Treatment strategies for infection after hip arthroplasty in the elderly patients

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0049

Abstract

Abstract:

BACKGROUND: Hip arthroplasty has become mature, but infection after arthroplasty is a serious complication.

OBJECTIVE: To analyze the clinical characteristics and treatment outcomes of infection after hip arthroplasty, thus providing reference for improving the diagnosis and treatment of postoperative infection.

METHODS: A computer-based online search of CNKI, WanFang, PubMed and Medline databases from 2006 to 2016 was conducted using the keywords of “hip arthroplasty, infection” in English and Chinese, respectively. Clinical data of 20 patients with infection after hip arthroplasty in three hospitals from January 2006 to January 2016 were analyzed retrospectively.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) Two-stage revision is considered to be the main method for treating infection after hip arthroplasty. The duration of antibiotic therapy remains controversial. The increased bacterial resistance is difficult, especially the widespread use of vancomycin after hip arthroplasty. (2) Staphylococcus aureus is the highest proportion of strains detected, up to 30%, followed by 25% for staphylococcus epidermidis, 20% for coagulase-negative staphylococcal and 75% for staphylococcus in the three hospitals. Gram-negative bacteria mainly contain pseudomonas aeruginosa, enterobacter cloacae and hemolytic streptococcus. (3) To conclude, antibiotics should be timely adjusted according to antibiotic susceptibility results after hip arthroplasty.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Arthroplasty, Replacement, Hip, Infection, Bacteria, Tissue Engineering

CLC Number:

R318

Shi Zhi-yong, Zhang Xue-yun, Chen Feng, Wang Fei, Guo Zhi. Treatment strategies for infection after hip arthroplasty in the elderly patients[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(3): 471-477.

