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Fragestellung: Implantat-assoziierte Knocheninfektionen durch Staphylococcus aureus (S. aureus) sind bei der Diagnose wie auch bei der Behandlung eine große klinische Herausforderung. Da kein einheitliches Krankheitsbild existiert, dient aktuell eine Kombination aus Anamnese, bildgebender Diagnostik, Laborergebnissen, klinischen Symptomen und Bakteriologie zur Diagnosestellung.

Diese Untersuchung diente der Entwicklung eines semiquantitativen histologischen Beurteilungsschemas von Knocheninfektionen.

Methodik: Männlichen Ratten (n=60) wurde 3 Tage präoperativ eine Dosis von 500 µg CpG-ODN (Cytosin-Phosphat-Guanosin-Oligonukleotide) oder nur PBS (Positiv-Kontrollgruppe) in den linken Musculus tibialis cranialis injiziert. CpG-ODN sind unmethylierte DNA-Sequenzen, welche die Immunantwort des Wirtsorganismus positiv modulieren sollen und sie wurden verwendet, um Varianzen in der Immunantwort zu generieren. Operativ wurde ein intramedulläres Implantat in die Tibia eingesetzt. Es folgte eine lokale Kontamination mit S. aureus (10⁵ CFU). Als Negativkontrolle dienten unbehandelte Tibiae der kontralateralen Seite. Nach der Euthanasie (an Tag 1 oder 3 postoperativ) erfolgte die histologische Aufbereitung mit folgenden Färbungen: Toluidinblau, Movat, TRAP ("Tartrate-Resistant Acid Phosphatase") und Gram. Die Auswertung erfolgte an Paraffinschnitten semiquantitativ am Mikroskop mit der Bewertung der Proben bezüglich Anzeichen von Immunreaktion, Knochenauf-/-Abbauprozessen und Bakteriennachweis.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Toluidinblau und Movat lieferten vergleichbare Ergebnisse, wobei mit Movat die Knochenauf- und Abbauprozesse besser dargestellt wurden während mit Toluidinblau die PMN (polymorphkernige Granulozyten) besser zu erkennen waren. TRAP und Gram färbten spezifischer und dienten dem Nachweis von Makrophagen und Bakterien.

Anhäufungen von PMN waren in allen kontaminierten Proben in ähnlich starker Ausprägung zu finden. Bei der Anzahl von Bakterien und Makrophagen zeigten sich keine Unterschiede zwischen den mit S. aureus infizierten Gruppen und der beiden Zeitpunkten. Beim Vergleich der kontaminierten Proben mit der Negativkontrolle zeigten erstere eine deutliche Erhöhung bei der Anzahl der PMN und Bakterien konnten in jeder der kontaminierten Probe nachgewiesen werden. Knochenauf- und -Abbauprozesse fanden in allen Gruppen (auch der Negativkontrolle) in vergleichbarem Maße statt, während Veränderungen in der kortikalen Knochenstruktur noch nicht sattgefunden haben.

In diesem Rattenmodell konnten Knocheninfektionen histologisch belegt und deren Schweregrad semiquantitativ gewichtet werden. Histologische Untersuchungen stellen somit ein sinnvolles Werkzeug zur Beurteilung von Implantat-assoziierten Knocheninfektionen dar.

(gefördert durch die DFG)