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Antibiotiques locaux en chirurgie orthopédique et traumatologique

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Leading Opinions
26. September 2019
Autor:
Prof Dr méd. O. Borens

Service d‘orthopédie et de traumatologie,<br> Centre Hospitalier universitaire vaudois (CHUV), Lausanne

Autor:
Dr méd. S. Steinmetz

Service d‘orthopédie et de traumatologie,<br> Centre Hospitalier universitaire vaudois (CHUV), Lausanne

Autor:
Dr méd. Arnaud Fischbacher

Service d‘orthopédie et de traumatologie,<br> Centre Hospitalier universitaire vaudois (CHUV), Lausanne<br>E-Mail: arnaud.fischbacher@chuv.ch

<p class="article-intro">Le traitement des infections ostéo-articulaires est basé sur un débridement chirurgical adéquat associé à une antibiothérapie rationnelle. A l’instar des antibiotiques systémiques, les antibiotiques locaux doivent aussi être considérés dans le traitement de ces infections.</p> <p class="article-content"><div id="keypoints"> <h2>Keypoints</h2> <ul> <li>Les antibiotiques locaux permettent d&rsquo;obtenir une concentration localement &eacute;lev&eacute;e et ce m&ecirc;me sur un site mal vascularis&eacute;.</li> <li>Ils ne provoquent pas les effets ind&eacute;sirables toxiques li&eacute;s &agrave; l&rsquo;administration syst&eacute;mique.</li> <li>Leur &eacute;lution est cependant difficilement pr&eacute;dictible et leur effet th&eacute;rapeutique de courte dur&eacute;e.</li> </ul> </div> <h2>Principes de base</h2> <p>Exp&eacute;riment&eacute;s pour la premi&egrave;re fois dans les ann&eacute;es 70 par Buchholz dans le traitement des infections de proth&egrave;ses articulaires, les antibiotiques locaux sont aujourd&rsquo;hui fr&eacute;quemment utilis&eacute;s.<sup>1</sup> Ils ont l&rsquo;avantage de permettre d&rsquo;obtenir des concentrations tissulaires jusqu&rsquo;&agrave; 1000 fois sup&eacute;rieures et ce m&ecirc;me sur un site mal vascularis&eacute;, tout en contournant les effets ind&eacute;sirables associ&eacute;s &agrave; une antibioth&eacute;rapie syst&eacute;mique.<sup>2, 3</sup> N&eacute;anmoins, le chirurgien se doit de conna&icirc;tre les diff&eacute;rentes caract&eacute;ristiques des antibiotiques et vecteurs utilis&eacute;s dans le traitement local des fractures ouvertes, infections osseuses et infections de proth&egrave;ses articulaires.</p> <h2>Choix de l&rsquo;antibiotique</h2> <p>Les antibiotiques utilis&eacute;s doivent r&eacute;pondre &agrave; plusieurs caract&eacute;ristiques. Premi&egrave;rement, comme pour l&rsquo;antibioth&eacute;rapie syst&eacute;mique, mais bien que l&rsquo;&eacute;ventail des possibilit&eacute;s soit en r&eacute;alit&eacute; limit&eacute;, il convient d&rsquo;utiliser une antibioth&eacute;rapie cibl&eacute;e si le pathog&egrave;ne est connu ou, &agrave; l&rsquo;inverse, un large spectre s&rsquo;il ne l&rsquo;est pas. De plus, on pr&eacute;f&eacute;rera un antibiotique bact&eacute;ricide &agrave; un antibiotique bact&eacute;riostatique. L&rsquo;antibiotique utilis&eacute; doit &ecirc;tre stable, c&rsquo;est-&agrave;-dire conserver ses propri&eacute;t&eacute;s chimiques dans une solution aqueuse &agrave; temp&eacute;rature corporelle. Par ailleurs, il doit &ecirc;tre hydrosoluble pour permettre son relargage et ne pas &ecirc;tre localement cytotoxique, m&ecirc;me si la concentration tissulaire reste g&eacute;n&eacute;ralement &eacute;lev&eacute;e qu&rsquo;un court laps de temps.<sup>4</sup> Les aminoglycosides, dont la gentamicine et la tobramycine, sont les antibiotiques les plus utilis&eacute;s. Ils sont bact&eacute;ricides contre le Staphylococcus aureus et les Gram-n&eacute;gatifs notamment le Pseudomonas. Ils sont reconnus pour leur stabilit&eacute; et leur cin&eacute;matique de lib&eacute;ration.<sup>5</sup> La vancomycine (glycopeptide) est le deuxi&egrave;me antibiotique le plus utilis&eacute;, montrant une activit&eacute; antimicrobienne contre la plupart des Gram-positifs notamment le Staphyloccocus aureus r&eacute;sistant &agrave; la m&eacute;ticilline (MRSA) qui est son indication principale. En raison de son poids mol&eacute;culaire &eacute;lev&eacute;, cette derni&egrave;re est lib&eacute;r&eacute;e sur une p&eacute;riode plus longue compar&eacute; &agrave; la gentamycine (Fig. 1).