抗生素载体释放系统用于慢性骨髓炎的研究进展

宋清红 ，赵子豪， 郭圣峰， 孙立

摘要

背景：抗生素载体释放系统通过填充死腔局部释放高浓度的、持久抗生素的方式提高慢性骨髓炎治疗疗效和形成诱导膜利于骨缺损的修复。

目的：总结各种抗生素载体释放系统的优缺点、实验研究和临床应用进展。

方法：以chronic osteomyelitis、antibiotic carrier release system、 bone cement、membrane induction technology及慢性骨髓炎、抗生素载体释放系统、骨水泥、膜诱导技术为检索词，应用计算机检索PubMed数据库和万方数据库中与抗生素载体释放系统用于慢性骨髓炎的相关文献进行分析和总结。

结论：PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）载体负载抗生素是目前治疗慢性骨髓炎的标准治疗方案，然而可降解的抗生素载体需要不断改进和寻求循证医学数据的支撑，才能证实才能其存在临床和科研价值并造福于骨髓炎患者

关键字:抗生素载体释放系统 慢性骨髓炎 抗生素骨水泥 诱导膜

基金项目：国家自然科学基金（81560356）；贵州省社发攻关项目(2015) 3044

The advances of the application of antibiotic carrier release system in chronic osteomyelitis. Guizhou Medical University,Guizhou Provincial People's Hospital orthopedics.Song Qinghong Zhao Zihao Guo Shengfeng Sun Li

Corresponding Author: Sun Li Tel：0851-13639086886 Email:1060561853@qq.com

Abstract:Background  Antibiotic carrier release system enchanced curative effect of treatment of chronic osteomyelitis and formed induced membrane to repair bone defects.Objective  Summarize the advantages and disadvantages, the advances in clinical application and experimental study of antibiotic carrier release system.Methods  A review of the literature was conducted useing Pubmed and Wanfang Database, useing chronic osteomyelitis、antibiotic carrier release system、 bone cement、membrane induction technology as secrch terms.Conclusion Useing PMMA as antibiotic carrier is the standard treatment of chronic osteomyelitis. However, to confirm the clinical and research value of it, we still need some support from evidence-based medicine and improving biodegradable antibiotic carrier.

Keywords: Antibiotic carrier release system, antibiotic-laden bone cement, induced menbrane.

Fund program: National Natural Science Foundation of China(81560356);Key Project on Social Development by Department of Science and Technology of Guizhou Province

1、前言：

彻底清创、抗生素应用、局部稳定、消灭死腔、充分引流、有效覆盖等六项措施共同构成了慢性骨髓炎治疗的基本原则^[1]。彻底清创是治疗原则的基础，抗生素应用是重要条件。基于彻底清创后死腔存在可导致局部积液形成病原体的培养基和死腔内壁形成细菌生物膜^[2]，故残留死腔与浮游病原体是骨感染复发的两个潜在因素。为此在感染部位获得高浓度抗生素、消灭死腔既即是骨感染治疗的重要措施^[3]。传统上，口服抗生素的感染组织浓度较低。文献报道口服抗生素药物的血清浓度最多是口服浓度的10%^[4]。静脉应用抗生素时，感染骨组织的抗生素的浓度最多为血清浓度的20％^[5]。如果增加药物血清浓度，将会增加抗生素的毒副反应。出现上述现象的原因就是①慢性骨髓炎形成无血运区域和死骨使得局部血供较差；②周围血管的炎症增加髓腔内压力，从而损害骨组织的血运；③细菌在死骨、异物表面能够形成生物被膜，其屏障作用及细菌的低代谢状态导致抗生素极难将其杀灭导致耐药菌出现^[6]。因此感染部位的缺血环境和“血骨”屏障使得抗生素无法到达感染部位，故抗生素的浓度较低。值得思考的是如何在感染部位获得高浓度、持久的抗生素呢？这时，抗生素载体释放系统给上述问题提供了一个满意的回复。抗生素载体释放系统既可提供局部高浓度、持久的抗生素，又可形成诱导膜利于骨缺损的重建。抗生素载体释放系统有不可降解和可降解两种。现临床上不可降解的抗生素载体是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），尽管目前临床较流行，但是它因不可降解需二次手术取出，可能为细菌的定值提供载体^[7]从而增加感染复发的可能性。PMMA的上述缺点使得学者们对可降解材料的追求和探索日益增加。为此，本文总结各种抗生素载体释放系统的优缺点、实验研究和临床应用进展做如下综述。

