一次人工膝関節置換術におけるトブラマイシンとバンコマイシンの局所送達は、急性人工関節感染症の原因となる一般細菌の最小阻害濃度を達成している

Local delivery of tobramycin and vancomycin in primary total knee arthroplasty achieves minimum inhibitory concentrations for common bacteria causing acute prosthetic joint infection.

• Charles M Lawrie
• Sally Jo
• Toby Barrack
• Stephen Roper
• Rick W Wright
• Ryan M Nunley
• Robert L Barrack

抄録

AIMS:

本研究の目的は、一次人工膝関節置換術（TKA）におけるバンコマイシンとトブラマイシンの局所送達が、急性人工関節感染症（PJI）の原因となる細菌の最小阻害濃度閾値を超える関節内濃度を達成できるかどうかを判断することであった。

AIMS: The aim of this study was to determine if the local delivery of vancomycin and tobramycin in primary total knee arthroplasty (TKA) can achieve intra-articular concentrations exceeding the minimum inhibitory concentration thresholds for bacteria causing acute prosthetic joint infection (PJI).

方法:

2014年1月1日から2019年5月7日までの間に行われたすべての一次TKAのレトロスペクティブな単施設データベースを用いて、最初の手技から90日以内に外科的に管理された急性PJI患者を同定した。再置換術時に得られた陽性培養物から得られた菌について、ゲンタマイシン、トブラマイシン、バンコマイシンに対する感受性を検査した。その後、トブラマイシンおよび／またはバンコマイシンをポリメチルメタクリレート（PMMA）またはバンコマイシンパウダーに混合した5種類の局所抗生物質投与法のうちの1つを用いて、一次TKA後の術後1日目の関節内抗生物質濃度を決定するための前向き研究が実施された。

METHODS: Using a retrospective single-institution database of all primary TKAs performed between January 1 2014 and May 7 2019, we identified patients with acute PJI that were managed surgically within 90 days of the initial procedure. The organisms from positive cultures obtained at the time of revision were tested for susceptibility to gentamicin, tobramycin, and vancomycin. A prospective study was then performed to determine the intra-articular antibiotic concentration on postoperative day one after primary TKA using one of five local antibiotic delivery strategies with tobramycin and/or vancomycin mixed into the polymethylmethacrylate (PMMA) or vancomycin powder.

結果:

TKA後に急性PJIを発症した合計19例を同定し、29例のユニークな細菌分離株を回収した。再置換までの平均期間は37日（6～84日）であった。9株（31％）はゲンタマイシン耐性、10株（34％）はトブラマイシン耐性、7株（24％）はバンコマイシン耐性であった。3種類の抗生物質すべてに耐性を示した1株を除くと、トブラマイシンまたはゲンタマイシンに耐性を示した株はすべてバンコマイシンに感受性を示し、その逆も同様であった。全体として、2.4gのトブラマイシンを80gのPMMAにハンドミックスしたものと、1gのバンコマイシンパウダーを関節内に塗布したものは、一貫して感受性菌の最小抑制濃度以上の濃度を達成していた。

RESULTS: A total of 19 patients with acute PJI after TKA were identified and 29 unique bacterial isolates were recovered. The mean time to revision was 37 days (6 to 84). Nine isolates (31%) were resistant to gentamicin, ten (34%) were resistant to tobramycin, and seven (24%) were resistant to vancomycin. Excluding one , which was resistant to all three antibiotics, all isolates resistant to tobramycin or gentamicin were susceptible to vancomycin and vice versa. Overall, 2.4 g of tobramycin hand-mixed into 80 g of PMMA and 1 g of intra-articular vancomycin powder consistently achieved concentrations above the minimum inhibitory concentrations of susceptible organisms.

結論:

一次TKA後に急性PJIを引き起こした細菌の3分の1はPMMAに一般的に混合されているアミノグリコシドに対して耐性であり、4分の1はバンコマイシンに対して耐性であった。1つの例外を除いて、トブラマイシンに耐性のあるすべての細菌はバンコマイシンに感受性があり、その逆もあった。これらの結果に基づいて、TKA後の急性PJIのほとんどの症例の原因となっている細菌の最適なカバーは、抗生物質セメントに混合されたトブラマイシンとバンコマイシンの粉末の組み合わせで達成できると考えられる。この記事を引用します。 2020;102-B(6 Supple A):163-169.

CONCLUSION: One-third of bacteria causing acute PJI after primary TKA were resistant to the aminoglycosides commonly mixed into PMMA, and one-quarter were resistant to vancomycin. With one exception, all bacteria resistant to tobramycin were susceptible to vancomycin and vice versa. Based on these results, the optimal cover for organisms causing most cases of acute PJI after TKA can be achieved with a combination of tobramycin mixed in antibiotic cement, and vancomycin powder. Cite this article: 2020;102-B(6 Supple A):163-169.