Osteomyelitis

Der Begriff "Osteomyelitis" bezeichnet eine ossäre Entzündung, die primär oder sekundär das Knochenmark betrifft. Wenn der Infekt auf den Knochen oder auf das Periost beschränkt bleibt, spricht man auch von einer Ostitis bzw. Periostitis. Diese Konstellationen sind jedoch Ausnahmen.

Zur Prävalenz der Osteomyelitis in Deutschland sind nur wenige Daten verfügbar. Die Häufigkeit postoperativer Osteomyelitiden nach aseptischer Versorgung geschlossener Frakturen wird mit 1 bis 5 % geschätzt. Bei offenen Frakturen kann die Häufigkeit auf bis zu 25 % ansteigen. Bei 10 bis 30 % der Patienten geht die akute Osteomyelitis in ein chronisches Stadium über.^[1]

Die exogene Osteomyelitis tritt häufiger bei Erwachsenen auf, die endogene Osteomyelitis betrifft überwiegend Kinder und Jugendliche (ca. 85 %).

• akute Osteomyelitis
• subakute Osteomyelitis
• chronische Osteomyelitis (bei Erregerpersistenz und Verlauf > 6 Wochen)

• exogene Osteomyelitis
  • posttraumatische Osteomyelitis
  • postoperative Osteomyelitis
• hämatogene Osteomyelitis
• fortgeleitete Osteomyelitis
• spezifische Osteomyelitis
• chronisch nicht-bakterielle Osteomyelitis

Postoperative Osteomyelitiden werden nach ihrem zeitlichen Auftreten unterteilt in

• Frühinfektionen (innerhalb dreier Monate nach OP) und
• Spätinfektionen (später als drei Monate nach OP auftretende Infektion).

Die exogene Osteomyelitis entsteht posttraumatisch oder postoperativ durch Kontamination des Knochengewebes über die Haut des Patienten mit verschiedenen Erregern. Bei der postoperativen Osteomyelitis spielen Hospitalkeime eine große Rolle.

Die Einteilung der posttraumatischen Osteomyelitis erfolgt meist nach Cierny-Mader,^[2] deren Klassifizierung sich nach der anatomischen Lokalisation im Knochen und dem klinischen Zustand des Patienten richtet.

Die Knochendestruktion verläuft chronisch-progredient. Eine septische Streuung der Erreger ist möglich. Die Therapie besteht in der lokalen Sanierung des befallenen Knochens durch chirurgische Ausräumung der nekrotischen Knochensubstanz und hoch dosierter Antibiotikagabe nach Resistenzprüfung.

Eine exogene Osteomyelitis entsteht in der Regel durch eine Infektion mit Bakterien. Typische Erreger sind:

• Staphylococcus aureus als Hauptkeim, allein und in Mischinfektionen
• Koagulase-negative Staphylokokken (häufiger bei der postoperativen Osteomyelitis)
• bei Osteomyelitis nach offener Fraktur auch gramnegative Keime wie Pseudomonas oder Anaerobier (z.B. Serratia marcescens)

Die akute hämatogene Osteomyelitis (AHO) entsteht durch eine Verschleppung von Bakterien auf dem Blutweg (hämatogene Absiedelung) im Rahmen einer Sepsis – z.B. bei Wundinfektionen, Tonsillitis, Atemwegsinfektionen und anderen bakteriellen Erkrankungen.

Betroffen sind vorwiegend Patienten im Kindes- und Jugendalter, bei denen die Knochen sehr gut durchblutet sind. Prädilektionsstellen sind die Metaphysen langer Röhrenknochen wie Femur, Tibia und Humerus. Bei Säuglingen und Kleinkindern kann die Infektion auf benachbarte Gelenke übergreifen. Im Erwachsenenalter manifestiert sich eine hämatogene Osteomyelitis v.a. als Spondylodiszitis.