2、抗生素骨水泥（PMMA）

1958年Charnley等首次在关节外科中使用PMMA^[8]。因其与宿主较少发生免疫反应，故在骨科领域广泛应用。1970年Buchholz和Gartmann初次使用抗生素骨水泥是为了减少细菌定植内植物引发感染的可能性^[9]。随后该作者对抗生素在固体材料的释放能力提出怀疑，又与Josefsson G等人比较抗生素骨水泥、普通骨水泥和普通骨水泥联合静脉抗生素的初次关节置换的感染率发现使用抗生素骨水泥的初次关节置换的感染率明显低于后两者^[10]。因此PMMA被认为具有抗生素释放能力并广泛应用关节外科。直到20世纪80年代Cierny等受假体周围感染的启发，尝试采用抗生素骨水泥治疗骨髓炎获得较好的疗效。近年来发现骨水泥在局部形成诱导膜有利于骨修复，减少骨重建的难度。因此抗生素骨水泥在治疗骨髓炎方面的贡献更加显著的重视。抗生素骨水泥提供高浓度、持久抗生素的释放使得骨感染治愈率达到79%-100%^[11]。Kanellakopoulou等报道在感染部位，抗生素载体释放系统的抗生素的浓度至少是静脉抗生素的10倍^[12]。基于血清和尿液抗生素的浓度较低^[13]，故抗生素的毒副作用罕见。因此，PMMA作为抗生素载体是一个必然的趋势。以下就PMMA三个方面做详细汇报。

2.1PMMA负载抗生素的选择

PMMA负载的抗生素的选择是重要的临床问题。所选抗生素须具备广谱抗菌特性和生物相容性。PMMA的单体聚合是放热反应使得周围温度至少80摄氏度^[14]。文献报道四环素负载PMMA时将失去抗菌的特性和利福平负载PMMA却干扰其聚合^[15]。因此待选抗生素还需具备化学稳定性和热稳定性。此外这种抗生素必须能够在PMMA释放并超过最小抑菌浓度（MIC）。因此，待选抗生素必须具有水溶性和亲水性的特点。抗生素的形式最好粉末形式，否则液体形式的抗生素影响PMMA基质^[16]。哪些抗生素适合上述的条件呢？早期学者们使用20种抗生素负载PMMA发现氨基糖苷类抗生素能较好的释放，然而庆大霉素相比其他抗生素释放时间长，即使在低浓度也有抗菌能力^[17]。综上可知庆大霉素具有广谱杀菌活性、水溶性、耐热性、化学稳定性、较低浓度即可杀灭细菌的能力^[17]。将其应用于临床也获得巨大的疗效。因此,庆大霉素是骨水泥负载的最适合的抗生素.当然青霉素、头孢西丁、头孢唑啉、克林霉素、链霉素等负载PMMA已成功在临床中发挥作用^[15]。对于大分子的抗生素如红霉素与万古霉素是否可以通过骨水泥完整释放出来呢？答案是否定的。它们的分子量较大，不能完全的释放^[18]。Mader等人发现万古霉素负载骨水泥在植入后12天无法检出，但是庆大霉素等抗生素至少持续90天^[19]。但是除了氨基糖苷类，它是负载骨水泥中最常用的抗生素。原因是越来越多的耐药菌的出现，特别是抗甲氧西林金黄色葡萄球菌。基于耐药菌的出现抗生素联合负载于骨水泥已经成为一种流行的趋势。并且部分已经证实可产生协同作用，可延长抗生素释放的时间和有效杀灭细菌。如达托霉素与庆大霉素联合负载完全抑制了表皮葡萄球菌生物膜的产生^[20]。基于庆大霉素的优势和耐药菌的上升，同时术前对大多致病菌是未知的，故目前临床应用最多是庆大霉素联合万古霉素，并且在临床上获得满意的疗效。