<sup>6</sup> Les b&ecirc;ta-lactamines telles que les p&eacute;nicillines et les c&eacute;phalosporines se d&eacute;gradent trop rapidement en milieu aqueux pour &ecirc;tre utilis&eacute;es. Les quinolones sont stables mais cytotoxiques &agrave; haute concentration. Les carbap&eacute;n&egrave;mes (m&eacute;rop&eacute;n&egrave;me et imip&eacute;n&egrave;me) poss&egrave;dent un large spectre d&rsquo;activit&eacute; mais leur stabilit&eacute; n&rsquo;est pas pr&eacute;cis&eacute;ment connue. Finalement, la rifampicine a une excellente activit&eacute; contre le Staphylococcus aureus incluant le MRSA et les ent&eacute;rocoques, tout en &eacute;tant &eacute;galement active contre le biofilm. Cependant, elle ne doit jamais &ecirc;tre utilis&eacute;e en monoth&eacute;rapie en raison du d&eacute;veloppement rapide de r&eacute;sistances et ne peut pas &ecirc;tre m&eacute;lang&eacute;e avec du ciment de polym&eacute;thacrylate de m&eacute;thyle (PMMA) car elle retarde son durcissement.</p> <h2><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2019_Leading Opinions_Ortho_1903_Weblinks_lo_ortho_1903_s23_fig1.jpg" alt="" width="1437" height="1302" />Choix du vecteur</h2> <p>Les vecteurs peuvent &ecirc;tre class&eacute;s en biod&eacute;gradables versus non-d&eacute;gradables et pr&ecirc;ts &agrave; l&rsquo;emploi par le fabricant versus pr&eacute;par&eacute;s en extemporan&eacute; par le chirurgien. Pour cela, il est essentiel de conna&icirc;tre les propri&eacute;t&eacute;s d&rsquo;&eacute;lution de chaque type de vecteur, soit la remise en solution de l&rsquo;antibiotique. L&rsquo;&eacute;lution d&eacute;pend de la composition du vecteur, du milieu local ainsi que de l&rsquo;hydrosolubilit&eacute; de l&rsquo;antibiotique utilis&eacute;. Le vecteur le plus r&eacute;pandu est le ciment de polym&eacute;thacrylate de m&eacute;thyle (PMMA) qui est peu co&ucirc;teux et facilement mall&eacute;able. Sa temp&eacute;rature de polym&eacute;risation pouvant atteindre les 90&deg;C, il doit &ecirc;tre associ&eacute; &agrave; des antibiotiques pouvant r&eacute;sister &agrave; une telle temp&eacute;rature sans perdre leur efficacit&eacute; (thermostabilit&eacute;). Ses propri&eacute;t&eacute;s d&rsquo;&eacute;lution sont connues avec un relargage d&rsquo;antibiotiques th&eacute;rapeutiquement efficaces, soit des concentrations d&rsquo;antibiotique au-dessus de la concentration minimale d&rsquo;inhibition (CMI), sur une dur&eacute;e de quelques jours et un effet protecteur probablement plus long.<sup>7</sup> Il peut &ecirc;tre utilis&eacute; de mani&egrave;re prophylactique dans les arthroplasties primaires ou de mani&egrave;re th&eacute;rapeutique sous forme d&rsquo;espaceur dans les changements de proth&egrave;ses infect&eacute;es ou sous forme de chaines de billes. Le volume total d&rsquo;antibiotiques lib&eacute;r&eacute; d&eacute;pendra de la surface. Ainsi, les chaines de billes de PMMA lib&egrave;rent des quantit&eacute;s d&rsquo;antibiotiques sup&eacute;rieures en raison de leur surface importante. Elles sont adapt&eacute;es au remplissage de cavit&eacute;s dans les ost&eacute;omy&eacute;lites ou pseudarthroses septiques. N&eacute;anmoins, elles doivent &ecirc;tre retir&eacute;es apr&egrave;s une &agrave; deux semaines environ car elles peuvent se transformer en vecteurs de biofilm de bact&eacute;ries devenues alors r&eacute;sistantes. Le sulfate de calcium permet de donner un pl&acirc;tre qui, &agrave; l&rsquo;inverse du PMMA, est biod&eacute;gradable et se dissout en trois &agrave; six semaines dans les parties molles et en six &agrave; douze semaines dans l&rsquo;os. Sa dissolution permet un relargage plus lent prolongeant l&eacute;g&egrave;rement la p&eacute;riode d&rsquo;efficacit&eacute; th&eacute;rapeutique et &eacute;vite d&rsquo;avoir &agrave; le retirer. De plus, le sulfate de calcium pr&eacute;sente des propri&eacute;t&eacute;s ost&eacute;oconductrices.<sup>8</sup> Les &eacute;ponges de collag&egrave;ne sont un autre vecteur biod&eacute;gradable uniquement disponible sur le march&eacute; charg&eacute; en gentamicine (Fig. 2). Ces derni&egrave;res sont tr&egrave;s maniables avec un effet h&eacute;mostatique mais se dissolvent enti&egrave;rement en 7 &agrave; 14 jours les rendant donc inadapt&eacute;es au remplissage de cavit&eacute;s. En outre, leur &eacute;lution est extr&ecirc;mement rapide, principalement le premier jour.