Az ízületi protéziseknél fellépő fertőző szövődmények kialakulásának néhány szempontja

A csípőprotézis műtét vezető helyet foglalt el a súlyos csípőízületi patológia sebészeti kezelésében. Ez a műtét megszünteti vagy jelentősen csökkenti a fájdalmat, visszaállítja az ízület mozgását, támaszt nyújt a végtagnak, javítja a járást, és ennek eredményeként jelentősen javítja a beteg életminőségét. De nem titok, hogy minden sebészeti beavatkozásnak számos szövődménye lehet, amelyek egyike a fertőzés. A szakirodalom szerint egy olyan ortopédiai központban, amely nagy ízületi protézis műtétet végez, és évente legalább 100 műtétet végez, az első évben 17%-os lehet a fertőző szövődmények aránya, ez az arány a második évben 5%-kal, a harmadik évben 3%-kal csökken, és átlagosan 4%-ot is elérhet.

A nagy ízületek endoprotéziseinek fertőzéses szövődményeinek problémája napról napra sürgetőbbé válik, az antibiotikumos profilaxis és a modern sebészeti antiszepszis módszerek aktív alkalmazása ellenére. Ez az ízületi protéziseket gyakorló intézmények számának növekedésének, a kórokozó azonosításának nehézségeinek, a kezelés összetettségének és a következmények súlyosságának köszönhető. Mindez végső soron a beavatkozás eredményeinek romlásához, a betegek posztoperatív rehabilitációjának költségeinek és időtartamának növekedéséhez vezet.

A problémát az általános állapot is okozza, különösen egy idős beteg esetében, akinél a szervezetnek nagyon nehéz leküzdenie a fertőzést. Az immunszuppresszív állapotot egy súlyos, hosszú távú sebészeti beavatkozás után indukált másodlagos immunhiány és a szövetkárosodási termékek véráramba jutása, valamint az idős betegek immunrendszerének életkorral összefüggő sajátosságai okozzák.

Az ízületi protézisek számának növekedése a magas rehabilitációs potenciállal együtt a sebészeti beavatkozás területén előforduló mély fertőzések számának növekedésével jár, amelyek hazai és külföldi szerzők szerint az elsődleges beavatkozás során 0,3%-ról 1%-ra, a revíziós műtétek során pedig akár 40%-ra vagy annál is többre tehetők. Az ilyen fertőző szövődmények kezelése hosszú folyamat, amely drága gyógyszerek és anyagok felhasználását igényli. Régebben teljesen elfogadhatatlannak tartották az endoprotézis beültetését fertőzött területre. Az implantátumokkal kapcsolatos fertőzések patofiziológiájának megértése, valamint a sebészeti technika fejlődése azonban lehetővé tette a sikeres endoprotézis beültetését még ilyen körülmények között is.

A legtöbb sebész egyetért abban, hogy az endoprotézis komponenseinek eltávolítása és a seb gondos sebészeti kezelése a betegellátás fontos kezdeti szakasza. Azonban még mindig nincs konszenzus azokról a módszerekről, amelyek fájdalommentesen és minimális fertőzéskiújulási kockázattal állíthatják vissza az ízület funkcionális állapotát.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

A biofilmképződés szakaszai

1. szakasz. Megfordítható tapadás a felszínhez. A mikroorganizmusok leggyakrabban szabadon lebegő tömegekként vagy egyetlen (pl. planktonikus) telepként léteznek. Normál körülmények között azonban a legtöbb mikroorganizmus hajlamos a felszínhez tapadni, és végül biofilmet képez.

2. szakasz. Tartós tapadás a felülethez. Ahogy a baktériumok szaporodnak, egyre szorosabban tapadnak a felülethez, differenciálódnak és géneket cserélnek, ami biztosítja a túlélésüket.

3. lépés: Védő nyálkahártya/biofilm kialakulása. Miután a baktériumok szilárdan rögzültek, elkezdenek egy exopoliszacharidot körülvevő mátrixot képezni, amelyet extracelluláris polimer anyagnak neveznek. Ez az EPS-mátrix. A baktériumok kis telepei ezután alkotják a kezdeti biofilmet. Az EPS-mátrix összetétele a jelenlévő specifikus mikroorganizmusoktól függően változik, de általában poliszacharidokat, fehérjéket, glikolipideket és bakteriális DNS-t tartalmaz. Számos fehérje és enzim segíti a biofilm szilárdabb tapadását a sebágyhoz. A teljesen kialakult (érett) biofilmek folyamatosan planktonikus baktériumokat, mikrokolóniákat és töredékeket szórnak le, amelyek szétszóródhatnak és a sebágy más részeihez vagy más sebfelületekhez tapadhatnak, új biofilm-telepeket képezve.

