Der Einfluss von Antiseptika auf humane Chondrozyten in vitro

Abstract

Auf den Gebrauch von Antiseptika in der chirurgischen Therapie der septischen Arthritis ist in der Vergangenheit weitestgehend verzichtet worden, denn Versuche zur Zelltoxizität verschiedener antiseptischer Lösungen konnten ein zytotoxisches Potential dieser nachweisen. Da Gelenkknorpelzellen lediglich über geringe regeneratorische Fähigkeit verfügen, ist eine Schädigung der Zellen durch Antiseptika problematisch. Bisherige Studien zur Zytotoxizität von Antiseptika verwendeten hohe Konzentrationen und Expositionszeiten, die in der septischen Gelenkchirurgie nicht üblich sind. In der vorliegenden Studie wurden daher klinisch relevante Konzentrationen und Einwirkzeiten (5 bis 30 Minuten) von Polihexanid (0,04 bis 0,004 %) und Wasserstoffperoxid (0,3 bis 3 %) verwendet. Weiterhin wurden die zytotoxischen Effekte mit Hinblick auf apoptotische und nekrotische Zellschädigungen mittels Fluoreszenzmikroskopie und FACS-Analyse differenziert. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die untersuchten Antiseptika die Vitalität primärer humaner Chondrozyten in vitro beeinträchtigen und die Proteoglykansynthese hemmen. Dieser Effekt ist sowohl von der Expositionszeit als auch von der Wirkstoffkonzentration abhängig. Es zeigte sich, dass Polihexanid apoptotische Zellschäden verursacht und Wasserstoffperoxid im Gegensatz dazu spätapoptotische bzw. nekrotische Vorgänge induziert. Wasserstoffperoxid sollte daher in der septischen Gelenkchirurgie nicht in Kontakt mit Knorpelgewebe kommen. Trotz der in der Literatur beschriebenen guten Gewebeverträglichkeit von Polihexanid sollte es in Konzentrationen unter 0,01 % verwendet werden und nicht länger als 15 Minuten Kontakt mit dem Gelenkknorpel haben. In diesem Bereich ist eine hinreichende Bakterizidität bei akzeptabler Toxizität gegenüber Knorpelzellen zu erwarten.

The use of antiseptics as a treatment for septic arthritis has been discussed controversially because of their possible cytotoxic effects on chondrocytes. Because of the limited ability of regeneration damage on articular cartilage is permanent. Previous tests on the toxicity of antiseptics were obtained with high concentrations and longer impact time than usual in septic surgery. In this survey concentrations of 0,04 to 0,004 % for polyhexanide and 3 to 0,3 % for hydrogen peroxide were used. Time to affect was limited from 5 to 30 Minutes. Cytotoxic effects were analysed via fluorescence microscopy and FACS analysis. It could be shown that both polyhexanide and hydrogen peroxide compromise cell vitality of human chondrocytes and impair proteoglycan synthesis depending on concentration and exposition time. Polyhexanide induces apoptosis in cells and should only be used in depleted concentrations with less than 15 minutes contact time to the articular cartilage. Hydrogen peroxide induces cell necrosis and should not be used in septic surgery at all.