Die akute Erkrankung kann in eine chronische Osteomyelitis übergehen und hat unbehandelt eine hohe Letalität. Die Therapie besteht in einer hoch dosierten Antibiotikagabe nach Resistenzprüfung. Meist ist nur eine Defektheilung möglich.

• Akute Form: meist Staphylococcus aureus
• Chronische Infektion: zusätzlich unter anderem Staphylococcus epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella Typhi und Salmonella paratyphi
• Bei Immunsupprimierten Pilze wie Candida albicans, Blastomyces dermatitidis, Coccidioides immitis oder Aspergillus.

Erreger gelangen aus einer Infektion des umgebenden Weichteilgewebes (z.B. über ein Panaritium oder ein Gangrän) per continuitatem in den Markraum.

• Häufig Mischinfektionen (z.B. Staphylokokken, beta-hämolysierende Streptokokken)

Die so genannte spezifische Osteomyelitis entsteht im Rahmen einer Tuberkulose, hervorgerufen durch Mycobacterium tuberculosis. Der Erreger gelangt hämatogen in das Skelettsystem.

Zur Entstehung einer Osteomyelitis können lokale, systemische und mikrobielle Faktoren beitragen:

• Lokale Risikofaktoren: Durchblutungsstörungen, offene Frakturen, Ausgedehnte Weichteilverletzungen
• Systemische Risikofaktoren: Immundefizienz (z.B. HIV, Neoplasien), Systemerkrankungen (Diabetes mellitus, pAVK), Medikamente (Immunmodulatoren), i.v.-Drogen
• Mikrobielle Risikofaktoren: Ausbildung bestimmter Virulenzfaktoren

Nach der Infektion des Knochengewebes wandern Leukozyten in den infizierten Bereich ein, um eine weitere Ausbreitung der Erreger zu verhindern. Durch die Sekretion lytischer Enzyme kommt es zu einer Auflösung der Knochensubstanz. Dabei werden Knochenbezirke vom Blutstrom isoliert und nekrotisch. Erfolgt der Knochenabbau unvollständig, bleibt ein Sequester zurück. Die Knochendestruktion ist stets von einer reaktiven Knochenneubildung (Osteosklerose) begleitet. Um einen Sequester wird das neugebildete Knochengewebe als Involucrum oder Totenlade bezeichnet.

Für die Persistenz der Erreger werden mehrere Mechanismen verantwortlich gemacht.

• Im Rahmen einer chronischen Osteomyelitis bilden die beteiligten Erreger auf den abgestorbenen Knochenanteilen Biofilme aus Muzinen, die sie vor den Angriffen des Immunsystems schützen und als Diffusionsbarriere wirken. Innerhalb dieser Biofilme verlangsamen die Mikroorganismen ihr Wachstum und sind nur mit extrem hohen Antibiotikadosen angreifbar, die allenfalls durch eine lokale Gabe erreicht werden können.
• Einige Erreger entziehen sich dem Immunsystem, indem sie Knochenzellen penetrieren und intrazelluläre Formen bilden.^[3]

Die Klinik der Osteomyelitis ist individuell verschieden und u.a. vom Verlauf und der Virulenz des Erregers abhängig.

Eine akut verlaufende Osteomyelitis führt meist zu typischen Entzündungszeichen. Die betroffene Stelle ist gerötet, warm, geschwollen und druckdolent. Es kommt zu einem ausgeprägten Belastungsschmerz und damit zu einer eingeschränkten Funktionstüchtigkeit. Als Allgemeinsymptome bestehen meist Fieber und ausgeprägtes Krankheitsgefühl. Es kommen aber auch blande Verläufe mit geringen Beschwerden und subfebrilen Temperaturen vor.