2.2载抗生素PMMA在慢性骨髓炎的应用。

载抗生素PMMA基于其诸多优势，普遍应用于预防骨感染和治疗骨感染两个方面。本文就其在慢性骨髓炎治疗的应用做如下叙述。抗生素骨水泥的应用包括两种形式，分别是骨水泥块和骨水泥珠。骨水泥珠可用于任何形式的慢性骨髓炎，然而骨水泥块可临时植入维持关节间隙和软组织的张力使得关节外科中出现假体脱位、感染复发、废用性骨质疏松的可能性减少^[21]。因此其用于关节假体周围感染（PJI）较为普遍。临床耐药菌的出现使得抗生素骨水泥在慢性骨髓炎的治疗上面临难题。最近有学者在在治疗耐药性骨髓炎的回收骨水泥珠发现耐庆大霉素的金黄色葡萄球菌的出现^[22]。该现象的出现引起了临床医师的担忧：未来将使用什么抗生素？该菌会不会导致感染的复发或再发？因此对于耐药性骨髓炎的抗生素的选择必须制定个体化的抗生素联合方案。根据死腔形状的不同，术中可使用抗生素骨水泥制作出所需的形状。但是相比骨水泥珠它释放较低浓度的抗生素，因为骨水泥珠具有较大的表面积。（值得注意的是商业抗生素骨水泥抗生素的浓度较低，无论制作骨水泥块或者骨水泥珠都可能导致抗生素的无效释放，甚至耐药菌的出现）关于抗生素骨水泥机械强度问题，超过10%抗生素的比例将不利于负重^[23]。在2000年Masquelet使用抗生素骨水泥（膜诱导技术）治疗35例大段缺损的患者，所有患者在4个月获得影像学的骨愈合^[24]。其成功的原因基于在骨水泥周围抗生素类似于骨膜的诱导膜，该诱导膜含有促进骨组织生长的生长因子和较好的血供，有利于骨缺损的修复和减少了大段骨缺损重建的难度。

2.3载抗真菌药物PMMA的临床研究

真菌性骨髓炎是一个罕见病，在该方面的研究较缺乏。特别是在载抗真菌性药物骨水泥的抗真菌药的释放动力学和载真菌性药物骨水泥的生物特性方面更甚。与细菌所致的骨髓炎相似，在感染部位获得高浓度、持久的药物浓度是特别重要的。传统药物的给药途径使得局部药物的浓度较低。学者从细菌性骨髓炎的治疗得到启发，使用PMMA为载体负载抗真菌药物转递药物并成功应用于临床。Miller RB等使用载伏立康唑的骨水泥在感染部位获得良好的生物利用度。初始剂量为300-600mg伏立康唑载骨水泥植入感染部位后30天发现60-75％的药物被释放出来。Miller发现使用300mg的载伏立康唑骨水泥可在体内释放有意义的活性药物并获得了满意疗效^[25]。Deelstra报道了一例伏立康唑联合两性霉素B载骨水泥成功治疗来自荷兰的被白色念珠菌髋关节假体周围感染的女性病例^[26]。真菌性骨髓炎的研究目前较为局限，需更多的临床或者基础的随机对照试验来探索抗真菌药的选择和证实其疗效。但是值得注意的是真菌性骨髓炎往往发生在免疫功能等基础疾病较多的患者，因此需加强原发疾病的处理。

3、可降解的抗生素载体释放系统

尽管PMMA在慢性骨髓炎的应用较为广泛并在临床上证实其优势。但是不可忽视的缺点使得学者们开始探索替代材料。其缺点^[4]如下：①需二次手术移除抗生素骨水泥；②长期释放低浓度的抗生素可能导致感染再发和耐药菌的形成；③骨水泥单体的吸收导致术后低血压等全身毒性的可能；④为细菌的定值提供载体；⑤不彻底和不可控制的抗生素的释放。为了弥补上述抗生素骨水泥的缺点，学者探索出了可降解的抗生素的载体。当然不同的抗生素载体具有不同的有优缺点。但是他们都具备如下优点：①彻底降解后释放出完整的抗生素②未存留细菌定植的载体；③避免二次手术取出。为此可降解的抗生素载体理论上可保证抗生素的完全释放，降低感染复发的可能性，使得对慢性骨髓炎的治疗更加有效。可降解的抗生素载体分为三类：天然聚合物（蛋白质）、骨移植材料与替代物和人工合成聚合物^[27]。就上述三类抗生素载体做以下介绍。

