Neki aspekti razvoja infektivnih komplikacija kod artroplastike

Operacija zamjene kuka zauzela je vodeće mjesto u kirurškom liječenju teških oblika patologije zgloba kuka. Ova operacija uklanja ili značajno smanjuje bol, vraća pokretljivost zgloba, pruža potporu udu, poboljšava hod i, kao rezultat toga, značajno poboljšava kvalitetu života pacijenta. No, nije tajna da svako kirurško liječenje može imati i niz komplikacija, od kojih je jedna infekcija. Prema literaturi, ortopedski centar koji izvodi velike operacije zamjene zglobova i izvodi najmanje 100 operacija godišnje može imati stopu infektivnih komplikacija od 17% u prvoj godini, ta se stopa smanjuje za 5% u drugoj godini, za 3% u trećoj godini i u prosjeku može iznositi 4%.

Problem infektivnih komplikacija kod endoprotetike velikih zglobova postaje sve hitniji, unatoč aktivnoj primjeni antibiotske profilakse i suvremenih metoda kirurške antisepse. To je zbog rasta broja ustanova koje prakticiraju artroplastiku, teškoće identificiranja uzročnika, složenosti liječenja i težine posljedica. Sve to u konačnici dovodi do pogoršanja rezultata intervencije, povećanja troškova i uvjeta postoperativne rehabilitacije pacijenata.

Problem je također uzrokovan općim stanjem, posebno starijeg pacijenta, kod kojeg se tijelo vrlo teško bori protiv infekcije. Imunosupresivno stanje uzrokovano je induciranom sekundarnom imunodeficijencijom nakon visoko traumatičnog dugotrajnog kirurškog zahvata i ulaskom produkata razaranja tkiva u krv, kao i dobno povezanim značajkama imunološkog sustava kod starijih pacijenata.

Povećanje broja artroplastika uz visoki rehabilitacijski potencijal prati porast slučajeva duboke infekcije u području kirurške intervencije, koji prema domaćim i stranim autorima iznosi od 0,3% do 1% u primarnoj intervenciji, a do 40% ili više u reviziji. Liječenje takvih infektivnih komplikacija dugotrajan je proces koji zahtijeva upotrebu skupih lijekova i materijala. Nekada se smatralo apsolutno neprihvatljivim ugraditi endoprotezu u područje zahvaćeno infekcijom. Međutim, razvoj razumijevanja patofiziologije infekcije povezane s implantatima, kao i napredak u kirurškoj tehnici, omogućili su uspješnu endoprotetiku čak i u tim uvjetima.

Većina kirurga slaže se da su uklanjanje endoprotetskih komponenti i pažljiva kirurška obrada rane važna početna faza liječenja pacijenta. Međutim, još uvijek ne postoji konsenzus o metodama koje mogu vratiti funkcionalno stanje zgloba bez boli i uz minimalan rizik od ponovne infekcije.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Faze formiranja biofilma

Faza 1. Reverzibilno pričvršćivanje na površinu. Najčešće mikroorganizmi postoje kao slobodno plutajuće mase ili pojedinačne (npr. planktonske) kolonije. Međutim, u normalnim uvjetima većina mikroorganizama teži pričvršćivanju na površinu i, u konačnici, stvara biofilm.

Faza 2. Trajno prianjanje na površinu. Kako se bakterije množe, one se čvršće prianjaju na površinu, diferenciraju i izmjenjuju gene, što osigurava njihov opstanak.

Korak 3: Stvaranje zaštitne matrice/biofilma sluzi. Nakon što se čvrsto pričvrste, bakterije počinju stvarati egzopolisaharidnu okolnu matricu poznatu kao izvanstanična polimerna tvar. To je EPS matrica. Male kolonije bakterija zatim tvore početni biofilm. Sastav EPS matrice varira ovisno o specifičnim prisutnim mikroorganizmima, ali općenito uključuje polisaharide, proteine, glikolipide i bakterijsku DNA. Različiti proteini i enzimi pomažu biofilmu da se čvršće prilijepi za ranu. Potpuno formirani (zreli) biofilmovi kontinuirano odbacuju planktonske bakterije, mikrokolonije i fragmente, koji se mogu raspršiti i prilijepiti za druge dijelove rane ili za druge površine rane kako bi formirali nove kolonije biofilma.

