【关节翻修】人工关节感染翻修术后近期细菌学研究

关节置换术后感染，二期翻修，对控制感染，彻底清除细菌遗传物质，避免细菌变异具有重要意义!近20年来，随着对 骨感染细菌生物膜认识的深入，控制骨感染的一些新技术、新理念应用于临床，人工关节感染翻修术的治疗水平不断提高。骨感染专家共识及治疗进展存在存在争议。骨感染局部细菌生物膜形成及耐药，是骨感染经久不愈、反复发作的重要因素之一。也是近年来骨感染机制研究方面的最新进展，应用高浓度敏感抗生素杀灭局部细菌、预防细菌定植、形成感染的又一思路，相比局部应用抗生素具有独道的优势。浙江大学医学院附属第二医院骨科沈炜亮

人工关节置换术后感染是灾难性并发症，可导致手术失败，患者可能需要移除假体甚至截肢，带来巨大的精神和经济负担。1个月内的急性感染采用保留假体、清创、使用抗生素治疗的手术成功率为26％－70％[1-2]，而慢性感染需二期翻修[3-6]，二期翻修是感染治疗的金标准[7-10]，原则是彻底清除所有异物，全身使用抗生素，局部使用抗生素骨水泥间置器，感染临床治愈后植入翻修假体，术中行冰块切片。对于两次手术时间、两种手术方式及抗生素骨水泥间置器的类型均存在争议[11-14]。此外，临床上很多患者和文献中报道，即使感染临床治愈后，部分患者会出现伤口周围特发性红肿和不明原因的湿疹，无论是否使用抗生素，这些症状都能得到缓解[15]。本文探索人工关节感染翻修术后近期关节和髓腔内细菌的残留情况，为上述争议和症状提供理论依据。

方　法：制作64只关节置换细菌感染的兔模型，30只为实验组，30只为阴性对照组，4只为备用组。实验组使用中空假体+输液港系统，行二期翻修，术后第1~4周的关节内灌洗液沉渣两等分，一份进行细菌培养，结果作为培养组；另一份使用聚合酶链反应(PCR)方法扩增遗传物质，结果作为PCR组。采用Pearson卡方分析检验翻修术后各时间点培养组和PCR组的组间差异，两两比较卡方分析检验培养组和PCR组不同时间点的时序性差异。

结　果：实验组动物术后伤口愈合好，术后第1～4周培养组和PCR组阳性率分别为10％、3．33％、3．33％、3．33％和 83．33％、40．00％、30．00％、26．67％，细菌学鉴定与植入细菌一致。各时间点培养组阳性率与PCR组检出率有统计学差异(=0．27，P=0．605)；培养组第1～4周的阳性率无统计学差异；PCR组术后第1周的检出率与第2～4周比较有统计学差异(尸=0．001．0．000，0．000)，第2~4周的检出率比较无统计学差异。

讨论:目前关节周围感染的治疗方式包括清创保留假体抗生素治疗、一期清创+翻修术、二期翻修术。

早期的大样本关节置换感染认为抗生素骨水泥假体二期翻修，平均随访4.8年，手术成功率超过80%，近期研究认为生物型假体一期翻修，随访3-4年，可以得到相似的结果，Soriano等[2]认为急性感染2周内，细菌菌膜未形成前行关节清创术、保留假体治疗后，感染再发率达30%；本实验在输液港帮助下，全身、局部使用抗生素，合并局部灌洗治疗1周后，灌洗液细菌培养阳性率为10%，金葡菌遗传物质检出率为83.33%，作者认为急性感染单纯清创治疗的有效率值得商榷。二期修复放置spacer填充虽增加了手术次数，但细菌清除率得到了保证，实验中的中空假体+输液港装置可实现术后实时灌注和关节液培养，同时减少置管的逆向感染等问题，减少患者的创伤。

传统关节无论是一期手术还是二期翻修的前提是彻底清除细菌，关节周围感染主要是革兰阳性球菌，其中以金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌为主。文献报道，即使在严格伤口护理及每天换药的情况下，不同培养时间得到的细菌亦可能不一致，本实验对照组中1只出现类似情况。该现象的原因出现未见到文献报道。

文献证实，随着生存环境的变化细菌会改变适应环境；关节腔内结构复杂，滑膜组织和肌肉间隙非常多，当处于休眠状态的细菌被包裹在这些软组织间隙时，是否会引起机体的炎性反应。是否具有趋化作用和免疫源性，目前尚未得到研究。清创后4周内，虽然细菌培养未见细菌生长，但细菌遗传物质不断被检出，且两者间具有统计学差异，抗生素的抑制作用、细菌生物活性改变、死亡细菌的遗传物质残留都会导致这种差异，有待进一步验证细菌活性、毒性和基因分型等。

关节液内无血液，无法形成有效抗生素环境，当内环境事宜时残留的细菌和死亡细菌的遗传物质会再次成为危险因素。新的细菌定植时，致病因子的基因通过转座作用整合在新细菌体内，如一些细菌形成菌膜的能力和一些细菌耐药性的获得是通过鞭毛交换遗传物质实现的，因此局部大量检查金葡菌遗传物质亦为危险因素[21-23]。即使是遗传物质本身再次入血也会导致超敏反应发生。

时序检测证实细菌的遗传物质检出率随时间延长而急剧下降，而细菌培养的阳性率也有所下降，作者推测与输液港的冲洗作用和组织的代谢密切相关，增加手术间隔对提高翻修手术的成功率非常有意义。本实验中1只持续细菌培养阳性可能与清创不彻底、间隙内细菌残 留并持续释放有关，临床指标持续 不下降应考虑穿刺或灌洗培养，只要细菌培养阳性应尽快二次清创，并彻底寻找隐藏细菌。

综上所述：关节翻修术后细菌在关节腔内的分布非常复杂，一期清创手术的选择应非常慎重；遗传物质的残存作为潜在危险因素可带来临床症状，遗传物质残存在感染复发和细菌变异中的作用值得深入研究。

二次整理者：阮登峰/沈炜亮

浙江大学医学院附属第二医院·骨科；

浙江大学骨科研究所；

浙江大学李达三·叶耀珍再生医学发展基金；

浙江省组织工程与再生医学技术重点实验室；

中国医师协会骨科医师分会再生医学工作组；

本人专业诊治范围：

1，肌腱病&肌腱/韧带损伤：肘-网球肘；肩-肩周炎，肩袖损伤；膝-弹跳膝，跑步者膝，前交叉韧带损伤；踝-跟腱炎，跟腱断裂；手腕部-腱鞘炎；筋膜炎

2，再生医学技术治疗运动系统疑难杂症，包括：软骨/半月板/肌腱/韧带的修复、重建和再生；

门诊类型：肌腱病专科门诊！关节外科/运动医学专家门诊；

致谢：感谢 骨科在线orthonline 丛锐军等的分享！