3.1  天然聚合物（蛋白质）

天然聚合物包括胶原蛋白、纤维蛋白、壳聚糖、明胶海绵、凝血酶和自体血凝块等。基于胶原蛋白具有生物相容性、成本低、资源丰富、低毒性、易于获得的优点^[28]，其研究较为广泛并在市场上畅销超过20多年。胶原蛋白是由皮肤和肌腱制成的。由于胶原蛋白是结缔组织的主要成分，因此它具有生物相容性和低毒性。胶原蛋白的降解通常在8周内完成^[29]，抗生素的释放时间是否与降解时间一致呢？体外研究发现载庆大霉素的胶原蛋白在植入感染部位1.5小时后就可释放94％^[30]。因此该材料的抗生素释放时间短，不能保证持久的抗生素释放。让人满意的是可通过化学处理胶原蛋白的孔隙率，改变药物释放动力学加以干预。为此该材料在临床也取得满意的疗效。Chaudhary等学者使用抗生素负载胶原蛋白结合静脉抗生素在开放性骨折中取得满意的疗效^[31]。心脏术后伤口感染是一个严重的并发症，使用庆大霉素负载胶原蛋白治疗该并发症是一个不错的选择^[32]。此外，最近研究发现纤维蛋白不仅对抗骨感染具有巨大的潜力，还能促进组织再生。纤维蛋白通过血浆纤维蛋白迅速降解^[33]，并且纤维蛋白与四环素等非极性抗生素有较好的相容性。为此未来该材料具有巨大的探索价值。此外，其他的天然聚合物如壳聚糖，明胶海绵，凝血酶和自体血凝块等材料也被应用于慢性骨髓炎的治疗。综上可知，天然的聚合物在临床应用较少，但其具有生物相容性等优点使得在慢性骨髓炎的治疗存在相应的优势，但机械强度较差限制其在临床的应用。

3.2 骨移植材料与替代物

   彻底清创后必然残留骨缺损。为了修复骨缺损同时控制骨感染，临床常使用抗生素负载骨移植材料重建骨缺损和杀灭细菌。骨移植材料与替代物分为自体骨、同种异体骨、生物陶瓷，生物陶瓷包括硫酸钙、羟基磷灰石和生物活性玻璃。上述材料均具有骨传导特性和生物相容性。颗粒状的抗生素负载骨移植材料已经成功用于慢性骨髓炎的治疗。研究发现氨基糖苷类和万古霉素均可负载于骨移植材料治疗慢性骨髓炎并获得了满意的治愈率^[34]，但松质骨可能是更好的载体。与皮质骨相比，松质表面与抗生素的结合较强并且由于其多孔结构特性，允许骨向内生长^[35]。相比其他材料来说，自体骨具有较好的骨诱导和成骨的特性，甚至带来新生骨的出现。但是由于该手术需要至少两个部位的操作和自体骨的数量有限^[36]，常常不能满足大段骨缺损的修复，并且可在供区可出现感染、出血、疼痛等并发症。因此在临床和科研中以生物陶瓷作为抗生素载体较为广泛。

3.2.1硫酸钙

  硫酸钙是一种天然生物陶瓷和半水合物的晶体。基于它具有骨传导特性、生物相容性、坚固和坚硬的特性，该材料适合作为骨缺损的修复材料。为此，在1982年就开始在临床使用。负载硫酸钙的抗生素较为广泛。包括氨基糖甙类、万古霉素、达托霉素和替考拉宁等。Ferguson等发现使用妥布霉素负载硫酸钙治疗慢性骨髓炎是有效的^[37]。最近Bhattacharya^[38]等在动物实验和体内使用头孢类抗生素负载硫酸钙治疗慢性骨髓炎发现有新骨的产生，随访8个月未见感染复发。McConoughey等发现抗生素负载硫酸钙与抗生素骨水泥在治疗骨髓炎上具有相同的疗效^[39]。硫酸钙中抗生素以不可控制的速度释放，在最初的24小时可释放约45-80％的抗生素^[40]。虽然降解速度取决于晶体的密度，但该材料在体内通过整体侵蚀方式降解。在植入后较快进行抗生素的释放而失去了机械强度。该材料的降解产物具有细胞毒性，术后常常引起伤口的持续渗液，如处理不及时可能导致深部感染^[41]。因此材料未来的方向是机械强度的改善和降解产物的处理。

