1分型
人工关节的感染通常根据推测的感染传播途径和发病时间来进行分类。目前最广泛采用的是Tsukayama在年提出的假体周围感染分类标准(表9-1-1),分为以下4型Ⅰ型仅术中培养阳性;Ⅱ型:术后早期感染术后1个月内发病;Ⅲ型
急性血源性感染,术后1个月以上感染,术后功能恢复好,急性起病,远处感染灶引起;Ⅳ型慢性迟发感染,术后1个月以上发病,症状隐匿。这种分类方法将发病时间和病因综合考虑,临床判断容易并能有效地指导治疗,是一种实用的分类方法。
2治疗原则
人工全髋关节置换术后感染治疗目的在于消除感染、解除疼痛、恢复功能。对于全髋关节置换术后感染的治疗主要有以下几种方式:①单纯抗生素治疗;②保留假体清创;③去除假体清创一期翻修;④去除假体二期翻修;⑤关节融合术;⑥截肢术。治疗方案的选择主要取决于感染发生的时间、病原体的毒力、伤口情况及周围软组织条件和患者的一般情况。
其中,长期应用抗生素治疗有产生耐药菌延误手术时机、药物副作用等不良后果的可能,且治疗成功率较低,需慎重选择,往往用于年龄过大或全身状况差无法接受手术的患者。清创保留假体的方式适用于术后4周内的感染或血源性播散性感染发病4周内的患者,前提是革兰阳性低毒力菌感染,软组织条件好,无窦道;无术后伤口渗液延长史,假体固定牢固X线片无骨溶解表现,需要更换髋臼内衬,有时可能需要多次清创。所报道的成功率差异较大。
1.人工髋关节置换后感染的一期翻修
一期翻修在德国EndoKlinic应用较多,是指在一次手术中去除所有异物,彻底清创,并再次植人新的假体。
一期翻修分两类,一类是一期翻修治疗急性感染,这种情况多能接受,使用抗生素骨水泥固定假体进行一期翻修的感染控制率可以达到二期翻修的效果。但是采用非骨水泥假体进行一期翻修感染控制率约为70%,高于清创加灌注冲洗的效果(56%),但是要差于二期翻修。另一类是一期翻修治疗慢性感染,而一般讨论的多数是指一期翻修治疗慢性感染,所以在以后讨论中一定要将治疗感染的患者是急性感染还是慢性感染分开来讨论。
一般认为一期翻修适用于患者健康状况良好、软组织条件满意,无严重合并疾患,无严重难治性病原菌的患者术前明确为对抗生素敏感的革兰阳性菌感染并且可以使用骨水泥固定者,存在窦道,深部有脓肿形成的患者,失败率高,不适于一期置换。
与二期置换相比,一期置换不会因为多次手术而增加手术创伤,避免过多瘢痕形成;并减少住院时间和费用。若感染控制成功,所花费用少但若不成功,可能至少要三次手术才能控制感染。成功率比二期翻修低。
一期置换术前应行诊断性关节穿刺,鉴定出病原菌,为抗生素治疗提供依据。
手术采用原切口进人关节腔,清除各层的缝线、切除滑膜组织、清除骨水泥颗粒及碎骨片;取出关节假体、骨水泥及其他坏死组织对怀疑感染的病灶组织需要做冷冻切片、培养和药敏试验。清除坏死组织和异物后,脉冲冲洗伤口,过氧化氢溶液和碘伏浸泡,反复冲洗,然后植人假体。一期置换尽量不使用人工骨或异体骨,以减少感染,一期置换一般常规使用抗生素种水泥,骨水泥中需要添加敏感抗生素,做局部抗菌治疗,般理论上要求使用骨水泥假体。不过由于翻修时多数情况下不适合骨水泥假体翻修,会影响假体在位率,尤其是在髋臼部分,所以近年来,一期翻修使用生物假体的比例逐渐增高。
