Le risque infectieux constitue un des problèmes majeurs de la chirurgie orthopédique. Dans ce contexte le ciment utilisé pour la confection de spacers en orthopédie peut être enrichi avec des antibiotiques qui sont progressivement libérés loco-régionalement, ce qui permet d'obtenir des concentrations élevées de l'agent antimicrobien au site désiré de l'activité antimicrobienne, tout en réduisant l'exposition systémique. L'impact de la forte réaction exothermique qui a lieu lors du durcissement du plâtre sur l'intégrité des antibiotiques, ainsi que leur stabilité à plus long terme in situ lorsque ceux-ci sont maintenus à une température physiologique (i.e. reflétant la situation clinique) n'ont été que peu ou pas du tout étudiés. De fait, un antibiotique doit être suffisamment stable dans ces conditions pour pouvoir considérer son incorporation dans du ciment pour une application visant à un contrôle loco-régional des foyers infectieux.
Dans cette étude, des solutions de 38 antibiotiques différents ont été maintenues à 37°C durant 6 semaines pendant lesquelles les concentrations et les activités antimicrobiennes ont été mesurées régulièrement. L'impact d'une brève exposition initiale supplémentaire des solutions d'antibiotiques à la température (~ 90°) simulant la réaction exothermique qui a lieu lors du durcissement du ciment a aussi été étudié. Les concentrations d'antibiotiques ont été mesurées par chromatographie liquide à haute performance couplée à la spectrométrie de masse en tandem, ou par immuno-essais. L'activité antimicrobienne a été déterminée par des tests de diffusion sur disque.
Nos expériences ont montré que la chaleur dégagée lors du processus de durcissement du ciment médical n'affectait pas de façon significative la concentration des antibiotiques étudiés, à l'exception de la gentamicine qui présentait une diminution de 25% des taux mesurés par immuno-essai. L'activité antibiotique des béta-lactames diminue au cours de l'incubation à long terme à 37°C, mais certains représentants de cette classe sont davantage stables (i.e. demi-vie in vitro pour piperacilline/tazobactam, flucloxacilline, cefazoline et ceftriaxone > 11 jours). Finalement, une excellente stabilité à 37°C pendant 6 semaines a pu être démontrée pour les aminoglycosides, les glycopeptides, les tétracyclines et les quinolones.
C'est la première fois qu'une comparaison directe de la stabilité chimique in vitro ainsi que de l'activité d'un si grand nombre d'antibiotiques différents suivis pendant 6 semaines est réalisée. Ces données représentent une source d'informations précieuses pour les chirurgiens orthopédistes afin de les aider à sélectionner les antibiotiques à incorporer aux spacers en ciment qu'ils peuvent confectionner en fonction du germe infectieux. Ainsi, nos expériences suggèrent que la gentamicine, actuellement le gold standard pour l'imprégnation du ciment en orthopédie, pourrait être judicieusement remplacée par la tobramycine qui montre une meilleure stabilité face au processus exothermique qui a lieu lorsque le ciment se fige.