3.2.2羟基磷灰石

1985年Brown W，Chow L在文章中首次报道了羟基磷灰石的应用。1991年获美国食品与药物管理局批准可在临床使用。基于该材料与人体骨组织成分相似和刺激其表面可形成正常骨组织，故该材料生物相容性好。此外其还具有化学稳定性、骨传导性、可塑性。术中将该材料与水混合可制定出与骨缺损相应的形状。最近研究发现该材料具有载药性，并且使用该材料作为载体负载抗生素治疗慢性骨髓炎研究为热点。Shirtliff ME^[42]等人发现使用该材料在治疗兔胫骨慢性骨髓炎比PMMA疗效好。该材料除了抗生素载体外，在骨修复上也存在巨大的价值，减少对骨移植的需求，降低了骨重建的难度。但是该材料生物强度差，易于流失等缺点限制了使用。学者通过优化制备、添加羟基磷灰石晶种、制备复合材料等措施改善其缺点，获得结果相比PMMA存在较大的距离。为此仍需不断完善。

3.3生物活性玻璃

生物活性玻璃具有生物相容性、生物活性和骨转导性。此外降解生物或活性玻璃可刺激新骨组织的形成、促进血管生成和修复再生的软组织。最近研究发现具有抗生素释放特性。Iiu^[43]等使用硼酸盐生物活性玻璃为载体负载万古霉素治疗患有骨髓炎的家兔可看到新生骨和血管的生长。研究发现生物活性玻璃作为载体负载抗生素植入后24小时释放30%-50%的抗生素^[44]。该释放方式不能保证持久的抗生素对感染部位的作用和不可调节抗生素的释放。并且该材料相比其他可降解材料具有相对较好的机械强度。Leatherman BD^[45]在动物实验发现该材料可为骨缺损的重建提供强度有利于骨组织的修复。它最具特色是降解产物产生碱性环境，故发挥一定的抗菌的特性。因此在材料未来值得更多探索，有望成为理想的抗生素载体。

3.4、人工合成高分子材料

   人工合成高分子材料一直在骨科领域中广泛使用。目前人工合成高分子材料主要有聚乳酸（PLＡ）、聚羟基乙酸（PGＡ）和聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物（PLGＡ）等。自20世纪50年代，人工合成高分子材料一直用于缝合材料。20世纪90年代Garvin KL, Miyano JA^[46]发现其具有抗生素的释放特性。上述材料在体内相应条件下转化为单体，然后通过生物代谢形成草酸、二氧化碳和水。这一系列的化学反应将需数周或数月时间，因此抗生素的释放相对缓慢。研究报道抗生素的释放浓度大于“断点”的时间至少8周^[47]。不仅如此，抗生素负载上述材料的药物释放动力性可以通过改变聚合物的物理性质、生物化学和分子结构来调节。基于上述优点该材料被作为慢性骨髓炎的抗生素的载体。Wei^[48]等人使用聚乳酸为载体负载阿贝卡星治疗兔的慢性骨髓炎发现超过最小抑菌浓度的抗生素保持到6周。在金黄色葡萄球菌感染犬的骨髓炎模型中，学者使用聚羟基乙酸为载体负载庆大霉素，结果发现感染控制率为89%，而静脉抗生素为63%^[49]。尽管人工合成高分子材料有良好的降解吸收、生物相容性，但是它的产物草酸和二氧化碳均为酸性。对于体内微环境有所影响和导致骨吸收^[50]。因此对该该材料酸性代谢产物的处理无疑是未来努力的方向。

4.结论

    抗生素应用是慢性骨髓炎治疗的基础。由于感染部位死骨等血供较差，传统抗生素治疗途径使得感染部位的浓度较低，加大抗生素的用量必然会增加毒副反应可能。为此使用抗生素载体释放系统传递抗生素，使得感染部位的抗生素浓度高且持久、全身毒副作用罕见，并其疗效满意。此外形成诱导膜有利于骨修复。受到重视的同时由于需要二次手术取出和导致感染复发的可能，因此探索使用生物可降解材料。可降解材料不但可转递抗生素和骨填充材料，而且不需二次手术取出和降低骨重建的难度。但是也存在其缺点。天然聚合物和硫酸钙在植入后24小时释放大量抗生素，不能保证持久抗生素的释放。硫酸钙和胶原蛋白吸收大量的水会导致感染复发的可能。硫酸钙的细胞毒性导致伤口愈合不满意的并发症。人工合成高分子材料尽管能保证长期的抗生素的释放，但是产生的酸性产物干扰微环境和骨组织的吸收。可降解总体存在机械强度不足的缺点限制了它们的临床的使用。就循证医学观点在，目前缺乏评估可降解抗生素载体治疗慢性骨髓炎的前瞻性随机对照试验数据^[51]。因此，PMMA载体负载抗生素是目前治疗慢性骨髓炎的标准治疗方案，然而可降解的抗生素载体需要不断改进和寻求循证医学数据的支撑，从而证实其在临床和科研价值并造福于骨髓炎患者。