Milyen gyorsan képződik a biofilm?

Kísérleti laboratóriumi vizsgálatok kimutatták, hogy a planktonikus baktériumok, mint például a staphylococcusok, streptococcusok, pseudomonasok és az E. coli, általában:

1. néhány percen belül csatlakozzanak egymáshoz;
2. 2-4 órán belül szilárdan tapadó mikrokolóniákat képeznek;
3. extracelluláris poliszacharidokat termelnek, és 6-12 órán belül jelentősen toleránsabbá válnak a biocidokkal, például antibiotikumokkal, antiszeptikumokkal és fertőtlenítőszerekkel szemben;
4. teljes értékű biofilm kolóniákban vesznek részt, amelyek nagyon ellenállóak a biocidokkal szemben, és a baktériumok típusától és a növekedési körülményektől függően 2-4 napon belül elveszítik a planktonikus baktériumokat;
5. gyorsan felépülnek a mechanikai sérülésből, és 24 órán belül újjáépítik az érett biofilmet. Ezek a tények arra utalnak, hogy több egymást követő sebtisztítás biztosíthat egy rövid, például 24 óránál rövidebb időszakot, amely alatt az antimikrobiális kezelés a leghatékonyabb mind a planktonikus mikroorganizmusok, mind a sebben lévő biofilmen belüli patogén sejtek ellen.

Látható a mikrobiális biofilm?

A biofilmek mikroszkopikus struktúrák. Bizonyos helyzetekben azonban, ha hosszabb ideig ellenőrizetlenül hagyjuk őket növekedni, annyira sűrűvé válnak, hogy szabad szemmel is láthatók. Például a fogplakk felhalmozódhat, és egy napon belül jól láthatóvá válhat. A fenotípus egyes baktériumai olyan pigmenteket termelnek, amelyek megkönnyíthetik a teljes biofilm vizuális kimutatását. Például a P. aeruginosa, amely a biofilm fenotípusba tartozik, a zöld molekuláris piocianint termeli a "kvórumérzékelő" rendszerben. De még ebben az esetben is a seb zöld festése nem mindig jelzi a Pseudomonas sp. által képzett biofilm jelenlétét.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Találhatók biofilmek a varasodásban?

A pörk a sebágy vastag, sárga, viszonylag sötét rétegeként írható le, míg a sebekben található biofilmek kocsonyásabbnak és világosabbnak tűnnek. Azonban összefüggés lehet a biofilmek és a pörk között. A biofilmek gyulladást serkentenek, ami növeli az érpermeabilitást, a sebváladék képződését és a fibrin pörkképződést. Így a pörk jelenléte a sebben lévő biofilm jelenlétére utalhat. A krónikus sebekben a pörk és a biofilm közötti ilyen kapcsolatot azonban alaposabban meg kell vizsgálni.

Jelenleg a mikrobiális biofilm jelenlétének megerősítésére a legmegbízhatóbb módszer a speciális mikroszkópia, például a konfokális lézeres pásztázó mikroszkópia.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Osztályozás

A hatékony osztályozás alkalmazása fontos a racionális kezelési módszer kiválasztásához és eredményeinek összehasonlításához. A javasolt osztályozási rendszerek sokfélesége ellenére nincs egységes, nemzetközileg elfogadott rendszer a paraendoprotetikus fertőzés diagnózisának felállítására és a későbbi kezelésére, azaz az endoprotetika utáni fertőző szövődmények kezelése nem szabványosított.

