Zusammenfassung
Polyvinyl-Pyrrolidon-Jod (Polyvinyl-Pyrrolidon-Jod-Komplex, PVP-Jod, CAS 25655-41-8)
ist wegen seines breiten anti-mikrobiellen Wirkungsspektrums und des vergleichsweise
geringen Allergierisikos ein weitverbreitetes Antiseptikum, das bereits klinisch zur
Spülung offener Gelenke eingesetzt wird, um Entzündungen vorzubeugen.
Ergebnisse aus tierexperimentellen Studien und Untersuchungen an Organkulturen liefern
widersprüchliche Ergebnisse über die knorpelschädigende Wirkung von PVP-Jod. In-vitro-Untersuchungen
über den Einfluss von PVP-Jod auf Knorpelzellkulturen liegen derzeit nicht vor. Ziel
dieser Studie war es deshalb, die Wirkung von PVP-Jod auf das Zellwachstum und die
Stoffwechselaktivität humaner Knorpelzellen in verschiedenen Konzentrationen und bei
unterschiedlichen Expositionszeiten zu untersuchen.
Zunächst wurden an fibroblastären Zellen (BALB3T3) mittels Vitalitätstest (MTT-Test)
und Proliferationstest (BrdU-ELISA) geeignete Konzentrationen und Einwirkungszeiträume
identifiziert, mit denen der Einfluss von PVP-Jod auf die Proteoglykan- und DNA-Synthese
von primären humanen Knorpelzellen untersucht wurde.
Konzentrationen bis 1 % PVP-Jod hatten keinen Einfluss auf die Proteoglykan- und DNA-Synthese
von Knorpelzellen nach Inkubation über 30 min. Eine Einwirkungsdauer von 24 h hatte
ab 0,2 % PVP-Jod einen deutlich hemmenden Effekt auf die DNA- und Proteoglykansynthese.
Die DNA-Syntheserate war allerdings schon nach 10-minütiger Inkubation mit 0,2 % PVP-Jod
beeinträchtigt und mit 1 % PVP-Jod vollständig gehemmt. BALB3T3 reagierten empfindlicher
als Knorpelzellen. Die Vitalität und Proliferationsrate war nach gleicher Einwirkungsdauer
schon bei 0,5 % PVP-Jod völlig gehemmt. Allerdings erholten sich die Zellen bereits
24 h nach 30-minütiger Inkubation mit 0,5 bzw. 1 % PVP-Jod wieder. Nach Einwirkung
von 5 % PVP-Jod erholten sich die Zellen nicht mehr.
Zusammenfassend sprechen die Ergebnisse für eine kurze Anwendung (30 min) von PVP-Jod
in geringen Konzentrationen (< 1 %) und ergänzen damit Ergebnisse aus Studien über
die antimikro-bielle Wirksamkeit geringer PVP-Jod-Konzentrationen und deren Wirksamkeit
bei der Behandlung des durch Mikroorganismen geschädigten Gewebes.
Summary
Study of the Toxicity of Povidone-Iodine for Fibroblast-like Cells (BALB-3T3) and
Primary Human Chondrocytes
Povidone-iodine (polyvinyl-pyrrolidone-iodine complex, PVP-iodine, CAS 25655-41-8)
is a commonly used antiseptic because of its broad spectrum of antimicrobial effect
and its comparatively low allergic risk. It is also used for open joint lavage.
Animal and organ culture studies provide controversial results about the risk of cartilage
damage due to povidone-iodine. There is a paucity of in vitro study data concerning
the effect of povidone-iodine on chondrocyte cultures are still missing. The aim of
this study was therefore to investigate the effect of different concentrations and
exposition times of povidone-iodine on cell growth and differentiation of human chondrocytes.
Using of a vitality test (MTT) and a proliferation assay (BrdU) in the fibro-blast-like
cell line BALB3T3, suitable concentrations and incubation times were identified to
investigate the influence of povidone-iodine on proteoglycan synthesis and DNA synthesis
of primary human chondrocytes.
Concentrations of up to 1 % povidone-iodine had no significant effect on proteoglycan
and DNA synthesis of chondrocytes after incubation for 30 min. An incubation time
of 24 h did not inhibit DNA- and proteoglycan synthesis, until a concentration of
0.2 % povidone-iodine was used. DNA synthesis rate was impaired after 10 min incubation
with 0.2 % and fully inhibited with 1 % povidone iodine. BALB3T3 reacted more sensitively
than chondrocytes. Vitality and proliferation rate were fully inhibited at a concentration
of 0.5 % after the same exposition time. However, cells recovered 24 h after 30 min
incubation with 0.5 % povidone-iodine. After incubation with 5 % povidone iodine cells
did not recover.
From the results it can be concluded that low concentrations of povidone-iodine (<
1 %) and short incubation times (< 30 min) have no damaging influence on chondrocytes.
Previous studies have reported the antimicrobial effectiveness of low concentrations
of povidone-iodine on the reduction of tissue damage by microorganisms. Data from
previus studies and the current findings from this investigation support the clinical
use of povidone-iodine at low concentrations and short incubation times for antiseptic
treatment of cartilage tissues.
Key words
CAS 25655-41-8 - Chondrocytes, proliferation, proteoglycan synthesis - Disinfectants
- Povidone-iodine, chondrocyte toxicity
