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万古霉素-TCP治疗兔人工股骨头置换术后感染的实验研究

尤瑞金

  目的:1、制作万古霉素-TCP,并研究其初凝时间、终凝时间、压缩强度、超微结构、体外释放、体外抑菌、体内释放及成骨情况。2、探讨万古霉素-TCP在兔人工股骨头置换术后感染翻修中作用,旨在为临床治疗人工关节置换术后感染提供一种有效的治疗方法。方法:1、万古霉素-TCP的制作及其体内外实验:①无菌条件下,按固/液(g/ml)比为3:1,将TCP固相粉末与液相调和固化,制成单纯TCP。相同条件下,将万古霉素粉末与TCP固相粉末按质量比1∶20充分混匀后,再按固/液(g/ml)比为3:1加入TCP液相成分调和固化,制成万古霉素-TCP;②检测单纯TCP和万古霉素-TCP的初凝时间、终凝时间、压缩强度及超微结构;③体外释放:将单纯TCP和万古霉素-TCP分别浸泡于装有10ml PH值为7.4的PBS液的试管中,置于37℃恒温箱中,每24h更换PBS液1次,并收集第1、4、7、10、13、16、19、22、25、28d的24h洗提液,用高效液相色谱分析仪测洗提液中万古霉素浓度;④体外抑菌:将单纯TCP和万古霉素-TCP圆片置于均匀涂有1.5×108CFU MRSE 的MH琼脂培养皿中,37℃恒温箱中培养24h后,用游标卡尺测量各抑菌圈大小。试样仍置于培养皿中,置于37℃恒温箱中储存,每3d将试样移至接种有相同细菌量新的MH琼脂培养皿中,24h后测量抑菌圈大小,得到第1、4、7、10、13、16、19、22、25、28d的抑菌情况;⑤体内释放及组织学检查:将万古霉素-TCP植入兔股骨中,于术后第1、4、7、10、13、16、19、22、25、28d测量血和股骨中万古霉素浓度,并检测第16、28d的万古霉素-TCP的组织学变化。2、万古霉素-TCP在兔人工股骨头置换术后感染翻修中的作用:建立兔人工股骨头置换术后感染模型36只,分三组,每组12只,清创后,分别在局部应用万古霉素-TCP、庆大霉素-PMMA及不用抗生素缓释系统进行翻修,12W后处死动物。通过细菌培养、X线、CRP、ESR、WBC、组织学检查,评价各组的治疗情况。结果:1、万古霉素-TCP的体内外实验:①单纯TCP的初凝时间为5.4±0.6min,终凝时间为15.5±1.3 min,压缩强度为33.3±2.4MPa;万古霉素-TCP的初凝时间6.1±0.7min,终凝时间17.0±1.6min,压缩强度为30.2±2.8MPa,两组无显著差异(p>0.05)。扫描电镜观察单纯TCP由呈短棒状和扁平状晶体不规则排列,晶体之间有不规则的孔隙,万古霉素-TCP扫描电镜结构与单纯TCP相似。②体外释放:单纯TCP体外释放液中第1~28d均未测出万古霉素;万古霉素-TCP在体外释放液中,第1d有一个突发释放,洗涤液中万古霉素浓度高达458.7±44.6μg·ml-1,此后洗涤液中药物浓度下降较快,至第28d浓度为11.6±1.9μg·ml-1,仍高于MRSE的最小抑菌浓度。③体外抑菌:单纯TCP从第1~28d在涂有MRSE MH琼脂培养皿中均未见抑菌圈形成;万古霉素-TCP第1d形成一个直径约为27.1±1.6mm 的抑菌圈,此后抑菌圈逐渐变小,第28d仍可见一约为11.6±0.8 mm的抑菌圈形成。④万古霉素-TCP植入股骨后,邻近骨组织中万古霉素浓度第1d最高,以后逐渐降低,第28d仍高于表皮葡萄球菌的最小抑菌浓度,而血浆仅第1d可检测到少量万古霉素。植入股骨16d后,组织学检查可见万古霉素-TCP中有少量新骨形成,28d新骨形成量明显增多。2、万古霉素-TCP在兔人工股骨头置换术后感染翻修中的作用:兔人工股头置换术后立即接种1×108CFU MRSE 4W后,所有动物人工股骨头周围假膜组织细菌培养均为阳性,CRP及ESR均显著升高(P<0.01),但WBC数无显著差异(P>0.05),X线见感染关节间隙模糊,组织学检查感染骨组织明显充血,有较多炎性细胞浸润。翻修术后各组CRP变化,空白组翻修术后1~4W与翻修时无显著差异(P>0.05),术后第8W低于翻修时(P<0.05);庆大霉素-PMMA组翻修术后1~8W与翻修时无显著差异(P>0.05),第12W低于翻修时(P<0.05);万古霉素-TCP组翻修术后1W即较翻修时显著下降(P<0.01),术后4~12W与正常值无显著差异(P>0.05)。翻修术后各组ESR变化,细菌接种术后4W,所有动物ESR较正常时显著升高(P<0.01) ;空白组和庆大霉素-PMMA组翻修术后1~8W与翻修时无显著差异 (P>0.05),术后第12W低于翻修时(P<0.05);万古霉素-TCP组翻修术后1~4W与翻修时无显著差异(P>0.05),术后第8W较翻修时显著下降(P<0.01)。翻修术后12W细菌培养,空白组阴性率为45.5%,庆大霉素-PMMA组阴性率为50%,万古霉素-TCP组阴性率为91.7%,万古霉素-TCP组翻修成功率显著高于庆大霉素-PMMA组(P<0.05)和空白组(P<0.05),而庆大霉素-PMMA组和空白组之间无显著差异(P>0.05)。X线检查,感染控制者,关节间隙清晰,有轻度骨缺损,感染未控制者,关节间隙模糊,有明显骨缺损,可见软组织肿胀影。组织学检查,感染控制者骨组织中炎性细胞明显减少,感染未控制者关节腔内较多炎性假膜,炎性细胞浸润明显。翻修术后12W,万古霉素-TCP组织学检查中可见有明显新骨形成。结论:1、万古霉素粉末与TCP粉末按质量比为1:20混合后,再与TCP液相调和固化制成万古霉素-TCP,其初凝时间、终凝时间、压缩强度及超微结构与单纯TCP无显著差异。2、万古霉素-TCP能够在体外体内缓释万古霉素,第1d有一个突发性释放,后期为缓慢释放,持续时间至少28d?……   
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