但是与二期置换相比,一期置换是在感染未能控制的基础上进行的,仍有感染不能控制的可能,因此一期翻修必须严格适应证。对于感染的病菌不确定、或者是难治性的肠球菌、耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌、耐喹诺酮的铜绿假单胞杆菌、混合感染、关节周围有窦道、关节内有大量脓液的患者一般不选择一期置换。
目前一期翻修仅适用于特定的病例,推荐术前仔细选择病例并且结合抗生素骨水泥进行假体固定。国内曹力教授在关节置换术后感染一期翻修方面具有较丰富的经验。虽然在国际上,一期翻修有逐渐流行的苗头,但是主要受限于对一次翻修时未能彻底清除掉的细菌在新假体上附着繁殖而出现再感染问题,所以等以后抗菌假体的广泛应用,会使一期翻修越来越被人们广泛接受。但是,目前,不论在国内还是在北美,二期翻修仍然是人工关节置换术后感染治疗的"金标准”。
2.人工髋关节置换后感染的二期翻修
关节置换术后感染治疗的方法很多,效果不一,目前普遍接受和认可的是二期翻修。它是指首次手术取出所有异物,彻底清创,植入抗生素骨水泥占位器,术后系统使用抗生素控制感染,经过一段时间后(通常为6周至3个月),再次手术,取出占位器,植人新的假体,恢复关节功能。二期翻修成功率高的原因是,给我们两次清创的机会,在第一次清创后,未能彻底清除的细菌通过第一次清创后的静脉抗生素及占位器局部释放的抗生素联合控制,可以将其杀灭,如果经过这一步,还有细菌残存,第二次翻修时的彻底清除可以进一步杀灭它们,而提高感染的控制率。
虽然二期翻修需要两次手术,手术难度大,治疗成本上升,治疗时间长,但因为这种方法感染控制率高,而广为接受。在早期,两次手术之间患者活动困难、关节不稳定、韧带及关节囊会出现挛缩,给第二次手术的显露和操作造成很大困难,同时还会影响二期翻修术后功能。为解决这个问题,人们引人了抗生素骨水泥占位器的概念。抗生素骨水泥占位器(间隔物)的使用可以使局部获得高浓度的抗生素水平而无全身的毒副作用。占位器选择的好坏将影响感染的控制和关节功能的恢复程度,也就直接影响患者的满意率。人们首先使用的是非关节型的占位器,这种占位器确实展示了良好的控制感染的能力但在二次手术的间隔期会产生大量瘢痕,关节囊软组织挛缩以及失用性骨量丢失,导致二期置换困难,影响关节功能。关节功能差直接影响患者生活质量。由此引人了关节型占位器或称活动型占位器的概念,
这种方法的好处在于:①仍能提供局部高浓度抗生素;②维持两次手术间隔期时关节活动;③限制瘢痕形成;④避免软组织挛缩(否则常会导致肢体不等长);
⑤易化二期手术假体植人。
目前人工关节置换术后感染的二期翻修操作标准为:
取出原来的假体彻底清创,使用临时关节型抗生素骨水泥占位器维持软组织张力,为局部提供高浓度抗生素,待感染控制后再行第二期手术翻修;这种方法是目前公认的人工关节置换术后感染治疗的"金标准”,已被广为采纳。第一次翻修手术时,应彻底清除所有异物,包括骨水泥、可能的钢丝、缆、螺丝钉及钢板等。
手术方法:
选择后外侧人路,暴露关节后,彻底清创,取出原来假体、螺丝钉、内固定、骨水泥等异物,清除掉脓液坏死组织和不健康肉芽组织,取关节液或脓液做细菌培养和药敏试验,另外取三部分组织(关节囊、髓腔内组织及髋臼部位的肉芽组织)做细菌培养和药敏,并做术中组织冷冻切片。地毯式的彻底清除关节周围组织直到露出健康组织,然后分别用过氧化氢溶液、碘伏浸泡,然后用大量的生理盐水冲洗,再进一步清创,反复三次,重新铺单。再次碘伏浸泡后,植人关节型抗生素骨水泥占位器常规放置引流管,引流管一般在术后第一天拔除。不使用灌注冲洗。