Figures/Tables 5

2.1 单纯抗生素治疗一般而言，对于具有髋关节翻修术禁忌证的患者，可以考虑使用单纯抗生素治疗，通常是由于合并严重并发症或多种合并症患者或者用于姑息性治疗，单纯抗生素治疗较少用于髋关节置换术后感染，是否能彻底清除细菌尚值得怀疑，Milosev等[3]报告一组24例髋关节置换术后感染的患者，这些患者中17例是用单一抗生素治疗，7例为联合抗生素治疗，随访3年没有复发，因考虑入选病例数较少，作者没有得出明确结论。吕亮等[4]收集21例髋关节置换后感染的患者人工髋关节置换后感染率为8.86%，检出病原菌前3位为金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌及铜绿假单胞菌，均给予单纯抗生素治疗，药敏结果显示，革兰阳性菌对替考拉宁和利奈唑胺的耐药率较低，革兰阴性菌对妥布霉素、阿米卡星、亚胺培南和美罗培南的耐药率较低。 2.2 清创和植入物保留在早期髋关节置换术后感染的患者中可以考虑手术清创，抗生素治疗和植入物保留，可考虑开放的方法彻底清创、灌洗。Byren等[5]对52例髋关节置换后感染患者进行回顾性研究，清创手术前 48 h停止使用抗生素，在手术中患者开始使用万古霉素和美罗培南，当明确感染微生物后再做调整，如果没有培养出革兰阴性杆菌则停用美罗培南，全组病例中金黄色葡萄球菌感染发生率最高，占42%的病例，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌仅占8%。术后感染防控需要长时间使用抗生素，平均治疗疗程达到1.5年，1，2和3年的成功救治率分别为89%、81%和78%，金黄色葡萄球菌感染是抗感染治疗失败的独立风险，作者的分析表明停止抗生素治疗后失败率会增加，这点支持了长期使用抗生素的相关理论。 Estes等[6]回顾性分析了20例髋关节置换后感染患者，他认为如果患者明确诊断为髋关节置换术后感染，应在诊断后28 d内进行清创手术并且在手术时确定假体稳定，其中2例患者应用清创术和放置含有庆大霉素或妥布霉素的抗生素骨水泥，18例患者放置含有万古霉素和头孢唑啉抗生素骨水泥，在第7天进行第二次清创，静脉抗生素共持续6周，再继续口服抗生素，时间范围从6周到终生，患者清创术后应该至少抗生素治疗1年，其中有18例患者1年内没有表现出感染复发的证据，最终全组有8例患者接受持续的抗生素治疗。 2.3 一期翻修 Winkler等[7]分析37例髋关节置换术后感染患者的结果，采用一期非骨水泥假体植入术治疗。在这些患者中有12例为早期感染，9例迟发感染和16例急性血源性感染，使用了混合了万古霉素或万古霉素加妥布霉素的松质骨。随访时间平均为4.4年，无感染率为92%，其中有5例耐甲氧西林金黄色葡萄球菌成功治疗。Rudelli等[8]报告了32例接受一期翻修和松质骨移植治疗的患者结果，12例为早期感染，17例迟发感染和3例急性血源性感染，15例使用钛网杯来支持假体，移植骨中不加入抗生素，但植入骨水泥假体时使用了抗生素骨水泥，他们报告平均随访103个月中的无感染率为93.7%。较多的报道使用多种技术成功治愈髋关节置换后感染，外科医生的临床培训和经验应该是选择重建方面工作，重点强调细致的清创手术，需要清除死腔和残留的细菌，选择特异性抗生素成功地浸渍到骨移植物中，骨水泥中的抗生素浓度会受到限制，因为高浓度可能会降低组织的完整性，一期翻修的优点仍值得进一步研究[9-10]。 2.4 二期翻修分期翻修通常被认为是治疗髋关节置换后感染的金标准。Chen等[11]对155例髋关节置换术后感染的患者进行二期髋关节翻修术，翻修间隔时间为平均17.8周，患者平均Harris评分28.3分改善到85.7分。郭国栋等[12]报告23 例髋关节置换后感染病例，一期彻底清创加含抗生素骨水泥间隔置入，二期行关节重建，随访后Harris评分显著提高且无感染复发。分期翻修的原则是去除所有可能感染的组织和骨头，然后使用混合抗生素的骨水泥占位器局部释放抗生素，联合静脉系统性使用抗生素，根据患者临床体征症状的消退以及血化验指标如C-反应蛋白和红细胞沉降率等恢复正常，然后进行第二阶段，在重新植入之前进行重复冷冻切片，如果感染仍存在可继续应用当前抗生素，大多数中心规定了约6周的静脉用抗生素治疗及再继续口服抗生素[13-14]。抗生素骨水泥占位器可以大致分为静态或关节占位器，静态占位器由留在关节腔内的抗生素骨水泥块组成，关节占位器可以用金属架支撑的抗生素骨水泥制成，这类关节占位器有现成的产品，也可以由外科医生使用金属杆、骨水泥通过模具制造[15]，成分都是高浓度的抗生素骨水泥。占位器的使用具有几个优点，它们允许以高浓度局部递送抗生素，关节间隔器有助于保持正确的肢体长度和阶段之间的软组织张力。这提高了患者生活质量，保留骨骼储备，防止软组织挛缩和有利于再次植入假体。然而如果感染微生物未知，则间隔区可能含有敏感性不合适的抗生素，因此常规都推荐使用万古霉素和碳青霉烯抗生素[16-17]。 