A teljes csípőprotézis beültetés utáni mély fertőzés leggyakoribb osztályozását MB Coventry (1975) - RH Fitzgerald (1977) határozza meg. A fő osztályozási kritérium a fertőzés manifesztációjának ideje (a műtét és a fertőző folyamat első megnyilvánulása között eltelt idő). Ezen kritérium alapján a szerzők három fő klinikai típust javasoltak a mély fertőzésre. 1996-ban DT Tsukayama és munkatársai kiegészítették ezt az osztályozást a IV. típussal, amelyet pozitív intraoperatív tenyészetként definiáltak. Ez a típusú paraendoprotetikus fertőzés az endoprotézis felszínének tünetmentes bakteriális kolonizációját jelenti, amely két vagy több minta pozitív intraoperatív tenyészetében nyilvánul meg, ugyanazon kórokozó izolálásával. 2-5 intraoperatív minta pozitív tenyészete. A fertőzés típusától függően a szerzők egy bizonyos kezelési stratégiát javasoltak.

A teljes csípőprotézis beültetés utáni mély fertőzések osztályozása (Coventry-Fitzgerald-Tsukayama)

1. Akut posztoperatív fertőzés – az első hónapban
2. Késői krónikus fertőzés - egy hónaptól kezdve
3. Akut hematogén fertőzés - legfeljebb egy évig
4. Pozitív intraoperatív tenyészet - egy év vagy több után

Így az I. típusú fertőzés esetén a necrektómiával végzett revízió, a polietilén bélés cseréje és az endoprotézis fennmaradó komponenseinek megőrzése indokoltnak tekinthető. II. típusú fertőzés esetén a kötelező necrektómiával végzett revízió során az endoprotézis eltávolítása szükséges, és a III. típusú paraendoprotetikus fertőzésben szenvedő betegeknél az endoprotézis megőrzésére is lehet kísérletet tenni. Viszont pozitív intraoperatív tenyészet diagnosztizálásakor a kezelés konzervatív lehet - szuppresszív parenterális antibiotikum-terápia hat hétig. A
paraendoprotetikus fertőzés patogenezisének jellemzői.

A paraendoprotetikai fertőzés az implantátummal összefüggő fertőzések speciális esete, és a kórokozó penetrációs útjaitól, a kifejlődési időtől és a klinikai tünetek súlyosságától függetlenül az endoprotetikára jellemző. Ebben az esetben a fertőző folyamat kialakulásában a mikroorganizmusoknak, a biogén és abiogén felületek kolonizálására való képességüknek van vezető szerepe.

A mikroorganizmusok több fenotípusos állapotban létezhetnek: adhéziós - biofilm formájú baktériumok (biofilm), szabadon élő - planktonikus forma (oldatban, szuszpendált állapotban), látens - spóra. A paraendoprotetikus fertőzéseket okozó mikrobák patogenitásának alapja az a képességük, hogy speciális biofilmeket (biofilmeket) képeznek az implantátumok felületén. Ennek a ténynek a megértése rendkívül fontos a racionális kezelési taktika meghatározásához.

Az implantátum bakteriális kolonizációja két alternatív mechanizmuson keresztül valósítható meg. A baktérium és a gazdafehérjékkel nem borított mesterséges felület közötti közvetlen, nem specifikus kölcsönhatás révén, elektrosztatikus térerők, felületi feszültségerők, Vander-Wils erők, hidrofóbicitás és hidrogénkötések hatására (az első mechanizmus). Kimutatták, hogy a mikrobák szelektíven tapadnak az implantátumhoz, attól függően, hogy milyen anyagból készült. A St. epidermidis törzsek tapadása az endoprotézis polimer részeihez, a St. aureus törzsek pedig a fémes részekhöz történik jobban.

A második mechanizmusban az implantátum anyagát „gazda”fehérjékkel vonják be, amelyek receptorokként és ligandumokként működve összekapcsolják az idegen testet és a mikroorganizmust. Meg kell jegyezni, hogy minden implantátum úgynevezett fiziológiai változásokon megy keresztül, amelyek eredményeként az implantátum szinte azonnal plazmafehérjékkel, elsősorban albuminnal vonódik be.

[ 15 ], [ 16 ]

Hogyan zavarják a biofilmek a sebgyógyulási folyamatot?

A sebfelszín biofilmből való leválása során az utóbbi krónikus gyulladásos választ vált ki. Ez a reakció nagyszámú neutrofil és makrofág megjelenését eredményezi a biofilm körül. Ezek a gyulladásos sejtek nagyszámú reaktív oxidánst és proteázt (mátrix metalloproteinázokat és elasztázokat) termelnek. A proteázok segítenek megzavarni a biofilm szövetekhez való tapadását, eltávolítva azt a sebből. Ezek a reaktív oxidánsok és proteázok azonban az egészséges és gyógyuló szöveteket, fehérjéket és immunsejteket is elpusztítják, ami rontja a kezelés minőségét.

