Antimicrobial Prophylaxis in Cardiovascular Surgery

Summary

In the past five years three prospective randomized studies compared five different prophylactic antimicrobial regimens in major cardiovascular surgery. In 1980/81 a 4 d cefazolin (CFZ) prophylaxis (16 × 0.5 g) was compared with a 2 d cefuroxime (CFX) administration (4 × 1.5 g). Of the 566 patients who entered the study 281 received CFZ and 285 were given CFX. In 1982/83 a 2 d CFX prophylaxis (4 × 1.5 g) was compared with a two shot ceftriaxone (CRO) prophylaxis (2 g i.v., + 1 g 24 h later). Of the 512 patients enrolled 258 received CFX and 254 CRO.

In 1984/85 a 1 d CFZ prophylaxis (4 × 0,5 g) was compared with a single shot prophylaxis of CRO (1 × 2 g). Of the 541 patients who entered the study 272 received CFZ and 269 CRO.

All patients of age 16 y or older who were undergoing open heart surgery (n = 1384) and surgery of the major arteries (n = 235) were eligible for trial entry with the following exceptions: patients with preoperative infections, those who had received an antibiotic within 48 h of operation, and any with known allergies to cephalosporins or who had suffered an anaphylactic reaction to any penicillin. The patients were allocated to one of the two treatments by means of a randomized code, stratified for cardiac and major vascular operations. The first dosis was always given prior to surgery at the beginning of anesthesia.

The two treatment groups in each study were well matched for age, sex, weight, height and type of surgical procedure, but between the first and the other two, there was an increase in the number of Aorto Coronary Bypasses and a decrease in the number of Cardiac Valve Replacements performed.

The 30 d lethality could be kept between 1.2% in the first and 0.2% in the last study although the number of the high risk patients who had entered the study had increased in the last two years.

The total infection rate varied between 5.7 and 4.7%, despite the different antimicrobial regimens used and their varying duration. The overall wound infection rate was 1.2%, the septicemia rate 1.2%, the pneumonia rate 1.7% and the urinary tract infection rate 0.5%.

These results indicate that cardiovascular surgery has under different prophylactic antimicrobial regimens, with different cephalosporins of the first, second or third generation, a low infection rate (ca. 5.0%). A single 2 g dose prophylaxis with CRO appears to be as safe as a one day antimicrobial regimen with CFZ, a double shot CRO prophylaxis,a 2 d CFX prophylaxis or a 4 d CFZ prophylaxis. Reduced dosing frequency, lower costs and perhaps reduced hospitalism due to reduced amount of antibiotics applied with CRO are advantageous.

As a perioperative single shot prophylaxis can nowadays succesfully be used in cardiovascular surgery, no postoperative antibiotics should be used in cardiovascular surgery unless a pre-, intra- or a postoperative infection is documented.

Zusammenfassung

Es wird über die Ergebnisse von drei randomisierten Studien aus den vergangenen 5 Jahren berichtet, in denen 5 verschiedene Formen der Antibiotikaprophylaxe bei Operationen am Herzen und an den großen Gefäßen miteinander verglichen wurden.

1980/81 wurde eine viertägige Cephazolin-Prophylaxe (CFZ, 16 × 0,5 g) mit einer zweitägigen Cefuroxime (CFX, 4 × 1,5 g) verglichen. Von 566 Patienten aus der Studie erhielten 281 CFZ und 285 CFX.

1982/83 wurde eine zweitätige CFX-Prophylaxe (4 × 1,5 g) mit einer zweimaligen Gabe von Ceftriaxone (CRO, 2 g i.v. bzw. 1 g 24 Std. spater) verglichen. Aus 512 Patienten in dieser Studie erhielten 258 CFX and 254 CRO.

1984/85 wurde eine eintatige CFZ-Prophylaxe (4 × 1,5 g) mit einer einmaligen Gabe von CRO (1 × 2 g) verglichen. Von den 541 Patienten in dieser Studie erhielten 272 CFZ und 269 CRO. Alle Patienten älter als 16 Jahre, die sich herzchirurgischen Eingriffen (n = 1 384) und Operation an den großen Gefäßen (n = 235) unterziehen mußten, wurden in diese Studie eingeschleust, es sei denn folgende Ausschlußkriterien kamen zur Anwendung: Vorliegen einer manifesten Infektion, die Verabreichung von Antibiotika innerhalb von 48 Std. vor der Operation sowie das Vorliegen von Allergien auf Cephalosporine oder eine Anamnese einer anaphylaktischen Reaktion auf Penizilline. Die Patienten wurden dann entsprechend dem Randomisierungscode der einen oder anderen Gruppe zugeteilt. Die Erstantibiotikadosis wurde jeweils vor der Operation und nach Beginn der Narkose gegeben.

Die beiden Gruppen in jeder Studie waren gut vergleichbar hinsichtlich Alter, Geschlecht, Gewicht, Körpergröße und Art der Operation, jedoch nahm von der ersten zu beiden folgenden Studien die Anzahl der koronaren Bypassoperation zu, während die Anzahl der Klappenoperation deutlich abnahm. Die dreißig Tage Letalität betrug 1,2% in der ersten und 0,2% in der letzten Studie, obwohl die Anzahl der Patienten mit erhöhtem Risiko in den letzten 2 Jahren zugenommen hat. Die Gesamtinfektionsrate schwankte zwischen 5,7% und 4,7%, trotz der unterschiedlichen antimikrobiellen Verfahren und deren unterschiedlicher Länge. Die Gesamtrate der Wundinfektion betrug 1,2%, die der Sepsis ebenfalls 1,2%, die der Pneumonien 1,7% und die der Harnwegsinfektionen 0,5%.

Die Ergebnisse zeigen, daß herz- und gefäßchirurgische Eingriffe unter den verschiedenen prophylaktischen Antibiotikaschemata mit Cephalosporinen der ersten, zweiten und dritten Generation eine niedrige Infektrate aufweisen (ca. 5%). Eine einmalige prophylaktische Applikation von 2 g CRO erscheint ebenso sicher wie eine eintägige Prophylaxe mit CFZ, eine zweimalige Gabe von CRO, eine zweitägige Behandlung mit CFX und die viertägige Behandlung mit CFZ. Eine perioperative prophylaktische Einzelgabe kann heutzutage erfolgreich in der Herz- und Gefäßchirurgie angewandt werden. Postoperativ sollten Antibiotika nurverwandt werden, wenn prä-, intra-oder postoperative Infektionen nachgewiesen werden.

Key words

Antimicrobial prophylaxis-cardiovascular surgery - Cefazolin - Cefuroxime - Ceftriaxone