bovine uterus, amoxicillin, tissue distribution, in vitro model,endometritisboviner Uterus, Amoxicillin, Gewebsverteilung, In-vitro-Modell,Endometritis

Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift 122, 51-57

DOI: 10.2376/0005-9366-122-51

© Schlütersche Verlagsgesellschaft mbH & Co. KG. 2009

Publiziert: 01/2009

Summary

The tissue distribution of amoxicillin in the bovine uterus in dependence of the administration route was examined using the in vitro model of the isolated hemoperfused bovine uterus. Four hours after intrauterine instillation or onset of perfusion with amoxicillin (“systemic” treatment), respectively, samples of the uterine tissue were taken from different locations of the organ. The tissue concentration of amoxicillin in the single layers of the uterine wall was determined via high performance liquid chromatography (HPLC) analysis. To compare the results with data achieved in vivo, healthy cows were treated post partum intrauterinely or systemically, respectively, and the concentration of amoxicillin was determined in endometrial biopsies. In vitro intrauterine instillation resulted in significantly higher levels of amoxicillin in the inner layers of the uterine wall compared to systemic treatment, whereas the drug is distributed more homogenously through all layers in the systemically treated organs. In the in vivo experiments the tissue concentration of amoxicillin is significantly lower after intrauterine instillation compared to the in vitro data. In contrast, the endometrial concentrations in the uteri perfused with amoxicillin in vitro are comparable to those measured in endometrium of systemically treated cows. The MIC for gram positive and negative bacteria was exceeded in the uterine wall of all organs in vitro and in vivo after intrauterine treatment. In systemic treated cows the MIC for gram negative bacteria was exceeded in two of three cases, but never in the hemoperfused uteri. The data indicate that combined systemic and intrauterine treatment results in the best distribution of sufficient antibiotic concentrations in the uterine tissue. The isolated hemoperfused bovine uterus is shown to be suitable as an in vitro model for pharmacokinetic examinations, especially with regard to detailed information on the tissue distribution of drugs.

Zusammenfassung

Am isoliert hämoperfundierten Rinderuterus wurde die Gewebsverteilung von Amoxicillin in Abhängigkeit vom Applikationsweg untersucht. Jeweils vier Stunden nach intrauteriner Instillation von Amoxicillin und nach Beginn einer Perfusion mit Amoxicillin enthaltendem Blut (Simulation einer systemischen Behandlung) wurden von unterschiedlichen Lokalisationen des Uterus Proben gewonnen. In einzelnen Gewebsschichten wurde das Antibiotikum mittels HPLC nachgewiesen. Um einen Vergleich mit der In-vivo-Situation herzustellen, wurde Amoxicillin in Uterusbioptaten von Kühen, die post partum intrauterin und systemisch mit Amoxicillin behandelt worden waren, nachgewiesen. Die intrauterine Instillation führte im In-vitro-Modell zu signifikant höheren Amoxicillinkonzentrationen in den oberflächlichen Gewebsschichten, während das Antibiotikum nach systemischer Applikation homogener im gesamten Uterusgewebe nachweisbar war. Die in Bioptaten nach intrauteriner Anwendung gemessenen Konzentrationen waren im Vergleich zum In-vitro-Experiment signifikant niedriger. Dagegen waren die in vitro und in vivo erzielten Ergebnisse nach systemischer Gabe vergleichbar. Nach intrauteriner Instillation wurde in der Uteruswand aller Organe (in vitro und in vivo) die MHK gegenüber gram positiven und gram negativen Erregern überschritten. Im Gegensatz dazu wurde bei systemisch behandelten Kühen die MHK gegenüber gram negativen Keimen in zwei von drei Fällen überschritten, in den hämoperfundierten Uteri blieb die Amoxicillinkonzentration nach intravenöser Gabe darunter. Aus den vorliegenden Daten ist zu folgern, dass eine kombinierte systemische und intrauterine Behandlung zur besten Verteilung von Amoxicillin im Uterusgewebe führt. Der isoliert hämoperfundierte Rinderuterus erwies sich als geeignetes In-vitro-Modell für pharmakokinetische Untersuchungen der Gewebsverteilung im Uterus.