Antibiyotikli kemik çimentolarının antimikrobiyal özelliklerinin ve mekanik dayanıklılığının karşılaştırılması
Comparison of antimicrobial properties and mechanical strenght of antibiotic laden bone cements
Yazar: TARIK ELMA
Danışman: PROF. DR. HAKAN YUSUF SELEK
Gazi Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2019
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Antibiyotikler = Antibiotics ; Antienfektif ajanlar = Anti infective agents ; Diz eklemi = Knee joint ; Diz protezi = Knee prosthesis ; Kemik çimentoları = Bone cements ; Mekanik = Mechanics ; Protezlere bağlı enfeksiyonlar = Prosthesis related infections

Özet:
Amaç: Antibiyotik yüklü kemik çimentosu, yerleşik bir enfeksiyonun tedavisi için önemli bir tedavi şeklidir. Bununla birlikte günümüzde kemik çimentolarının enfeksiyonu önlenmesindeki rolü, kullanılacak antibiyotiğin tipi, antibiyotiklere direnç, antibiyotiklerin etkinlik ve maliyeti ile ilgili sorunlar halen tartışılmaya devam edilmektedir. Bu çalışma ile biz özellikle 6 hafta gibi uzun bir süre eklem ortamına benzer bir ortamda bekletilen antibiyotikli çimentoların güvenli antibiyotik doz aralıklarını bularak, uygun dozda, uygun mekanik kuvvette ve en ucuz maliyetle antibiyotiği seçebilmeyi amaçladık. 
Gereç ve Yöntem: Bu çalışma Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Ortopedi ve Travmatoloji Kliniği tarafından yapılmıştır. Çalışmada Gazi Üniversitesi bünyesindeki laboratuvarlar kullanılmıştır. Antibiyotik salınımı ve mekanik test için kullanılan numuneler 19 ± 2 ºC sıcaklıkta ameliyathane şartlarında steril olarak hazırlanmıştır. 
Bulgular: Çimentolara % 5 den fazla antibiyotik karıştırılması mekanik dayanıklılığı anlamlı ölçüde azaltmıştır. Genel olarak antibiyotikler için % 2.5 ve daha az oranlarda çimentolara antibiyotik karıştırmak mekanik ölçülerde anlamlı değişikliklere sebep olmamaktadır. Piperasilin-tazobaktam grubunun 0,25 gr ve 0,5 gr dozları hariç diğer hiçbir antibiyotikli çimento grubunda 21 gün boyunca üreme olmamıştır.
Sonuçlar: Bu çalışmada, özellikle 0,25 gr ve 0,5 gr'lık antibiyotik dozlarını içeren piperasilin-tazobaktamın antibakteriyel etkileri düşük bulunmuştur. Diğer bütün gruplarda 21 gün boyunca üreme olmamıştır. Meropenem, vankomisin, daptomisin ve teikoplanin içeren grupların mekanik özelliklerine bakıldığında  tüm antibiyotikli çimentoların % 2.5 ve daha az oranda antibiyotik içeren konsantrasyonlarda bükülme testinde sınır değer olan 50 MPa değerinin üzerinde kaldıkları gözlenmiştir. Bu durum piperasilin-tazobaktam grubu için sağlanamamıştır. Çalışma sonucundaki bulgular bize her antibiyotiğin farklı dozlarda farklı MPa değerleri olduğunu göstermiştir.  Buradan da sadece antibiyotik dozunun değil türününde mekanik özellikleri değiştirebileceği sonucu çıkarılabilir.
Anahtar kelimeler: Antibiyotikli kemik çimentoları, enfekte diz protezleri, mekanik dayanıklılık

Abstract:
Purpose: Antibiotic-laden bone cement is an important form of treatment for the treatment of an established infection. Today, however, the role of bone cements in the prevention of infection, the type of antibiotic to be used, resistance to antibiotics, the effectiveness and cost of antibiotics are still being discussed.  In this study, we aimed to find the safe antibiotic dose intervals of antibiotic cements that are kept in an environment similar to the joint environment for a long time such as 6 weeks, and to choose the antibiotic with the appropriate dosage, suitable mechanical strength and the cheapest cost.
Materials and Methods: This study was done by Gazi University Medical Faculty Orthopedics and Traumatology Clinic. In this study, laboratories in Gazi University were used. Samples used for antibiotic release and mechanical testing were prepared as sterile under operating room conditions at 19 ± 2 ºC.
Results: Mixing more than % 5 antibiotics to cements significantly reduced mechanical strength. Generally, antibiotic mixing in cements at % 2.5 or less for antibiotics does not cause significant changes in mechanical measurements. No other antibiotic cement group except for 0.25 g and 0.5 g of the piperacillin-tazobactam group underwent no reproduction for 21 days.
 Conclusions: In this study, especially antibacterial effects of piperacillin-tazobactam with 0.25 g and 0.5 g antibiotics were found to be low. There was no reproduction in all other groups for 21 days. When the mechanical properties of the groups containing meropenem, vancomycin, daptomycin and teicoplanin were examined, it was observed that all antibiotic cements remained above the limit value of 50 MPa in the bending test with % 2.5 or less concentration of antibiotics. This was not achieved for the piperacillin-tazobactam group. The results of the study showed that each antibiotic had different MPa values ​​at different doses. From this, it may be concluded that not only the antibiotic dose but also the mechanical properties can be changed.
Key Words: Antibiotic bone cements, infected knee prostheses, mechanical strength