Koliko brzo se formira biofilm?

Eksperimentalne laboratorijske studije pokazale su da planktonske bakterije, poput stafilokoka, streptokoka, pseudomonasa i E. coli, obično:

1. pridružite se jedni drugima u roku od nekoliko minuta;
2. formiraju čvrsto pričvršćene mikrokolonije unutar 2-4 sata;
3. proizvode izvanstanične polisaharide i postaju znatno tolerantniji na biocide, poput antibiotika, antiseptika i dezinficijensa, unutar 6-12 sati;
4. uključene su u punopravne kolonije biofilma, koje su vrlo otporne na biocide i gube planktonske bakterije unutar 2-4 dana, ovisno o vrsti bakterija i uvjetima rasta;
5. brzo se oporavljaju od mehaničkog uništenja i ponovno formiraju zreli biofilm unutar 24 sata. Ove činjenice upućuju na to da nekoliko uzastopnih čišćenja rane može osigurati kratko vremensko razdoblje, na primjer, manje od 24 sata, tijekom kojeg je antimikrobni tretman najučinkovitiji i protiv planktonskih mikroorganizama i protiv stanica patogena unutar biofilma u rani.

Možete li vidjeti mikrobni biofilm?

Biofilmovi su mikroskopske strukture. Međutim, u nekim situacijama, kada im se dopusti da nekontrolirano rastu dulje vrijeme, postaju toliko gusti da se mogu vidjeti golim okom. Na primjer, zubni plak može se nakupiti i postati jasno vidljiv unutar jednog dana. Neke bakterije u fenotipu proizvode pigmente koji mogu olakšati vizualno otkrivanje cijelog biofilma. Na primjer, P. aeruginosa, koja je u fenotipu biofilma, proizvodi zeleni molekularni piocijanin u sustavu "quorum sensinga". Ali čak ni u ovom slučaju, zeleno bojenje rane ne ukazuje uvijek na prisutnost biofilma koji tvori Pseudomonas sp.

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

Mogu li se biofilmovi naći u krastama?

Krasta se opisuje kao debeli, žuti, relativno tamni sloj rane, dok biofilmovi pronađeni u ranama izgledaju želatinoznije i svjetlije. Međutim, može postojati veza između biofilmova i kraste. Biofilmovi potiču upalu, što povećava vaskularnu propusnost, stvaranje eksudata iz rane i stvaranje fibrinske kraste. Stoga, prisutnost kraste može ukazivati na prisutnost biofilma u rani. Međutim, takav odnos između kraste i biofilma u kroničnim ranama treba temeljitije proučiti.

Trenutno je najpouzdanija metoda za potvrdu prisutnosti mikrobnog biofilma specijalizirana mikroskopija, poput konfokalne laserske skenirajuće mikroskopije.

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

Klasifikacija

Korištenje učinkovite klasifikacije važno je za odabir racionalne metode liječenja i usporedbu njegovih rezultata. Unatoč raznolikosti predloženih klasifikacijskih sustava, ne postoji jedinstveni međunarodno prihvaćeni sustav za konstruiranje dijagnoze i naknadno liječenje paraendoprotetskih infekcija, tj. liječenje infektivnih komplikacija nakon endoprotetike nije standardizirano.

Najčešća klasifikacija duboke infekcije nakon totalne artroplastike kuka je prema MB Coventryju (1975.) - RH Fitzgeraldu (1977.). Glavni kriterij klasifikacije je vrijeme manifestacije infekcije (vremenski interval između operacije i prve manifestacije infektivnog procesa). Na temelju ovog kriterija, autori su predložili tri glavna klinička tipa duboke infekcije. Godine 1996. DT Tsukayama i suradnici nadopunili su ovu klasifikaciju tipom IV, definiranim kao pozitivna intraoperativna kultura. Ova vrsta paraendoprotetske infekcije znači asimptomatsku bakterijsku kolonizaciju površine endoproteze, koja se manifestira u obliku pozitivnih intraoperativnih kultura dvaju ili više uzoraka s izolacijom istog patogena. Pozitivne kulture 2-5 intraoperativnih uzoraka. Ovisno o vrsti infekcije, autori su preporučili određenu strategiju liječenja.