参考文献

[1] 谢肇. 四肢长骨创伤后骨髓炎诊断与治疗的难点及挑战. 中华创伤杂志. 2015. 31(4): 289-293.

[2] Scholz AO, Gehrmann S, Glombitza M, et al. Reconstruction of septic diaphyseal bone defects with the induced membrane technique[J]. Injury, 2015,46 Suppl 4:S121-124. DOI: 10.1016/S0020-1383(15)30030-9.

[3] Lima AL, Oliveira PR, Carvalho VC, et al. Recommendations for the treatment of osteomyelitis[J]. Braz J Infect Dis, 2014,18(5):526-534. DOI: 10.1016/j.bjid.2013.12.005.

[4] Nandi SK, Bandyopadhyay S, Das P, et al. Understanding osteomyelitis and its treatment through local drug delivery system[J]. Biotechnol Adv, 2016,34(8):1305-1317. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2016.09.005.

[5] Lew DP, Waldvogel FA. Osteomyelitis[J]. Lancet, 2004,364(9431):369-379. DOI: 10.1016/S0140-6736(04)16727-5.

[6] Cierny G. Surgical treatment of osteomyelitis[J]. Plast Reconstr Surg, 2011,127 Suppl 1:190S-204S. DOI: 10.1097/PRS.0b013e3182025070.

[7] Neut D, van de Belt H, van Horn JR, et al. Residual gentamicin-release from antibiotic-loaded polymethylmethacrylate beads after 5 years of implantation[J]. Biomaterials, 2003,24(10):1829-1831.

[8] Charnley J. The healing of human fractures in contact with self-curing acrylic cement[J]. Clin Orthop Relat Res, 1966,47:157-163.

[9] Buchholz HW, Gartmann HD. [Infection prevention and surgical management of deep insidious infection in total endoprosthesis][J]. Chirurg, 1972,43(10):446-453.

[10] Dunbar MJ. Antibiotic bone cements: their use in routine primary total joint arthroplasty is justified[J]. Orthopedics, 2009,32(9)DOI: 10.3928/01477447-20090728-20.

[11] Hake ME, Young H, Hak DJ, et al. Local antibiotic therapy strategies in orthopaedic trauma: Practical tips and tricks and review of the literature[J]. Injury, 2015,46(8):1447-1456. DOI: 10.1016/j.injury.2015.05.008.

[12] Kanellakopoulou K, Galanopoulos I, Soranoglou V, et al. Treatment of experimental osteomyelitis caused by methicillin-resistant Staphylococcus aureus with a synthetic carrier of calcium sulphate (Stimulan) releasing moxifloxacin[J]. Int J Antimicrob Agents, 2009,33(4):354-359. DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2008.09.008.

[13] Walenkamp GH, Vree TB, van Rens TJ. Gentamicin-PMMA beads. Pharmacokinetic and nephrotoxicological study[J]. Clin Orthop Relat Res, 1986,(205):171-183.

[14] Kluin OS, van der Mei HC, Busscher HJ, et al. Biodegradable vs non-biodegradable antibiotic delivery devices in the treatment of osteomyelitis[J]. Expert Opin Drug Deliv, 2013,10(3):341-351. DOI: 10.1517/17425247.2013.751371.

[15] Anguita-Alonso P, Rouse MS, Piper KE, et al. Comparative study of antimicrobial release kinetics from polymethylmethacrylate[J]. Clin Orthop Relat Res, 2006,445:239-244. DOI: 10.1097/01.blo.0000201167.90313.40.

[16] Seldes RM, Winiarsky R, Jordan LC, et al. Liquid gentamicin in bone cement: a laboratory study of a potentially more cost-effective cement spacer[J]. J Bone Joint Surg Am, 2005,87(2):268-272. DOI: 10.2106/JBJS.C.00728.