A krónikus gyulladásos válasz nem mindig vezet a biofilm sikeres eltávolításához, és feltételezték, hogy egy ilyen válasz „jótékony” a biofilm számára. Egy hatástalan gyulladásos válasz kiváltásával a biofilm védi az azt képző mikroorganizmusokat, és fokozza a váladék termelését, ami viszont tápanyagforrás és a biofilm fenntartásának eszköze.

Vannak-e olyan körülmények, amelyek elősegítik a biofilmképződést a sebben?

Nem ismert, hogy vannak-e olyan körülmények, amelyek elősegítik a biofilm kialakulását a sebben. Azonban az immunrendszert gyengítő vagy az antibiotikumok hatását csökkentő mögöttes állapotok elősegíthetik a biofilm kialakulását a sebekben (pl. szöveti ischaemia vagy nekrózis, rossz táplálkozás).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Melyek a biofilm-kezelés alapelvei?

Még ha nagy a valószínűsége is annak, hogy a sebben biofilm található, nincs egyetlen lépésből álló kezelés. Optimális lehet egy kombinált stratégia, amely a sebágy-előkészítés elemeit használja fel a biofilm tömegének eltávolítására és a biofilm átalakulásának megelőzésére. Ezt a megközelítést néha „biofilm alapú sebkezelésnek” is nevezik.

Honnan tudom, hogy eltávolították-e a biofilmet?

A mikrobiális közösségek azonosítására szolgáló egyértelmű tünetek és bevált laboratóriumi módszerek hiánya megnehezíti annak a pillanatnak a meghatározását, amikor egy seb mentes a biofilmtől. A legjellemzőbb jel a progresszív sebgyógyulás, amelyet a váladékkiválasztás csökkenése és a var leválása jellemez. Amíg nem dolgoznak ki végleges irányelveket, a klinikusoknak eseti alapon kell dönteniük a biofilmmel érintett sebek kezeléséről. Például, ha a kezelés sikeres, szükségessé válhat a sebkezelés módjának vagy gyakoriságának megváltoztatása, vagy a helyi antimikrobiális szerek szükségességének mérlegelése. A sebgyógyulás serkentésére irányuló további intézkedéseket a beteg egészségi állapotának függvényében kell mérlegelni, és az immunrendszer támogatására kell irányulniuk. Így a biofilmek befolyásolják a krónikus gyulladásos betegségek lefolyását, és a legújabb adatok arra utalnak, hogy jelentős szerepet játszanak a krónikus sebek gyógyulási folyamatának megzavarásában is. A biofilmek magas szintű toleranciát mutatnak az antitestekkel, antibiotikumokkal, antiszeptikumokkal, fertőtlenítőszerekkel és fagocitákkal szemben. A biofilmes sebek jelenlegi kezelései közé tartozik a kötelező, gyakori sebtisztítás, sebkötszerek és antimikrobiális szerek használatával kombinálva, a seb újrafertőződésének megelőzése és a biofilm újraképződésének gátlása érdekében.

A sebfertőzés etiopatogenezisének vizsgálatakor figyelembe kell venni, hogy mikrobiológiai szempontból minden lokális fertőző gócot kóros biocönózisnak kell tekinteni. Ez azt jelenti, hogy egy adott gócban található bármely mikrobiota csak annyiban képes aktívan részt venni a fertőző folyamatban, amennyiben optimális feltételeket talál minden vegetatív funkció létezéséhez és megnyilvánulásához, beleértve a gazdaszervezet számára patogenitásának maximális megvalósulását is. Ennek a pozíciónak a felismerése viszont a későbbi következtetések alapjául szolgál. Ha a kórokozó kezdeti patogenitása elég magas, és a gazdaszervezet természetes fertőzésellenes védekező mechanizmusai nem elegendőek, vagy valamilyen háttérben zajló kóros folyamat gyengíti őket, akkor a kóros biotóp kialakulása maga a fertőző folyamat fokozatos fejlődésének következménye lehet.

Orvostudományi jelölt, Garifullov, Gamil Gakilievich. Az ízületi protézisek beültetése során fellépő fertőző szövődmények kialakulásának néhány aspektusa // Gyakorlati orvoslás. 8 (64) 2012. december / 1. kötet