<sup>9</sup> Finalement, les verres bioactifs (Bioglass) ont r&eacute;cemment suscit&eacute; de l&rsquo;int&eacute;r&ecirc;t en raison de leurs propri&eacute;t&eacute;s antimicrobiennes, ost&eacute;oconductrices et angiog&eacute;niques le tout en mat&eacute;riel biod&eacute;gradable. Ces derniers ne contiennent pas d&rsquo;antibiotiques mais cr&eacute;ent un milieu hostile aux bact&eacute;ries par la formation d&rsquo;ions.<sup>10</sup></p> <p>&nbsp;</p> <p><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2019_Leading Opinions_Ortho_1903_Weblinks_lo_ortho_1903_s25_fig2.jpg" alt="" width="1052" height="840" /></p> <div id="fazit"> <h2>En r&eacute;sum&eacute;</h2> <p>Les antibiotiques locaux ne remplacent pas un d&eacute;bridement chirurgical ni une antibioth&eacute;rapie syst&eacute;mique mais doivent &ecirc;tre consid&eacute;r&eacute;s comme un traitement adjuvant important dans le traitement des infections ost&eacute;o-articulaires. Ils permettent de d&eacute;livrer localement et bri&egrave;vement d&rsquo;importantes concentrations d&rsquo;antibiotiques tout en engendrant que peu de complications bien que des cas d&rsquo;insuffisances r&eacute;nales aigues aient &eacute;t&eacute; report&eacute;s, soulignant ainsi l&rsquo;importance du monitoring.<sup>11</sup> Le tableau 1 r&eacute;sume les recommandations de dosages et combinaisons d&rsquo;antibiotiques compatibles avec du ciment de PMMA (Tab. 1). En d&eacute;finitive, davantage d&rsquo;&eacute;tudes cliniques sont n&eacute;cessaires quant &agrave; leur utilisation afin d&rsquo;am&eacute;liorer la prise en charge des infections ost&eacute;o-articulaires.</p> <p>&nbsp;</p> <p><img src="/custom/img/files/files_datafiles_data_Zeitungen_2019_Leading Opinions_Ortho_1903_Weblinks_lo_ortho_1903_s24_tab1.jpg" alt="" width="2300" height="2908" /></p> </div></p> <p class="article-footer"> <a class="literatur" data-toggle="collapse" href="#collapseLiteratur" aria-expanded="false" aria-controls="collapseLiteratur" >Literatur</a> <div class="collapse" id="collapseLiteratur"> <p><strong>1</strong> Buchholz HW, Engelbrecht H: Depot effects of various antibiotics mixed with palacos resins. Chirurg 1970; 41(11) 511-5 <strong>2</strong> Ochsner P et al.: Infections ost&eacute;o-articulaires. Swiss orthopaedics 2015 <strong>3</strong> Kates S, Borens O: Principles of orthopedic infection management. AO Publishing. Thieme 2017 <strong>4</strong> Kluin OS et al.: Biodegradable vs non-biodegradable antibiotic delivery devices in the treatment of osteomyelitis. Expert Opin Drug Deliv 2013; 10(3): 341-51 <strong>5</strong> Citak M et al.: Are preformed articulating spacers superior to surgeon-made articulating spacers in the treatment of PJI in THA? A Literature Review. Open Orthop J 2015 31; 9: 255-61 <strong>6</strong> Anagnostakos K et al.: Elution of gentamicin and vancomycin from polymethylmethacrylate beads and hip spacers in vivo. Acta Orthop 2009; 80(2): 193-7 <strong>7</strong> Fluit AC et al.: Antimicrobial susceptibility and frequency of occurrence of clinical blood isolates in Europe from the SENTRY antimicrobial surveillance program, 1997 and 1998. Clin Infect Dis 2000; 30(3): 454-60 <strong>8</strong> El-Husseiny M et al.: Biodegradable antibiotic delivery systems. J Bone Joint Surg Br 2011; 93(2): 151-7 <strong>9</strong> S&oslash;rensen TS et al.: Rapid release of gentamicin from collagen sponge. In vitro comparison with plastic beads. Acta Orthop Scand 1990; 61(4): 353-6 <strong>10</strong> Hu S et al.: Study on antibacterial effect of 45S5 Bioglass. J Mater Sci Mater Med 2009; 20(1): 281-6 <strong>11</strong> Patrick BN et al.: Acute renal failure associated with vancomycin- and tobramycin-laden cement in total hip arthroplasty. Ann Pharmacother 2006; 40(11): 2037-42 <strong>12</strong> Renz N, Trampuz A: Pocket guide to Diagnosis &amp; Treatment of Periprosthetic Joint Infection. PRO-IMPLANT Foundation. Version 8, 2018</p> </div> </p>
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