[17] Webb JC, Gbejuade H, Lovering A, et al. Characterisation of in vivo release of gentamicin from polymethyl methacrylate cement using a novel method[J]. Int Orthop, 2013,37(10):2031-2036. DOI: 10.1007/s00264-013-1914-5.

[18] Klekamp J, Dawson JM, Haas DW, et al. The use of vancomycin and tobramycin in acrylic bone cement: biomechanical effects and elution kinetics for use in joint arthroplasty[J]. J Arthroplasty, 1999,14(3):339-346.

[19] Mader JT, Calhoun J, Cobos J. In vitro evaluation of antibiotic diffusion from antibiotic-impregnated biodegradable beads and polymethylmethacrylate beads[J]. Antimicrob Agents Chemother, 1997,41(2):415-418.

[20] Peñalba AP, Furustrand TU, Bétrisey B, et al. Activity of bone cement loaded with daptomycin alone or in combination with gentamicin or PEG600 against Staphylococcus epidermidis biofilms[J]. Injury, 2015,46(2):249-253. DOI: 10.1016/j.injury.2014.11.014.

[21] Moojen DJ, Hentenaar B, Charles VH, et al. In vitro release of antibiotics from commercial PMMA beads and articulating hip spacers[J]. J Arthroplasty, 2008,23(8):1152-1156. DOI: 10.1016/j.arth.2007.08.020.

[22] van de Belt H, Neut D, van Horn JR, et al. .  . or not to treat?[J]. Nat Med, 1999,5(4):358-359. DOI: 10.1038/7330.

[23] van Raaij TM, Visser LE, Vulto AG, et al. Acute renal failure after local gentamicin treatment in an infected total knee arthroplasty[J]. J Arthroplasty, 2002,17(7):948-950.

[24] Masquelet AC, Fitoussi F, Begue T, et al. [Reconstruction of the long bones by the induced membrane and spongy autograft][J]. Ann Chir Plast Esthet, 2000,45(3):346-353.

[25] Miller RB, McLaren AC, Pauken C, et al. Voriconazole is delivered from antifungal-loaded bone cement[J]. Clin Orthop Relat Res, 2013,471(1):195-200. DOI: 10.1007/s11999-012-2463-8.

[26] Deelstra JJ, Neut D, Jutte PC. Successful treatment of Candida albicans-infected total hip prosthesis with staged procedure using an antifungal-loaded cement spacer[J]. J Arthroplasty, 2013,28(2):374.e5-8. DOI: 10.1016/j.arth.2012.04.034.

[27] McLaren AC. Alternative materials to acrylic bone cement for delivery of depot antibiotics in orthopaedic infections[J]. Clin Orthop Relat Res, 2004,(427):101-106.

[28] Zilberman M, Elsner JJ. Antibiotic-eluting medical devices for various applications[J]. J Control Release, 2008,130(3):202-215. DOI: 10.1016/j.jconrel.2008.05.020.

[29] Stemberger A, Grimm H, Bader F, et al. Local treatment of bone and soft tissue infections with the collagen-gentamicin sponge[J]. Eur J Surg Suppl, 1997,(578):17-26.

[30] Sørensen TS, Sørensen AI, Merser S. Rapid release of gentamicin from collagen sponge. In vitro comparison with plastic beads[J]. Acta Orthop Scand, 1990,61(4):353-356.

[31] Chaudhary S, Sen RK, Saini UC, et al. Use of gentamicin-loaded collagen sponge in internal fixation of open fractures[J]. Chin J Traumatol, 2011,14(4):209-214.

[32] Bennett-Guerrero E, Ferguson TB, Lin M, et al. Effect of an implantable gentamicin-collagen sponge on sternal wound infections following cardiac surgery: a randomized trial[J]. JAMA, 2010,304(7):755-762. DOI: 10.1001/jama.2010.1152.

[33] Mader JT, Stevens CM, Stevens JH, et al. Treatment of experimental osteomyelitis with a fibrin sealant antibiotic implant[J]. Clin Orthop Relat Res, 2002,(403):58-72.

[34] Winkler H. Rationale for one stage exchange of infected hip replacement using uncemented implants and antibiotic impregnated bone graft[J]. Int J Med Sci, 2009,6(5):247-252.

[35] Lewis CS, Katz J, Baker MI, et al. Local antibiotic delivery with bovine cancellous chips[J]. J Biomater Appl, 2011,26(4):491-506. DOI: 10.1177/0885328210375729.