术后静脉使用抗生素(根据药敏选择,一般为万古霉素和左氧氟沙星)6周,同时口服利福平6周,然后再口服左氧氟沙星和利福平6周。停药2周后复查。如果患者是革兰阴性菌感染,我们根据药敏试验选择抗生素,或使用亚胺培南,但是同时也要有对革兰阳性菌有效的抗生素预防混合感染。如果患者症状消失,病情稳定,血沉、C-反应蛋白正常或单项稍高,可以来院进行二期翻修。术中冷冻切片检查,如果平均每高倍视野中性粒细胞数小于5个,则进行翻修。术中还取关节液及软组织做细菌培养和药敏试验。如果术前炎性指标没有降到正常,并且术中组织冷冻切片显示白细胞计数过高,也可以再次清创,再次安放抗生素骨水泥占位器。
压模式关节型抗生素骨水泥占位器的制作:
具体制作过程:
首先根据假体的大小选择合适大小的模具模具选择后,选择2根斯氏针根据模具的弧度进行预弯;然后将调和好的抗生素骨水泥加人模具一侧,将斯氏针居中,然后将骨水泥放上另一侧合起模具。放人前要注意在模具的两侧涂布酒精,在骨水泥凝固的过程中要间断地开合模具,避免骨水泥占位器与模具粘合,造成取出困难,在打开模具的同时,可以再次在模具的表面涂布酒精,避
免粘合,反复几次后,压紧模具,待骨水泥硬化后开启。
骨水泥占位器内斯氏针的作用是起一个支柱的作用,用来加强占位器的强度,避免占位器新断,特别是在颈部。我们在早期使用中曾遇到过占位器折断的病例,这是因为当时放人的斯氏针直径较细目前我们建议放人直径2.5mm以上的斯氏针2根(图9-1-2)。
骨水泥中抗生素的选择和配制比例:
目前大多数研究用Palacos、骨水泥,有人证实Palacos骨水泥比其他骨水泥释放出的抗生素多,这可能与它的孔隙率高有关;
液体抗生素会显著降低骨水泥的力学强度,目前加入骨水泥的抗生素必须是粉剂。掺合抗生素选用头孢菌素类、青霉素、氨基糖苷类和糖肽类,考虑到抗菌谱及对常见细菌敏感因素,后两者最为常用。骨关节感染患革兰阳性球菌感染率较高,大多数对万古霉素敏感,结合使用妥布霉素可以增加万古霉素的释放,国外通常要加人妥布霉素,而国内无法找到粉剂的妥布霉素。因此我们的占位器单选用万古霉素作为掺和抗生素,把需要妥布霉素的剂量让给万古霉素,所以增加了万古霉素的剂量。另外,Palac·sG骨水泥中含有庆大霉素。
抗生素骨水泥占位器中的抗生素浓度越高,在局部释放的抗生素就越多,时间也越持久,每40g骨水泥中加人至少3.6g妥布霉素粉剂和1g万古霉素,是有效释放动力学以及在局部持续释放有治疗作用的抗生素浓度所必需的,有人向每40g骨水泥中加人8g抗生素,是骨水泥能聚合的极限,还有学者报道每40g骨水泥中加入10~12g抗生素后仍可聚合成团。但我们在临床中发现当每40g骨水泥中加人的抗生素到8g后,骨水泥的黏度明显下降,呈砂粒状,难以成团,很难制作成稳定牢固的占位器。为此,我们试验了多种浓度我们发现掺人万古霉素浓度低时,二期翻修时,感染控制不理想,而使用万古霉素浓度过高时,无法制成占位器,最后我们选择向40g骨水泥中加人万古霉素6g。我们制作抗生素骨水泥占位器时,每40g骨水泥中加人6g抗生素,我们认为这是最佳浓度,在临床使用中无1例发生抗生素引起的副作用,而且二期翻修时,感染均被控制,符合二期翻修的标准。这也证实了我们采用的抗生素浓度是安全有效的。
基于此,近年来市场上有一种硅胶制成的占位器模子,将抗生素骨水泥注人里面,然后切开硅胶模,取出假体,但是使用这种模子,往往骨水泥中无法加人足够的抗生素,如果加到15%的万古霉素时(我们测定的最佳浓度),将无法注入