Klasifikacija duboke infekcije nakon totalne artroplastike kuka (Coventry-Fitzgerald-Tsukayama)

1. Akutna postoperativna infekcija - unutar prvog mjeseca
2. Kasna kronična infekcija - od jednog mjeseca
3. Akutna hematogena infekcija - do godinu dana
4. Pozitivna intraoperativna kultura - nakon godinu dana ili više

Dakle, kod infekcije tipa I, revizija s nekrektomijom, zamjenom polietilenske obloge i očuvanjem preostalih komponenti endoproteze smatra se opravdanom. Kod infekcije tipa II, tijekom revizije s obveznom nekrektomijom, potrebno je uklanjanje endoproteze, a kod pacijenata s paraendoprotetskom infekcijom tipa III moguć je pokušaj očuvanja endoproteze. Zauzvrat, kod dijagnosticiranja pozitivne intraoperativne kulture, liječenje može biti konzervativno - supresivna parenteralna antibiotska terapija tijekom šest tjedana.
Značajke patogeneze paraendoprotetske infekcije.

Paraendoprotetska infekcija je poseban slučaj infekcije povezane s implantatima i, bez obzira na putove prodiranja patogena, vrijeme razvoja i težinu kliničkih manifestacija, specifična je za endoprotetiku. U ovom slučaju, vodeću ulogu u razvoju infektivnog procesa imaju mikroorganizmi, njihova sposobnost kolonizacije biogenih i abiogenih površina.

Mikroorganizmi mogu postojati u nekoliko fenotipskih stanja: adherentno - biofilmski oblik bakterija (biofilm), slobodnoživuće - planktonski oblik (u otopini u suspendiranom stanju), latentno - spore. Osnova patogenosti mikroba koji uzrokuju paraendoprotetske infekcije je njihova sposobnost stvaranja posebnih biofilmova (biofilmova) na površinama implantata. Razumijevanje ove činjenice izuzetno je važno za određivanje racionalne taktike liječenja.

Bakterijska kolonizacija implantata može se postići putem dva alternativna mehanizma. Izravnom nespecifičnom interakcijom između bakterije i umjetne površine koja nije prekrivena proteinima domaćina zbog sila elektrostatskog polja, sila površinske napetosti, Vander-Wilsovih sila, hidrofobnosti i vodikovih veza (prvi mehanizam). Pokazalo se da postoji selektivno prianjanje mikroba na implantat ovisno o materijalu od kojeg je izrađen. Prianjanje sojeva St. epidermidis bolje se odvija na polimerne dijelove endoproteze, a sojeva St. aureus na metalne.

U drugom mehanizmu, materijal od kojeg je izrađen implantat obložen je proteinima "domaćina", koji djeluju kao receptori i ligandi koji vežu strano tijelo i mikroorganizam. Treba napomenuti da svi implantati prolaze kroz takozvane fiziološke promjene, koje rezultiraju time da se implantat gotovo trenutno oblaže proteinima plazme, prvenstveno albuminom.

[ 15 ], [ 16 ]

Kako biofilmovi ometaju proces zacjeljivanja rana?

Tijekom oslobađanja površine rane od biofilma, potonji stimulira kronični upalni odgovor. Ova reakcija rezultira pojavom velikog broja neutrofila i makrofaga koji okružuju biofilm. Ove upalne stanice proizvode veliki broj reaktivnih oksidanata i proteaza (matriksne metaloproteinaze i elastaze). Proteaze pomažu u prekidu pričvršćivanja biofilma na tkiva, uklanjajući ga iz rane. Međutim, ovi reaktivni oksidansi i proteaze također uništavaju zdrava i zacjeljujuća tkiva, proteine i imunološke stanice, što narušava kvalitetu liječenja.