Disch等[18]提出髋关节置换术后感染仅用清创根治术和全身抗生素治疗，报告病例中平均随访41个月，30例患者保持无感染复发，但9例患者需要重复进行清创术，但其它使用占位器的患者均无感染复发，证明了使用占位器的有较好的预后结果。Cabrita等[19]提出了用二期翻修治疗的68例髋关节置换术后感染患者，30个没有占位器(对照组)和38个万古霉素负载占位器(研究组)。平均随访7年(5-11.5年)时，对照组和研究组无感染率分别为66.7%和89.1%，Harris髋关节评分对照组和研究组分别为69分和75分，显示了占位器治疗具有更好的临床结果。Hsieh等[20]比较了将负载抗生素的骨水泥珠用于预制占位器，无感染率为95.3%(122/128)。 2.5 抗生素骨水泥使用 Enayatollahi等[21]进行了文献回顾分析髋关节置换术后抗感染治疗相关因素，共评估了12项研究，总共对1 299例髋关节置换术后感染患者进行了随访，虽然在99%的病例中使用了抗生素骨水泥，但抗生素方面的选择、给药和持续时间方面存在很大差异。平均随访时间为4.8年(0.1-17.1年)，总体治愈率为83%。成功控制感染的关键因素包括：①初始髋关节置换术后感染没有其他并发症；②患者一般情况较好，无严重基础疾病；③药敏结果提示微生物为敏感的葡萄球菌或链球菌属；④微生物对骨水泥中的抗生素敏感。预后不良的相关因素为：①多重微生物感染；②革兰阴性杆菌感染，特别是假单胞菌；③发生耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和D组链球菌感染。在抗生素骨水泥中，为了保持骨水泥的机械完整性，抗生素与骨水泥的比率不应超过所用骨水泥的10%，即40 g骨水泥中的4 g总抗生素。最常见的抗生素包括妥布霉素，庆大霉素和万古霉素，庆大霉素现在只有液体制剂[22]，Gulotta等[23]报道，液体庆大霉素用于骨水泥仍然能有效杀菌，该研究显示，当将480 mg庆大霉素加入40 g骨水泥中时，极限压缩强度和拉伸强度都下降了近50%。Hsieh等[24]分析42例髋关节置换术后感染接受二期翻修的患者，并得出结论液体庆大霉素掺入骨水泥垫片有效且安全。目前，髋关节置换术后革兰阴性细菌感染比例在逐渐增多，因此碳青霉烯使用的越来越多。Baleani等[22]认为40 g骨水泥中加入0.5 g美罗培南和0.5 g万古霉素可行，但是如果单纯把万古霉素剂量增加至1 g反而不可接受。Andollina等[25]进行了一个与抗生素骨水泥有关的体外研究，结果表明，单纯用1 g万古霉素对肠球菌作用是缓慢的，如果分别用0.5 g万古霉素和0.5 g美罗培南来消除假单胞菌，同时显示了对抗肠球菌的快速反应，也达到了清除假单胞菌作用，目前没有万古霉素、美罗培南的最佳浓度比的相关研究，不管怎样，维持抗生素骨水泥的完整性，需要同时提供足够的抗生素来覆盖抗生素骨水泥。 2.6 二期翻修后的抗生素治疗在二期翻修后进行抗生素治疗的持续时间无相关共识，文献提出了很多种方案，从术后无抗生素到长期静脉内抗生素。大多数中心考虑为4-6周的静脉内抗生素，有或无口服抗生素。减少不必要的抗生素防止出现细菌耐药，降低并发症的风险，并大大降低治疗成本[26-29]。李超等[30]将初次髋关节置换的患者随机分为试验组和对照组各150例，住院期间内所有患者静脉应用头孢类抗生素，出院后试验组口服利福平和左氧氟沙星，疗程6周，结果显示试验组和对照组在末次随访时各有4例、13例患者发生了关节假体周围感染，两组感染率比较差异有显著性意义，说明髋关节置换后长期口服利福平和左氧氟沙星可有效预防髋关节置换术后感染的复发。 Stockley等[31]报告了114例髋关节置换后感染患者，进行根治性清创和二期翻修后，术后3种抗生素一起使用，在平均随访74个月时报告了87.7%的无感染率。Whittaker等[32]报告了43例患者二期翻修后，接受系统性万古霉素2周治疗，平均随访49个月时，无感染率为92.7%。McKenna等[33]回顾性分析了30例迟发感染患者，在二期翻修后，使用抗生素骨水泥占位器与5 d静脉抗生素治疗，再口服即利福平或利奈唑胺，在平均随访35个月，成功根除所有患者的感染。使用静脉注射抗生素简化过程的原因是抗生素从骨水泥间隔器有效和持续地洗脱到局部组织中。许多研究已经证明，在植入后几个月内，抗生素水平维持在常见病原体的最小抑制浓度以上[34]，短期抗生素的基本原理是消除任何从手术区域排出的细菌。 2.7 髋关节置换后感染致病菌分析周生瑞等[35]报告18例髋关节置换后感染患者，培养病原菌如下：表皮葡萄球菌 6例，金黄色葡萄球菌4例，阴沟肠杆菌3例，铜绿假单胞菌2例，大肠杆菌 2 例，溶血性链球菌 1 例，平均随访25(12-48)个月，6例清创、5例一期翻修、7例使用抗生素骨水泥二期翻修，随访均未见感染复发，髋关节 Harris评分由43.2分提高到86.5分，感染微生物情况见表1。"

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