模子,即使勉强注入部分进去,电不是均匀的,影响强度。如果万古霉素浓度不够,将影响其感染的控制率,我们临床中常见有的医生电采用了二期翻修、也使用了抗生素骨水泥占位器,而翻修清创多次也没有控市¢感染,其原因是多方面的,是否彻底清创是一个主要因素,而占位器中抗生素浓度不够也是很重要的因素。所以这种硅胶占位器模子不是很利于二期翻修的使用。如果患者感染致病菌为革兰阴性菌,可以在占位器中加入亚胺培南1~2g。
在特殊情况下,股骨髓腔内感染的范围很大,如需要使用加长柄的占位器,以增加控制感染的范围,我们的占位器模子尾部有个加成柄的设计,可以在骨水泥未干时,在尾部植人延长克氏针待骨水泥固化后,使用骨水泥包裹克氏针,在压模器柄远端压铸成形(图9-1-3)。而使用硅胶占位器模子就无法达到这个目的。如果患者髋臼原来有内陷或突人到盆腔时,可以先使用接近硬化时的抗生素骨水泥植人就臼中,使用大于占位器头直径的股骨头假体将植人髋臼内的抗生素骨水泥塑造成内壁光滑的臼,与占位器头形成关节,避免占位器的头突人到盆腔中。
另外,有的感染主要在髋臼部分或股骨近端,而股骨假体固定很牢固,取出困难,有时需要劈开或做大转子延长截骨(ETO)取出假体,然后需要使用钛缆、捆绑带或钢丝网定截骨部位。有时在一期清创时,由于股骨近端骨质太差或术中出现骨折,需要钢丝或异体骨板固定或加强,这时如果使用金属或异体骨将会增加难于控制感染的担心,而如果不使用,将无法下台,在这种情况下,彻底清创后是可以使用的,我们的临床资料充分证明了在一期清创时使用金属钢丝、钛缆、捆绑带以及使用异体皮质骨支撑植骨是安全有效的。
3.术后处理:
在治疗关节置换术后感染时,局部使用抗生素骨水泥比单纯静脉使用抗生素效
果更好,同样剂量的抗生素加人骨水泥中局部使用比经静脉使用更安全,疗效更好。有人在二期翻修置换治疗关节置换术后感染时,仅在一期清创术后与二期再换术后使用抗生素5~7天,以预防伤口感染,平均随访5.7年,感染控制率达92%但大多数人认为仍需全身应用抗生素6周。
对于翻修的理想间隔时间仍有争论从1个月到1年均有报道。一期清创到二期翻修间隔时间太短,感染复发率高,效果差。间隔时间太长,虽然减少了感染复发的机会,但延长了整个治疗时间,增加了患者的经济负担与痛苦,一般认为二期翻修的条件是感染完全控制,关节周围瘢痕软化,周围软组织恢复较好的弹性,便于术中暴露,至少需要3个月。在早期,我们尝试过按照国外文献报
道,在第一次术后6周进行二期翻修,但是这2例患者在二期翻修时感染的控制不理想,后来我们就延长到了3个月。我们认为间隔3个月进行二期翻修比较合适。在使用关节型抗生素占位器后,我们间隔3个月进行二期翻修,手术更好操作,出血较少,手术操作时间短。并且在停止应用抗生素2周后进行翻修,一方面停药后临床可能失败的病例因为停止抗生素而变得有症状,从而得以识别另一方面在翻修时可以避免因为抗生素应用而造成的假阴性结果。
在我们的病例中没有发现有使用抗生素骨水泥占位器的不良反应。抗生素骨水泥占位器表面不如金属光滑,摩擦系数大,容易产生摩屑,运动时产生摩擦音,影响步态,这是抗生素骨水泥的一个缺点。但是这段间隔时间较短,并且摩屑在二期翻修时还可以冲洗去除,影响不大。
