Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von aus Patientenisolaten gewonnenen S. aureus Kulturen und deren Biofilmbildung auf implantatähnlichen Titan-Oberflächen. Ziel war es, den zeitlichen Ablauf bakterieller periprothetischer Infektionen über einen Zeitraum von 21 Tagen zu beschreiben und besser zu verstehen. Dazu sollte überprüft werden, ob ein fluoreszenzspektrometrisch ausgewertetes LIVE/DEAD Assay eine zusätzliche Aussage zum Status der im Biofilm befindlichen Zellen liefern kann. Zudem wurde die Biofilmentwicklung anhand etablierter fluoreszenzspektrometrischer Methoden (Concanavalin-A-Markierung extrazellulärer Polymerer Substanzen, DNA-Markierung mit Hoechst 33342) untersucht. Es konnte ein reproduzierbarer Verlauf der Entwicklung des Biofilms, sowie der DNA-Menge aufgezeigt werden. Das LIVE/DEAD Assay lieferte keine signifikanten Ergebnisse in Bezug auf das Verhältnis lebender zu toter S. aureus Zellen im Biofilm. Weiter wurde die Angreifbarkeit des frühen, am Titan adhärenten Biofilms (Alter 1-5 Tage) durch das in der Orthopädie gängig eingesetzte Antibiotikum Gentamicin untersucht. Die Wirksamkeit konnte zu jedem getesteten Zeitpunkt der ersten fünf Tage durch Anzucht von Kolonien bestätigt werden. Auch wurde die Wirksamkeit über das LIVE/DEAD Assay überprüft, jedoch konnten hier keine aussagekräftigen Daten gewonnen werden, die diese Methode zur Überprüfung der Antibiotikawirksamkeit empfehlen könnten. / This thesis deals with the investigation of S. aureus cultures obtained from patient isolates and their biofilm formation on implant-like titanium surfaces. The aim was to describe and better understand the chronological sequence of bacterial periprosthetic infections over a period of 21 days. For this purpose, it should be checked whether a LIVE/DEAD assay evaluated by fluorescence spectrometry can provide additional information on the status of the cells in the biofilm. In addition, the development of biofilms was investigated using established fluorescence spectrometric methods (Concanavalin-A labelling of extracellular polymer substances, DNA labelling with Hoechst 33342). A reproducible course of the development of the biofilm and the amount of DNA could be shown. The LIVE/DEAD assay did not provide any significant results with regarding the ratio of live to dead S. aureus cells in the biofilm. The vulnerability of the early biofilm adhering to titanium (age 1-5 days) was also examined by using the antibiotic gentamicin, which is commonly used in orthopedics. By cultivating colonies it could be shown, that the antibiotic was effective at every tested time during the first five days. The effectiveness was also checked using the LIVE / DEAD assay, but no meaningful data could be obtained here that could recommend this method for checking the effectiveness of antibiotics against adherent Biofilms.

Ulm, Univ., Diss., 2007.

Zugl.: Tübingen, Univ., Diss., 2009

Ulm, Univ., Diss., 2001.

München, Techn. Univ., Diss., 2004.

