپلاستی اولیه  مفصل ران وآتروپلاستی زانو به همراه پیشگیری بدنی صورت گرفت. تحقیقات اولیه واقعاً بحث برانگیز بودند. بعضی استفاده از سیمان استخوانی آنتی بیوتیکی را مورد حمایت قرار دادند اما دیگران اثرمثبتی برای پیشگیری ازعفونت در آن نیافتند. اگر هر دو پیشگیری آنتی بیوتیکی یعنی موضعی وبدنی انجام شود خطربازگشت عفونت های عمقی به پایین ترین میزان خود می رسد.  بیمارانی که فقط پیشگیری سیستمیک دارند خطر بازگشت عفونت در آن ها 8/1 برابر بیشتر می شود البته لازم به ذکر است که استفاده ازسیمان استخوانی حاوی جنتامایسین خطر مقاومت به آنتی بیوتیک را به همراه  خواهد داشت.         
بعد ازرهایش زیاد و اولیه آنتی بیوتیک ها ، غلظت پایین وطولانی مدت دراطراف  ایمپلنت ها ممکن است منجربه  افزایش مقاومت به آنتی بیوتیک شود. مطالعات invitro( خارج از بدن موجود زنده)رشد باکتری ها را برروی سیمان حاوی آنتی بیوتیک نشان دادند. تحقیقات invitro اخیر حضور باکتری ها را درگپ موجود بین سیمان استخوانی حاوی جنتامایسین واستخوان به اثبات رساندند. استفاده از سیمان خشک نیز فقط خطر ناشی از افزایش مقاومت یه جنتامایسن را از بین می برد. درنتیجه سودمندی سیمان حاوی جنتامایسین درآرتروپلاستی کامل مفصل ران تأیید می شود اما خطر ایجاد باکتری های مقاوم باید مد نظر قرار گیرد.
در آن نیافتند. اگر هر دو پیشگیری آنتی بیوتیکی یعنی موضعی وبدنی انجام شود خطربازگشت عفونت های عمقی به پایین ترین میزان خود می رسد.  بیمارانی که فقط پیشگیری سیستمیک دارند خطر بازگشت عفونت در آن ها 8/1 برابر بیشتر می شود البته لازم به ذکر است که استفاده ازسیمان استخوانی حاوی جنتامایسین خطر مقاومت به آنتی بیوتیک را به همراه  خواهد داشت.        
بعد ازرهایش زیاد و اولیه آنتی بیوتیک ها ، غلظت پایین وطولانی مدت دراطراف  ایمپلنت ها ممکن است منجربه  افزایش مقاومت به آنتی بیوتیک شود. مطالعات invitro( خارج از بدن موجود زنده)رشد باکتری ها را برروی سیمان حاوی آنتی بیوتیک نشان دادند. تحقیقات invitro اخیر حضور باکتری ها را درگپ موجود بین سیمان استخوانی حاوی جنتامایسین واستخوان به اثبات رساندند. استفاده از سیمان خشک نیز فقط خطر ناشی از افزایش مقاومت یه جنتامایسن را از بین می برد. درنتیجه سودمندی سیمان حاوی جنتامایسین درآرتروپلاستی کامل مفصل ران تأیید می شود اما خطر ایجاد باکتری های مقاوم باید مد نظر قرار گیرد.

 

 

 

دانه های جنتامایسین PMMA وصفحه کلاژنی حاوی جنتامایسین:

اگرچه آنتی بیوتیک های موضعی برای پیشگیری ازعفونت درجراحی ارتوپدی موفق عمل کردند اما در جراحی تروما موثر نیستند. با وجود این که میزان عفونت در درمان شکستگی ها بیش ازآرتروپلاستی است ، اطلاعات کمی درباره استفاده پیشگیرانه ازآنتی بیوتیک های موضعی درثابت سازی شکستگی وجود دارد.  دردومدل حیوانی صفحه کلاژنی حاوی جنتامایسین که به طورموضعی به کار برده شد توانست ازاستئومیلیت (التهاب استخوان) پیشگیری کند. دریک آزمایش بالینی، Ostermann نقش آنتی بیوتیک های موضعی را درشکستگی های باز مورد ارزیایبی قرار داد.  در 175 مورد شکستگی  ، فقط پیشگیری سیستمیک انجام شد و547 مورد شکستگی با استفاده موضعی ازدانه های آنتی بیوتیک PMMA به اضافه پیشگیری سیستمیک درمان صورت پذیرفت . در همه شکستگی ها شستشوی به موقع ، برداشت بافت مرده و ثابت سازی اسکلتی انجام شد. میزان عفونت به طور قابل توجهی کاهش یافت به طوری که میزان عفونت درگروهی که پیشگیری سیستمیک  همراه با پیشگیری موضعی داشتند2/4 درصد و در گروهی که فقط پیشگیری سیستمیک را به تنهایی دریافت کردند 17 درصد بود.  با این حال درتقسیم بندی جزئی گروه های شکستگی فقط نوع هایlllb کاهش قابل توجهی را درمیزان عفونت نشان دادند. استفاده بالینی  ازصفحه کلاژنی حاوی جنتامایسین درثابت سازی شکستگی فقط دریک مطالعه فارماکولوژی گزارش شده است.  صفحات کلاژنی حاوی جنتامایسین یا دانه های PMMA در مجرای میخ های درون استخوانی در تثبیت استخوان های فمور و درشت نی به کار برده شد. فقط صفحات کلاژنی حاوی جنتامایسین به یک دز مؤثر دراین وضع رسیدند واین بدان معناست که درپیشگیری ، صفحات کلاژنی حاوی جنتامایسین نسبت به دانه های PMMA برترهستند. درحال حاضر دو آزمایش درباره نقش صفحات کلاژنی حاوی جنتامایسین  موضعی درپیشگیری از عفونت جراحت جناغ سینه بعد ازجراحی قلب گزارش شده است.  آزمایش های تصادفی کنترل شده شامل 2000 بیمار جراحی قلب، کاهش قابل توجهی درمیزان عفونت از9 به 3/4 درصد گزارش شده است که درآن ها از کلاژن- جنتامایسین اضافی نیز استفاده شده است.  درنتیجه این طور به نظرمی رسد که به کارگیری آنتی بیوتیک موضعی اثر پیشگیرانه سودمندی بر عفونت محل جراحی دارد اما اطلاعات دقیقی به خصوص درثابت سازی شکستگی در دست نیست.


پوشش ضدباکتری ایمپلنت ها:

گام بعدی ترکیب یا پیوند ایمپلنت ها  با عوامل ضد باکتری است. در این حالت ایمپلنت ها خود یک سیستم رهایش دارو برای آنتی بیوتیک ها می شوند.  مزایا کاملاً آشکارهستند: ایمپلنت مطابق معمول می تواند به همراه فواید حاصل از آنتی بیوتیک های موضعی استفاده شوند. علاوه بر این رهایش مواد ضدباکتری می تواند با ترکیب آنتی بیوتیک ها ویک لایه زیست تخریب پذیر روی سطح ایمپلنت به یک فاصله زمانی محدود شود. این رویکرد خطر افزایش مقاومت به آنتی بیوتیک را به حداقل می رساند . این فرضیه توسط ساخت ایمپلنت های پوشش دار ضدباکتری تحقق یافت.  یک رویکرد متفاوت پوشش دستگاه های ارتوپدی با آنتی بیوتیک ها است. پوشش های PDLLA حاوی جنتامایسین برای پیشگیری از عفونت ها اخیرا تحت بررسی قرار گرفته اند.  آنتی بیوتیک های به هم پیوسته درمدت دست کم 96 ساعت با ماکزیمم رهایش در6 ساعت اولیه به طور پی درپی آزاد می شوند.  از زمانی که عفونت حاصل از ایمپلنت ها توسط ایمپلنتهای با پوشش  جنتامایسین-PDLLA دریک مدل حیوانی به طورقابل توجهی کاهش یافت  اولین استفاده درانسان تحت بررسی قرار گرفت . میخ های پوشیده شده با جنتامایسین-PDLLA  درشت نی برای تثبیت درونی  شکستگی های باز درشت نی ازنوع III  درشش مورد استفاده شد و تنها در5 درصد پوشش درحین جا اندازی میخ ها ازدست رفت. با این حال آزمایش های بیشتری باید انجام شود.


نتیجه گیری:

درپیشگیری ازعفونت های وابسته به ایمپلنت فقط سیمان حاوی آنتی بیوتیک به عنوان پیشگیری موضعی درآرتروپلاستی کامل مفصل ران یا آرتروپلاستی زانو به طورگسترده پذیرفته شده است. درجراحی تروما ، آنتی بیوتیک های موضعی در رویه ی بالینی استفاده نمی شوند وداده های آزمایشگاهی (تجربی) کمی نیز در این مورد وجود دارد.  این وضعیت ممکن است با توسعه ایمپلنت های با پوشش ضدباکتری تغییرکند.در جراحی تروما، دانه های جنتامایسین PMMA وصفحات کلاژنی حاوی جنتامایسین اغلب با موفقیت های بالینی همراه می شوند اما با این حال آزمایش های رندومی وکنترل شده هنوز باید انجام شوند.