在翻修前需要明确感染是否控制。手术前应进行全面的检查评估。在翻修前必须检测血常规和CRP,有条件还要检测IL-6。IL-6和CRP都是检测感染是否控制的一个有效敏感的指标,虽不稳定在正常水平和稍微偏高均是允许的。
我们的经验是假体取出占位器植人后根据细菌培养和药敏结果静脉用敏感抗生素6周后,再口服抗生素6周,停止应用抗生素2周,检测血沉、CRP及IL-6等感染控制指标,然后决定是否翻修,这样结果可靠,治愈率高。如果植入占位器3个月后,检査的炎性指标不正常,或仍然有局部症状,可以做关节腔穿刺,做关节液的白细胞计数和分类检是特异的,前者意义更大。ESR和CRP测。通过一次清创也有可能没有完全控制感染,在这种情况下还可以再做一次彻底清创,重新植人抗生素骨水泥占位器,这种情况最多见的是原来的细菌感染控制了,而出现了真菌感染,或原来就是真菌感染,第一次没有认识到,或没有培养出真菌,而用药不敏感,没有控制住真菌感染。在二次清创植人占位器时更要严格做细菌培养和药敏试验。
在二期翻修时的术中冷冻切片也是进一步确定感染是否控制的一项指标。在翻修中应仔细再次进行彻底清创,直视下判断有无局部感染存在植人假体前可再次做关节液及软组织做细菌培养和药敏试验,供术后抗生素治疗选择做参考;术中常规做可疑组织的冷冻切片检查,检查10个高倍镜视野,如果平均每高倍视野中性粒细胞数小于5个,则进行翻修;如果大于10个则进行再次清创占位器再次植入如果为5~10个,则需根据患者情况综合判断是否行假体植人翻修。当然在第二次翻修时,冷冻切片的标准控制可以稍松一些。
在第二期翻修时,还要进行一次彻底的清创,以提高感染的控制率,充分发挥二期翻修的特点。经过再次清创后,可以按照非感染翻修原则进行翻修。以往的经验是在二期翻修时尽量使用抗生索骨水泥假体。但是到现在,不论是国外的文献报道,还是我们大量临床实践证明,只要严格按照二期翻修的处理原则操作,完全可以使用生物假体翻修,并且还可以在二期翻修时使用异体骨植骨(包括颗粒骨和结构植骨)重建骨缺损,可以使用钢丝、钛缆或捆绑带加强固定,而不降低感染控制率。
在二期翻修完成后,还需要经过一段时间的系统抗生素应用。我们现在的原则是,术后静脉使用4周静脉抗生素,如万古霉素或对培养出的细菌敏感的抗生素,然后再口服6周左氧氟沙星。另外,术后全程口服利福平10周。
按照我们的二期翻修原则,THA置换术后感染的控制率达到了94%以上。
此外,在二期翻修中,还有一部分是部分二期翻修,所谓的部分二期翻修是指,在进行二期翻修的第一期清创时,将感染的髋臼部分假体取出,但是因为股骨部分骨水泥固定牢固,或生物固定假体固定牢固,如果将股骨假体取出非常费时间,起可能造成无法修复的股骨严重骨缺损,这时可比考虑保留股骨假体,但是要把股骨假体近端的历画处理好,最好用抗生素骨水泥保护界面。然后移照二期翻修原则控制感染,及进行二期翻修。这种情况占二期翻修的7%左右。而平均随访82个月的感染控制率为93.3%。
(李想周勇刚)
3病例分析
病史简介:男性,36岁,年5月因“左股骨颈骨折内固定术后股骨头坏死"在外院行左髋骨水泥型人工关节置换术,术后左髋疼痛,休息时不缓解,伤口延迟愈合。经静脉应用抗生素等保守治疗(种类不详),症状未见缓解,切口处破溃流脓,于年6月到院就诊,左髋后外侧可见一长约20cm手术切口瘢痕,远端可见两处窦道口,局部红肿,存在压痛,静息痛。X线片及CT片可见股骨假体有两处骨窦道(图9-2-1,图9-2-2)。
诊断:左髋人工关节置换术后假体周围慢性感染