Die chronische Osteomyelitis verursacht geringere Allgemeinbeschwerden als die akute Form. Es kann aber durch die eingeschränkte Belastbarkeit des Knochens zu einer starken Behinderung der Beweglichkeit kommen. Häufig sind dumpfe, rezidivierende Schmerzen. Vom Infektionsherd können Fisteln ausgehen, aus deren Öffnung sich Eiter und Knochensequester entleeren. Als Reaktion auf die chronische Entzündung kommt es zu einer Verdickung der benachbarten Knochenareale. Wichtige Komplikationen sind pathologische Frakturen, die nur schwer bis gar nicht ausheilen und die Entwicklung von Pseudoarthrosen. Eine seltene Langzeitkomplikation der chronisch fistelnden Osteomyelitis ist die maligne Transformation in ein Plattenepithelkarzinom.^[4]

Je nach Lokalisation können zusätzliche Symptome auftreten, z.B.

• Wirbelsäule: Rückenschmerzen, ggf. radikuläre Symptome, selten auch neurologische Defizite
• Lange Röhrenknochen: belastungsabhängige Schmerzen und Schonhinken
• Unterkiefer: Zahnlockerung, ggf. Sensibilitätsstörungen (z.B. Nervus alveolaris inferior)

Bei der Anamnese sind vorangegangene Traumata und Risikofaktoren (Systemerkrankungen, Immundefizienz) zu erfragen.

Unter Umständen zeigt der Patient eine Schonhaltung (z.B. Entlastungshinken). Lokale Entzündungszeichen können vorhanden sein. Nur bei begleitender Periostitis findet sich ein lokaler Druckschmerz.^[5] Bei Abszessdurchbruch sind Fluktuationen tastbar.^[5]

Das Blutbild zeigt oft eine Leukozytose mit Linksverschiebung. Begleitet wird sie von erhöhten Entzündungswerten (CRP↑, ESR↑). Eine Ausnahme ist der Brodie-Abszess im Kindesalter.

CRP und ESR werden auch zur Verlaufskontrolle eingesetzt.

Für einen sicheren Erregernachweis und eine erfolgreiche Therapie ist die mikrobiologische Untersuchung von Patientenmaterial unabdingbar. Bei Verdacht auf eine akute hämatogene Osteomyelitis sollten in einem Abstand von 30 Minuten drei venöse Blutkulturen entnommen werden. Ergänzend kann eine PCR erfolgen.

Zur Erregeridentifizierung werden ferner Bioptate, Punktate oder Abstriche des Infektionsherdes verwendet. Bei der Probengewinnung muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass Kontaminationen aus der Hautflora vermieden werden. Abstriche aus Fisteln oder oberflächlichen Wunden sind für die Diagnostik ungeeignet.

Gesichert wird die Diagnose mit bildgebender Diagnostik:

Frühestens am dritten Tag zeigt sich im Röntgenbild eine durch Zellulitis und Ödem bedingte Weichteilschwellung. Diese ist erkennbar an der Verlagerung und Konturunschärfe des perifaszialen Fettgewebes.

Gegen Ende der ersten Woche treten am Knochen die ersten sichtbaren Veränderungen in Form einer umschriebenen Osteopenie auf. Im Verlauf der zweiten und dritten Woche sind mottenfraßähnliche oder geographische Osteolysen erkennbar. Gleichzeitig kann eine solide oder lamelläre Periostreaktion vorliegen. In späten Krankheitsstadien kann sich ein Sequester oder eine Totenlade entwickeln. Endostale und periostale Osteosklerosen führen im chronischen Stadium zu einer "paget-artigen" Veränderung des Knochens.

Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist das sensitivste Verfahren (insbesondere im Frühstadium). Ein Knochenmarködem kann bereits 1 bis 2 Tage nach Erkrankungsbeginn nachgewiesen werden. Typische Zeichen im MRT sind:

• T1-Wichtung:
  • intermediäres bis hypointenses Zentrum (Flüssigkeit)
  • umgebendes Knochenmark mit geringerem Signal als normal, aufgrund des Ödems
  • Zerstörung der Kortikalis
• T2-Wichtung:
  • Knochenmarködem
  • hyperintenses Zentrum (Flüssigkeit)
• T1-Wichtung nach Kontrastmittelgabe:
  • Enhancement von Knochenmark, Abszessrändern und Periost

