İmplant ilişkili enfeksiyonların önlenmesinde gümüş iyon katkılı kalsiyum fosfat temelli özel kaplama uygulanmış ortopedik implantların kullanımı

Abstract

Hastalara uygulanmakta olan otropedilk implantların en önemli sorunları osseointegrasyon yetersizliği ve enfeksiyon gelişimine açık olmalarıdır. Bu çalışmanın konusu ortopedik klinik uygulamalarında kullanılan metal implantların hem doku uyumunu arttıracak hem de implant ilişkili enfeksiyonları önleyebilecek yüzey kaplamalarının geliştirilmesi ve bunun hastalarda denenmesidir. Bu amaç doğrultusunda eksternal fiksatör, intramedüller çivi ve kalça protezi olmak üzere 3 grup ortopedik implantın yüzeyi Ag+ iyon katkılı CaP esaslı seramik toz ile kaplanmıştır. Kaplama yöntemi olarak Elektro Sprey Kaplama Metodu kullanılmıştır. Ag+ iyon katkılı CaP esaslı antibakteriyel toz yaş kimyasal metot ile sentezlenmiştir ve sentez parametrelerine bağlı olarak HAP ve TCP fazları oluşturulmuştur. Elektrosprey tekniği kullanılarak yapılan kaplamaların klinik uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Farklı süre boyunca hastada takılı kalan eksternal fiksatör çivilerin yüzeyinde bulunan kaplamanın karakterizasyonu farklı yöntemler kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca klinik uygulama sonrası kemik ile implant ara yüzeyi detaylı bir şekilde irdelenmiştir. Kaplama yapılan implantlar hastaların onayı ile cerrahi olarak uygulanmıştır. Bu süreçte eksternal fiksatör grubunda şanz dipleri, proksimal femoral çivi ve parsiyel kalça artroplastisi grubunda yara yerleri düzenli aralıklarla takip edilmiştir. Ek olarak hastalarda karaciğer ve böbrek fonksiyon testleri, enfeksiyon markerleri ve kan gümüş değerleri kontrol edilmiştir. Eksternal fiksatör grubunda 91 adet şanzdan sadece 4 tanesinde şanz dibi akıntısı olmuş, proksimal femoral çivi ve parsiyel protez hastalarında yara yerleri sorunsuz olarak iyileşmiştir.Hiçbir hastada kan gümüş değerleri yükselmemiştir. Hastalarda gümüşün sistemik toksik bir yan etkisi ve arjiri gibi bulgular görülmemiştir. Literatürdeki benzer özellikteki hasta grupları ile kıyaslandığında çok daha düşük enfeksiyon oranları elde edilmiş, implant osseointegrasyonu iyi bulunmuştur. Sonuç olarak gümüş iyon katkılı kalsiyum fosfat temelli özel kaplama uygulanmış ortopedik implantların kullanımının implant ile ilişkili enfeksiyonu önleyebilecek güvenli bir yöntem olduğu değerlendirilmiştir

The most important problems of orthopedic implants are lack of osseointegration and openness to infection development. The aim of this project is to develop surface coatings of orthopedic metal implants to be used in the clinical applications that can both increase tissue compatibility and prevent implant-related infections and clinical trials of this coatings. The surface of 3 groups of orthopedic implants, external fixators, intramedullary nails and hip replacements, were covered with Ag + ion doped CaP based ceramic powder. Electro Spray Coating Method was used for coating. Ag + ion doped CaP based antibacterial powder was synthesized by wet chemical method and HAP and TCP phases were created depending on the synthesis parameters .Clinical applications of the coatings made using the electrospray technique have been carried out. The characterization of the coating on the surface of the external fixator nails, which remained attached to the patient for a different period, was carried out using different methods. In addition, after the clinical application, the bone and the implant interface was examined in detail.Coated implants were surgically applied with the consent of the patients. During fallow up, the pin sites were observed at the external fixator group, and wound areas for the proximal femoral nail and hip arthroplasty group at regular intervals. In addition, liver and kidney function tests, infection markers and blood silver values were checked in patients. In the external fixator group, only 4 out of 91 pin sites were infected. The wound areas healed without any problem in patients with proximal femoral nails and hip arthroplasty. Blood silver values did not increase in any patient. There were no findings such as a systemic toxic side effect of silver and arginia in patients. Compared to similar patient groups in the literature, much lower infection rates were obtained, and implant osseointegration was good. As a result, it has been evaluated that the use of orthopedic implants with a silver ion added calcium phosphate-based special coating is a safe method to prevent the implant-related infection