Infektionen des Schultergelenks gehen mit hoher Mortalität und Morbidität einher. Ihre Diagnostik und Therapie stellen häufig eine Herausforderung dar. Zudem ist - im Gegensatz zu Infektionen von Hüfte und Knie - die schulterspezifische Datenlage spärlich, es mangelt an evidenzbasierten Diagnose- und Therapiealgorithmen. Diese Arbeit evaluiert unter anderem 1) den Erfolg der mehrzeitigen Implantation reverser Schulterendoprothesen zur Therapie von Infektionen des Glenohumeralelenks, 2) das schulterspezifische Keimspektrum, 3) den Stellenwert einer präoperativen Gelenkpunktion und 3) den Stellenwert einer Gelenkspunktion bei einliegendem Spacer. Es handelt sich um eine retrospektive Studie mit prospektiver Datenerfassung an insgesamt 41 Patienten, welche zwischen 2007-2015 in der Orthopädischen Klinik König-Ludwig-Haus (Würzburg) die mehrzeitige Implantation einer Schulterendoprothese mit zwischenzeitlicher Implantation eines PMMA-Spacers auf Grund einer Infektion des Glenohumeralgelenks erhalten haben. Die vorliegende Arbeit konnte zeigen, dass Infektionen des Glenohumeralgelenks gehäuft multimorbide, voroperierte Patienten betreffen. Die Haupterreger waren Cutibakterien und koagulasenegative Staphylokokken, insbesondere S. epidermidis. Diese Erreger sollten bei einer kalkulierten Antibiotikatherapie immer berücksichtigt werden. Mikrobiologische Kulturen der präoperative Gelenkpunktion zeigten eine mäßige Sensitivität (58%) bei guter Spezifität (89%). Die Punktion kann somit keinen sicheren Infektionsausschluss bieten, ermöglicht im Falle eines Keimnachweises jedoch die gezielte antibiotische Therapie sowie die Anpassung der Antibiotika im Spacer und hat somit einen berechtigten Stellenwert in der Infektionsdiagnostik. Die Punktion bei einliegendem Spacer zeigte eine Sensitivität von 0%, ihre routinemäßige Durchführung sollte daher sehr kritisch hinterfragt werden. Für die Therapie mit mehrzeitiger Implantation einer reversen Schulterendoprothese zeigte sich eine Infektionseradikationsrate von 87% und ein kumulatives infektionsfreies Überleben von 91% nach 128 Monaten. Die Funktionalität der Schulter blieb hinter der Funktion der Gegenseite zurück, war jedoch ausreichend um die eigenständige Versorgung und die Durchführung von Alltagsaktivitäten zu ermöglichen. Die große Mehrzahl der Patienten hatte keine/minimale Schmerzen. / Shoulder joint infections (SJI) come along with a high morbidity and mortality. Diagnosis and treatment of SJI can be challenging. In contrast to infections of the hip and knee, shoulder specific data is rare and no shoulder specific evidence based algorithms for diagnosis and treatment are available. This study investigated 1) the outcome of treatment with staged implantation of a reverse shoulder arthroplasty (RSA), 2) the shoulder specific bacterial spectrum, 3) the validity of a preoperative joint aspiration (PA) and 4) the validity of a joint aspiration while a spacer is implanted (interstage aspiration, IA). This work was a retrospective study with prospective data capturing on a total of 41 patients who were treated with staged implantation of a total shoulder arthroplasty with temporary implantation of a PMMA-Spacer for the management of glenohumeral joint infection between 2007-2015 at the Orthopedic department of the University of Wuerzburg (Koenig-Ludwig-Haus). This study showed that SJI mainly appear in multimorbid patients with several preliminary surgeries. Cutibacteria and coagulase negative staphylococci, especially S. epidermidis, were the predominant pathogens. Calculated antibiotic therapy should therefore always cover these pathogens. Microbiological cultures form PA showed a moderate sensitivity (58%) and a good specificity (89%). A negative culture cannot definitely rule out infection but in case of detection of bacteria, systemic antibiotic therapy as well as the antibiotics in the spacer can be adjusted specifically. PA therefore plays an important role in the diagnosis of SJI. IA showed a sensitivity of 0%. For this reason, IA as a part of the routine diagnostic procedure should be discussed very critically. Infection eradication after staged implantation of RSA was 87%, the cumulative infection-free survival rate was 91% after 128 months. Shoulder function was limited in most cases but yet sufficient to cope with activities of daily life properly. The vast majority of patients had no/minimal pain.

Die Studie untersucht Aktivitätsverlauf, Funktionsstatus und Lebensqualität nach minimal-invasivem anteriorem Zugang bei Hüfttotalendoprothesen (präoperativ bis sechs Wochen postoperativ) mit Hilfe der Fragebögen PHQ-D, XSMFA-D, SF-36, HHS, Täglicher Würzburger Aktivitätsfragebogen, Arzt- u. Patientenbogen Hüfte. / This clinical study investigates activity, functionality outcome and health-related quality of life using a minimally invasive anterior approach for total hip arthroplasty (preoperatively up to six weeks postoperatively) using questionnaires inter alia PHQ-D, XSMFA-D, SF-36, HHS, Daily activity questionnaire (DAQ).

