Medizinische Universität Graz - Research portal
Selected Publication:
Kaltenegger, C.
Antiinfektive Ausrüstung von kardiovaskulären Implantaten am Beispiel von Herzschrittmachern
[ Diplomarbeit ] Graz Medical University; 2013. pp. 65
[OPEN ACCESS]
FullText
- Authors Med Uni Graz:
- Advisor:
- Kühn Klaus-Dieter
- Sereinigg Michael
- Stiegler Philipp
- Altmetrics:
- Abstract:
- Hintergrund: Implantat-assoziierte Infekte bei Herzschrittmacherimplantationen sind seltene, aber für die Patienten oftmals tödliche Komplikationen und bedeuten hohe Kosten für das Gesundheitssystem. In den letzten Jahren konnte über eine unverhältnismäßig starke Zunahme solcher Infektionen von bis zu 57 % berichtet werden. Perioperativ gilt eine Verschleppung von Keimen in das Operationsfeld und eine rasche Biofilmbildung auf den Implantatoberflächen als Hauptursache. Postoperativ dienen die implantierten Fremdkörper als Rückzugsort für Keime, von denen Rezidive ausgehen können. Neue Entwicklungen zur Vermeidung solcher Biofilme auf lmplantatoberflächen basieren auf Beschichtungen, die direkt auf dem Implantat angebracht werden und einerseits eine anti-infektiven Barriereschicht für Keime darstellen andererseits temporär lokal hohe Wirkspiegel aufbauen können. Ziel dieser Arbeit war eine neuartige Implantatbeschichtung für Herzschrittmachergehäuse beziehungsweise deren Elektroden auf ihre Bioverfügbarkeit und die Machbarkeit der Beschichtung zu testen. Methode: Komplexe aus Antibiotika/Antiseptika (AB/AS) mit natürlichen Fetten wurden durch einfache Umsalzung hergestellt. Als Breitband-Antibiotikum wurde Gentamicinsulfat verwendet, als Fettsäure Palmitinsäure. Als Komplexe wurde Gentamicinpalmitat als alkoholische Lösung zur Beschichtung der Implantate eingesetzt. Gentamicinpalmitat wird durch Tropfen oder Sprühen direkt auf die zu implantierenden Herzschrittmacher aufgebracht. Die Anhaftungsmenge der anti-infektiven Substanz wurde durch Bestimmung der Beladungsdichte durch Wiegen ermittelt. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen der Implantatoberfläche dienten als zusätzlicher Nachweis. Im Anschluss wurde die Wirkstoffabgabe in einem Phosphatpuffer (pH = 7.4) bei 37°C über einen Zeitraum von zehn Tagen gemessen. Die Messung der Wirkstoffelution erfolgte mittels Fluorenzenzpolarisation. Ergebnisse: Diese neuartigen Implantatbeschichtungen kommen ohne eine zusätzliche Trägerschicht aus, der Wirkstoff ¿ hier Gentamicin - ist quasi die Beschichtung selbst. Es konnten gleichmäßige dünne Beschichtungen auf den Implantaten eingestellt werden. Der eingesetzte Gentamicin-Fettsäurekomplexe erwies sich dabei als wachsartiger Feststoff, der an den ausgewählten Oberflächen von Herzschrittmachern leicht haftet. Das Gentamicinpalmitat lässt sich ideal sowohl auf die Titangehäuse als auch auf die aus verschiedenen Kunststoffen bestehenden Schrittmachersonden aufbringen und bildet dort eine sehr gut haftende, homogene Schicht. Diese lässt sich auch durch mehrmalige Manipulation nicht entfernen. Die Gentamicinpalmitatbeschichtung erwies sich als feste temporäre Barriereschicht. Weiters konnte eine Wirkstoffabgabe des Gentamicins bis zu zehn Tage nachgewiesen werden. Es wurden initial hohe Gentamicinkonzentrationen bestimmt, die über die Zeit stetig niedriger wurden. Nach wenigen Tagen waren die zuvor beschichteten Herzschrittmacheroberflächen ¿wirkstofffrei¿. Schlussfolgerung: Die Untersuchungen zeigen eine problemlose Verwendung von Gentamicinpalmitat für die anti-infektive Beschichtung von Herzschrittmachern sowie den Elektrodenstücken. Es ist zu erwarten, dass sich das Gentamicinpalmitat als Beschichtung auf Basis dieser in-vitro Ergebnisse auf die gut dokumentierten klinischen Erkenntnisse anderer Implantate mit lokalem Antibiotikaschutz übertragen lässt und damit einen wesentlichen Beitrag zur Risikominimierung von Infektionen beim Einsatz von medizinischen Implantaten leisten kann.