手术方案:原后外侧人路,左髋关节清创,加平型关节型抗生素骨水泥占位器植入,二期人工全髋关节翻修术。
诊疗分析过程:
患者因股骨颈骨折内固定术后股骨头坏死,内固定失败,而行人工关节置换术。有过手术史的患者是THA术后感染的易感因素,术后即出现局部疼痛,伤口愈合不佳,并且有窦道,人院静脉血化验结果示ESR、CRP、IL-6均升高,体温38.7℃,入院行左髋关节腔穿刺术,抽出少量黄色液体,细菌培养结果为"凝固酶阴性葡萄球菌”,药敏试验结果显示万古霉素为敏感抗生素。该患者可明确诊断为人工关节术后假体周围感染,术后时间超过4周,按照Tsukayama感染分类法,属Ⅳ型感染。这也提示我们以后对有手术史的患者或有过内固定史的患者,在做人工关节置换时特别要留意排除感染。在现在这种情况下,治疗方案选择:取出原来的假体彻底清创,使用临时关节型抗生素骨水泥占位器维持软组织张力,为局部提供高浓度抗生素,待感染控制后再行第二期手术翻修。这种方法是目前公认的人工关节置换术后感染治疗的"金标准”。根据细菌培养及药敏结果,万古霉素为首选抗生素用药。
实施过程如下:
首先行左髋关节清创,占位器植入术。术中,可见形成两处骨窦道与假体相通(图9-2-3),关节腔内存在脓性液,取出骨水泥和关节假体(图9-2-4),根据侵及范围进行彻底广泛清创切除所有可疑的关节囊、滑膜、肌肉组织,过氧化氢溶液、碘伏反复浸泡三次,将12g万古霉素混人80gPalacosG骨水泥中,使用自制关节型占位器压模器制成关节型抗生素骨水泥占位器,由于此患者有两处骨窦道,需要加长柄部的长度,增加控制感染的范围,因此骨水泥占位器也要加长(图9-2-5)。放入骨水泥占位器(图9-2-6),逐层缝合关闭切口,内置引流管1根术后留置1天。术后X线片示占位器位置良好(图9-2-7)。术后静脉使用万古霉素+左氧氟沙星,持续6周,后继续口服左氧氟沙星+利福平6周,此期间检测肝肾功能。停药2周后复查ESR、CRP及IL-6。均已恢复正常,入院行左髋占位器取出,人工关节翻修术,根据术前影像学评估,患者骨质结构基本完整,因此假体选择远端固定生物型股骨假体+生物髋臼假体,术中见感染控制理想,软组织张力良好,术后无并发症发生。X线片显示假体位置良好。
结果:
患者术后3天非负重下地行走,术后4周开始部分负重,8周完全弃拐负重行走。随访到术后7年,仍未出现感染复发。
窦道是人工髋关节感染的直接证据但是窦道形成常常是医源性的。根据我院的经验,引起窦道形成的原因有以下4个方面:①感染早期病菌数量多,毒力强,导致局部脓肿破溃形成;②早期感染治疗被延误,脓肿反复发作,最终形成窦道;③感染后进行不适当的清创术,切口不愈合形成窦道;④翻修手术取出假体和骨水泥不彻底,形成残留,感染不能治愈,随后形成窦道。后3种情况均属医源性窦道形成,而大多数病例均属于后3种情况,与诊断治疗延误或失误有关。本病例也属于这种情况。
(李想周永刚提供)
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《人工髋关节翻修临床实践与思考》
曹力周勇刚/主编
年8月出版
推荐理由:
本书拟以临床中实际遇到的各种类型腕关节翻修病例为主,附以手术前、手术中、手术后的病例完整影像及实验室资料,对腕关节僧俗术的适应症、各种类型腕关节自修手术方法及手术效果进行详细论述,重点分享作者自己的经验以及教训。