Background: Modular mega-endoprosthesis systems are used to bridge very large bone defects and have become a widespread method in orthopaedic surgery for the treatment of tumours and revision arthroplasty. However, the indications for the use of modular mega-endoprostheses must be carefully considered. Implanting modular endoprostheses requires major, complication-prone surgery in which the limited salvage procedures should always be borne in mind. The management of periprosthetic infection is particularly difficult and beset with problems. Given this, the present study was designed to gauge the significance of periprosthetic infections in connection with modular mega-implants in the lower extremities among our own patients. Methods: Patients who had been fitted with modular endoprosthesis on a lower extremity at our department between September 1994 and December 2011 were examined retrospectively. A total of 101 patients with 114 modular prostheses were identified. Comprising 30 men (29.7 %) and 71 women (70.3 %), their average age at the time of surgery was 67 years (18–92 years). Results: The average follow-up period was 27 months (5 months and 2 weeks to 14 years and 11 months) and the drop-out rate was about 8.8 %. Altogether, there were 19 (17.7 %) endoprosthesis infections: 3 early infections and 16 late or delayed infections. The pathogen spectrum was dominated by coagulase-negative staphylococci (36 %) and Staphylococcus aureus (16 %), including 26 % multi-resistant pathogens. Reinfection occurred in 37 % of cases of infection. Tumours were followed by significantly fewer infections than the other indications. Infections were twice as likely to occur after previous surgery. Conclusion: In our findings modular endoprostheses (18 %) are much more susceptible to infection than primary endoprostheses (0.5–2,5 %). Infection is the most common complication alongside the dislocation of proximal femur endoprostheses. Consistent, radical surgery is essential – although even with an adequate treatment strategy, the recurrence rate is very high. Unfortunately, the functional results are frequently unsatisfactory, with amputation often being the last resort. Therefore, the indication for implantation must be carefully considered and discussed in great detail, especially in the case of multimorbid patients with previous joint infections.

Background: Modular mega-endoprosthesis systems are used to bridge very large bone defects and have become a widespread method in orthopaedic surgery for the treatment of tumours and revision arthroplasty. However, the indications for the use of modular mega-endoprostheses must be carefully considered. Implanting modular endoprostheses requires major, complication-prone surgery in which the limited salvage procedures should always be borne in mind. The management of periprosthetic infection is particularly difficult and beset with problems. Given this, the present study was designed to gauge the significance of periprosthetic infections in connection with modular mega-implants in the lower extremities among our own patients. Methods: Patients who had been fitted with modular endoprosthesis on a lower extremity at our department between September 1994 and December 2011 were examined retrospectively. A total of 101 patients with 114 modular prostheses were identified. Comprising 30 men (29.7 %) and 71 women (70.3 %), their average age at the time of surgery was 67 years (18–92 years). Results: The average follow-up period was 27 months (5 months and 2 weeks to 14 years and 11 months) and the drop-out rate was about 8.8 %. Altogether, there were 19 (17.7 %) endoprosthesis infections: 3 early infections and 16 late or delayed infections. The pathogen spectrum was dominated by coagulase-negative staphylococci (36 %) and Staphylococcus aureus (16 %), including 26 % multi-resistant pathogens. Reinfection occurred in 37 % of cases of infection. Tumours were followed by significantly fewer infections than the other indications. Infections were twice as likely to occur after previous surgery. Conclusion: In our findings modular endoprostheses (18 %) are much more susceptible to infection than primary endoprostheses (0.5–2,5 %). Infection is the most common complication alongside the dislocation of proximal femur endoprostheses. Consistent, radical surgery is essential – although even with an adequate treatment strategy, the recurrence rate is very high. Unfortunately, the functional results are frequently unsatisfactory, with amputation often being the last resort. Therefore, the indication for implantation must be carefully considered and discussed in great detail, especially in the case of multimorbid patients with previous joint infections.

Einleitung 2015 belegte die Implantation einer Endoprothese am Hüftgelenk mit 219.325 Operationen Platz 8 der 50 häufigsten Operationen der vollstationären Patienten in Krankenhäusern (DRG-Statistik 2015). Bei diesen Eingriffen kommt eine Vielzahl von verschiedenen Prothesenmodellen zum Einsatz (Kirschner 2005). Aktuell geht der Trend in Richtung zementfreie Verankerung, Verkleinerung der Implantate und den Erhalt von möglichst viel Knochensubstanz (Jerosch 2013). So werden in den letzten Jahren immer häufiger Kurzschaftendoprothesen implantiert (Jerosch 2013). Sie stellen ein knochensparendes System dar und erlauben gleichzeitig verschiedene Gleitpaarungen (Jerosch 2013). Allerdings liegen für die meisten Kurzschaftendoprothesentypen noch keine Langzeittestergebnisse vor (Jerosch 2011), so dass das Langzeitverhalten dieser Prothesen nicht vorhergesagt werden kann. Speziell bei Kurzschaftendoprothesen ist der Einfluss der verkürzten Schaftlänge auf das Einwachsverhalten und die Lebensdauer des Implantats noch nicht ausreichend geklärt. Am Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD der Universität Bayreuth finden deshalb Untersuchungen zur computergestützten Analyse von Kurzschaftendoprothesen statt. Ziel hierbei ist es, durch eine Variation der Schaftlänge eine Prothesenform mit optimalen Spannungsverläufen und einer verbesserten Krafteinleitung in den Knochen zu entwickeln.