[36] Dinopoulos C. Re: The article "Dinopoulos H, Dimitriou R, Giannoudis PV. Bone graft substitutes: what are the options? Surgeon. 2012 Aug;10(4):230-9[J]. Surgeon, 2013,11(5):293. DOI: 10.1016/j.surge.2013.05.008.

[37] Ferguson JY, Dudareva M, Riley ND, et al. The use of a biodegradable antibiotic-loaded calcium sulphate carrier containing tobramycin for the treatment of chronic osteomyelitis: a series of 195 cases[J]. Bone Joint J, 2014,96-B(6):829-836. DOI: 10.1302/0301-620X.96B6.32756.

[38] Bhattacharya R, Kundu B, Nandi SK, et al. Systematic approach to treat chronic osteomyelitis through localized drug delivery system: bench to bed side[J]. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 2013,33(7):3986-3993. DOI: 10.1016/j.msec.2013.05.036.

[39] McConoughey SJ, Howlin RP, Wiseman J, et al. Comparing PMMA and calcium sulfate as carriers for the local delivery of antibiotics to infected surgical sites[J]. J Biomed Mater Res B Appl Biomater, 2015,103(4):870-877. DOI: 10.1002/jbm.b.33247.

[40] McLaren AC, McLaren SG, Nelson CL, et al. The effect of sampling method on the elution of tobramycin from calcium sulfate[J]. Clin Orthop Relat Res, 2002,(403):54-57.

[41] Ziran BH, Smith WR, Morgan SJ. Use of calcium-based demineralized bone matrix/allograft for nonunions and posttraumatic reconstruction of the appendicular skeleton: preliminary results and complications[J]. J Trauma, 2007,63(6):1324-1328. DOI: 10.1097/01.ta.0000240452.64138.b0.

[42] Shirtliff ME, Calhoun JH, Mader JT. Experimental osteomyelitis treatment with antibiotic-impregnated hydroxyapatite[J]. Clin Orthop Relat Res, 2002,(401):239-247.

[43] Zhang X, Jia W, Gu Y, et al. Teicoplanin-loaded borate bioactive glass implants for treating chronic bone infection in a rabbit tibia osteomyelitis model[J]. Biomaterials, 2010,31(22):5865-5874. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2010.04.005.

[44] Xie Z, Liu X, Jia W, et al. Treatment of osteomyelitis and repair of bone defect by degradable bioactive borate glass releasing vancomycin[J]. J Control Release, 2009,139(2):118-126. DOI: 10.1016/j.jconrel.2009.06.012.

[45] Leatherman BD, Dornhoffer JL. Bioactive glass ceramic particles as an alternative for mastoid obliteration: results in an animal model[J]. Otol Neurotol, 2002,23(5):657-660; discussion 660.

[46] Kanellakopoulou K, Kolia M, Anastassiadis A, et al. Lactic acid polymers as biodegradable carriers of fluoroquinolones: an in vitro study[J]. Antimicrob Agents Chemother, 1999,43(3):714-716.

[47] Ueng SW, Yuan LJ, Lee N, et al. In vivo study of hot compressing molded 50:50 poly (DL-lactide-co-glycolide) antibiotic beads in rabbits[J]. J Orthop Res, 2002,20(4):654-661. DOI: 10.1016/S0736-0266(01)00174-7.

[48] Wei G, Kotoura Y, Oka M, et al. A bioabsorbable delivery system for antibiotic treatment of osteomyelitis. The use of lactic acid oligomer as a carrier[J]. J Bone Joint Surg Br, 1991,73(2):246-252.

[49] Garvin KL, Miyano JA, Robinson D, et al. Polylactide/polyglycolide antibiotic implants in the treatment of osteomyelitis. A canine model[J]. J Bone Joint Surg Am, 1994,76(10):1500-1506.

[50] Ding AG, Schwendeman SP. Acidic microclimate pH distribution in PLGA microspheres monitored by confocal laser scanning microscopy[J]. Pharm Res, 2008,25(9):2041-2052. DOI: 10.1007/s11095-008-9594-3.

[51] Hanssen AD. Local antibiotic delivery vehicles in the treatment of musculoskeletal infection[J]. Clin Orthop Relat Res, 2005,(437):91-96.