• Sonographie: Beurteilung der Weichteile und der angrenzenden Gelenke z.B. zum Nachweis eines Abszesses oder eines Gelenkergusses
• Skelettszintigraphie (Tc-99m): erhöhte Aufnahme im umgebenden Knochen
• Leukozytenszintigraphie (Indium-111), Gallium-67-Szintigraphie
• PET-CT: v.a. bei chronischer Osteomyelitis
• Wirbelsäulen-CT

Die wichtigste Differentialdiagnose sind Knochentumoren (z.B. Ewing-Sarkom, Osteosarkom). Des Weiteren muss eine diabetische Osteoarthropathie (DNOAP) ausgeschlossen werden. Weitere Differentialdiagnosen sind:

• Aseptische Knochennekrose
• Knochenzyste
• Bakterielle Arthritis
• Metastasen
• Histiozytose X

Die Therapie der Osteomyelitis ist komplex und meist langwierig. Sie besteht meist aus einer Kombination chirurgischer und antibiotischer Maßnahmen. Die Spezifika richten sich nach Ätiologie, Verlauf, Lokalisation und Erregernachweis. Individuelle Risikofaktoren und Begleiterkrankungen müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Unkomplizierte hämatogene Osteomyelitiden werden zunächst rein antibiotisch therapiert, während chronische oder komplizierte Verläufe initial eine chirurgische Therapie erfordern.

Bei Abszessen, Fisteln, Sequestern oder Implantatinfektionen ist eine chirurgische Therapie erforderlich. Die Behandlung umfasst:

• Débridement mit Entfernung nekrotischer Knochenanteile (Sequestrektomie)
• Sanierung von Weichteildefekten (z.B. Ausschneiden von Fisteln)
• Entfernung bzw. Wechsel infizierter Implantate
• ggf. Stabilisierung (Osteosynthese)
• Einsatz lokaler Antibiotikaträger (z.B. PMMA-Ketten, resorbierbare Träger)

Bei ausgeprägten Defekten können darüber hinaus rekonstruktive Verfahren (z.B. Knochentransplantation, Segmenttransport) notwendig sein.

In therapieresistenten Fällen ist mitunter die Amputation des betroffenen Extremitätenabschnitts notwendig.

Die antibiotische Therapie sollte so früh wie möglich begonnen werden und erfolgt daher initial empirisch. Nach Abnahme von Blutkulturen und/oder Entnahme einer Biopsie wird zunächst eine kalkulierte Antibiotikatherapie zur Abdeckung typischer Erreger (insbesondere Staphylococcus aureus) eingeleitet (z.B. Betalaktamantibiotika wie Flucloxacillin oder Ceftriaxon).

Nach Erregernachweis und Resistenztestung wird die Therapie gezielt angepasst. Die Wahl des Antibiotikums ist von seiner Gewebegängigkeit und von der Empfindlichkeit des Erregers abhängig. Bei Hospitalkeimen kann sie anspruchsvoll sein und die Verwendung von Reserveantibiotika erfordern, die schwere Nebenwirkungen verursachen können. Biofilmassoziierte Infektionen (z.B. bei Implantaten) erfordern biofilmwirksame Antibiotika (z.B. Rifampicin).

Die Antibiotika werden zu Beginn i.v. gegeben. Bei klinischer Stabilisierung kann später auf eine orale Therapie umgestellt werden. Die Therapiedauer ist abhängig vom Verlauf. Sie beträgt bei Erwachsenen in der Regel 4–6 Wochen, bei chronischen Verläufen auch länger. Kinder werden meist kürzer behandelt.

• Ruhigstellung und Entlastung der betroffenen Extremität
• Optimierung der Durchblutung und Stoffwechsellage (z.B. Blutzuckereinstellung)
• ggf. hyperbare Sauerstofftherapie (Einzelfallentscheidung)