Введение. Современный подход к комплексному лечению имплантат-ассоциированной инфекции включает обязательную локальную антимикробную терапию. Целью настоящего экспериментального исследования явился отбор по результатам экспериментов in vivo наиболее оптимальной по составу полимерной антимикробной композиции с гемостатическим эффектом для локального применения в ране и изучение ее влияния на динамику клинико-морфологических изменений при развитии стафилококковой имплантат-ассоциированной инфекции бедренной кости у кроликов. Материалы и методы. В первом эксперименте на модели мягкотканной раны печени крысы (n = 23) при исследовании шести экспериментальных образцов композиции с различными концентрациями транексамовой кислоты (ТК) и поливинилпирролидона (ПВП) определен состав, продемонстрировавший наименьшее время кровотечения. Во втором эксперименте моделировали периимплантную стафилококковую инфекцию бедренной кости у кроликов (n = 18). Животным контрольной группы (n = 9) инфицированную спицу имплантировали в костномозговой канал, в опытной (n = 9) ее предварительно погружали в отобранный по результатам первого эксперимента образец композиции с добавлением гентамицина. Гистологическое исследование области установки имплантата выполняли на 14, 21 и 28 сутки. Результаты. Наименьшее время кровотечения было установлено при использовании образца, содержавшего 25 мг ТК в 1 мл 10 % водного раствора ПВП. К тестируемому образцу добавили гентамицин 8 мг/мл. Гистологически на 14 сутки после установки инфицированного имплантата в обеих группах определялись признаки воспаления, более выраженные в контроле, где фибринозно-гнойное воспаление проходило с формированием микроабсцессов. На 21-е сутки воспалительная инфильтрация была также более выраженной в контрольной группе и характеризовалась большим количеством полнокровных сосудов. В костномозговом канале было отмечено формирование капсулы, содержащей лейкоциты и сгустки фибрина. В опытной группе наблюдали явления затихающего воспаления с формированием нежноволокнистой ткани и умеренной мононуклеарной инфильтрации. К 28-м суткам в обеих группах животных, помимо признаков продолжающегося воспаления на фоне декомпактизации, определялись признаки регенерации костной ткани. Однако в контрольной группе восстановление костных балок происходило на фоне выраженного воспаления с обширными скоплениями эритроцитов, наличием некротизированных костных фрагментов и участков грануляционной ткани с выраженной лейкоцитарной инфильтрацией. Заключение. Проведенное экспериментальное исследование позволило выбрать наиболее эффективный в отношении гемостаза состав композиции на основе ПВП с транексамовой кислотой и оценить динамику перифокальных реакций при применении отобранного образца с добавлением гентамицина для предупреждения развития остеомиелита при имплантации экспериментальным животным инфицированной конструкции. Полученные результаты показали перспективность дальнейшего исследования предложенной полимерной композиции с антимикробным и гемостатическим эффектом.
Introduction Management of infection associated with surgical implants comprise local application of antimicrobial agents. The purpose of the in vivo experimental study was identification of an optimal antimicrobial polymeric composition with hemostatic effect for local wound application and assessment of its influence on clinical and morphological changes in implant-associated infection caused by staphylococcus in rabbit femur. Materials and methods A composition exhibiting minimal bleeding time was identified in the first experiment using six experimental samples with different concentration of tranexamic acid (TXA) and polyvinylpyrrolidone (PVP) implanted in the soft tissue wound of the rat liver (n = 18). Peri-implant infection caused by staphylococcus was simulated in the rabbit femur in the second experiment. Infected wire was implanted in the intramedullary canal of control animals (n = 9). The wire was steeped in gentamicin-containing sample selected in the first experiment before it was used for experimental animals (n = 9). Histologic assessment of the wire placement site was performed at 14, 21 and 28 days. Results Minimal bleeding time was recorded with the sample containing 25 mg of TXA in 1 mL of 10 % PVP aqueous solution. 8 mg/mL of gentamicin was added to the sample tested. Both groups showed histological signs of inflammation at 14 days of implantation being more evident in controls with fibrinopurulent inflammation and microabscesses. Inflammatory infiltration was more expressed in controls at 21 days and was characterized by a great number of plethoric vessels. A capsule with leucocytes and fibrin clots was observed in the intramedullary canal. Experimental animals exhibited fading signs of inflammation with delicate fibrous tissue and moderate mononuclear infiltration formed. Signs of bone regeneration were detected in both groups at 28 days apart from persistent inflammation being secondary to decompactization. However, bone trabeculae were noted to recover in controls with evident inflammation featuring extensive erythrocyte clusters, necrotic bone fragments, granulated tissue and evident leucocyte infiltration. Conclusion The experimental study allowed identifying PVP and TXA based composition as most effective for hemostasis estimating dynamics in perifocal reactions with the use of gentamicin-containing sample to prevent osteomyelitis in implantation of experimental animals. The findings showed prospectiveness of further research of the polymeric composition with antimicrobial and hemostatic effects.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.