Kronični upalni odgovor ne dovodi uvijek do uspješnog uklanjanja biofilma, a postavljena je hipoteza da je takav odgovor „koristan“ za biofilm. Izazivanjem neučinkovitog upalnog odgovora, biofilm štiti mikroorganizme koji ga tvore i povećava proizvodnju eksudata, koji je pak izvor prehrane i sredstvo održavanja biofilma.

Postoje li uvjeti koji potiču stvaranje biofilma u rani?

Nije poznato postoje li uvjeti koji pogoduju stvaranju biofilma u rani. Međutim, temeljna stanja koja slabe imunološki sustav ili smanjuju učinke antibiotika mogu pogodovati razvoju biofilma u ranama (npr. ishemija ili nekroza tkiva, loša prehrana).

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

Koji su principi upravljanja biofilmom?

Čak i ako postoji velika vjerojatnost da rana sadrži biofilm, ne postoji liječenje u jednom koraku. Optimalna može biti kombinirana strategija koja koristi elemente pripreme rane za uklanjanje mase biofilma i sprječavanje preoblikovanja biofilma. Ovaj pristup se ponekad naziva „njegom rana temeljenom na biofilmu“.

Kako mogu znati je li biofilm uklonjen?

Nedostatak jasnih simptoma i utvrđenih laboratorijskih metoda za identifikaciju mikrobnih zajednica otežava precizno određivanje trenutka kada je rana oslobođena biofilma. Najindikativnije je progresivno zacjeljivanje rana, karakterizirano smanjenjem lučenja eksudata i ljuštenjem kraste. Dok se ne razviju konačne smjernice, kliničari će morati donositi odluke o tome kako liječiti rane zahvaćene biofilmom od slučaja do slučaja. Na primjer, kada je liječenje uspješno, možda će biti potrebno promijeniti metodu ili učestalost njege rane ili razmotriti potrebu za lokalnim antimikrobnim sredstvima. Dodatne mjere za poticanje zacjeljivanja rana treba razmotriti u kontekstu zdravstvenog stanja pacijenta i trebale bi biti usmjerene na podršku imunološkom sustavu. Dakle, biofilmovi utječu na tijek kroničnih upalnih bolesti, a nedavni podaci sugeriraju da oni također igraju značajnu ulogu u narušavanju procesa zacjeljivanja kroničnih rana. Biofilmovi imaju visoku razinu tolerancije na antitijela, antibiotike, antiseptike, dezinficijense i fagocite. Trenutni tretmani rana biofilmovima uključuju obvezno često čišćenje rana u kombinaciji s upotrebom zavoja za rane i antimikrobnih sredstava kako bi se spriječila ponovna infekcija rane i inhibiralo ponovno stvaranje biofilma.

Prilikom razmatranja etiopatogeneze infekcije rane, treba uzeti u obzir da se svako lokalno infektivno žarište s mikrobiološkog stajališta treba smatrati patološkom biocenozom. To znači da je svaki mikrobiot smješten u danom žarištu sposoban aktivno sudjelovati u infektivnom procesu samo u mjeri u kojoj pronalazi optimalne uvjete za postojanje i manifestaciju svih vegetativnih funkcija, uključujući maksimalnu realizaciju svoje patogenosti za organizam domaćina. Prepoznavanje ovog stava, pak, služi kao osnova za naknadne zaključke. Ako je početna patogenost patogena dovoljno visoka, a prirodni mehanizmi antiinfektivne obrane domaćina nedovoljni ili oslabljeni nekim pozadinskim patološkim procesom, tada formiranje patološkog biotopa može biti posljedica postupnog razvoja samog infektivnog procesa.

Kandidat medicinskih znanosti Garifullov Gamil Gakilievich. Neki aspekti razvoja infektivnih komplikacija tijekom artroplastike // Praktična medicina. 8 (64) prosinac 2012. / Svezak 1