Osteomijelitis

Termin "osteomijelitis" predložen je za označavanje upale kosti i koštane srži (od grčkog "osteomielitis" znači upala koštane srži). Trenutno se ovaj termin shvaća kao infektivna i upalna lezija koštanog tkiva (osteitis), koštane srži (mijelitis), periosta (periostitis) i okolnih mekih tkiva. Osteomijelitis se također definira kao infekcija u kosti.

Osteomijelitis je lokalni upalni proces koji se razvija kao odgovor na invaziju i proliferaciju mikrobnih tijela. Glavni okidač za hematogeni osteomijelitis je endogena invazija mikrobnih tijela u kanal koštane srži; kod egzogenog osteomijelitisa, mikrobna invazija nastaje kao posljedica traume kosti ili okolnog tkiva. Lokalizacija upale služi kao zaštitna reakcija tijela, sprječavajući razvoj sepse, što je moguće ako mehanizmi za ograničavanje gnojno-nekrotskog procesa postanu insolventni. To može biti posljedica visoke virulencije i patogenosti mikroorganizama, prostranosti lezije, trajanja upalnog procesa i slabljenja zaštitnih sila makroorganizma.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Epidemiologija

Unatoč stalnom napretku u razumijevanju patogeneze infekcija kostiju i zglobova te uvođenju suvremenih dijagnostičkih i terapijskih metoda, broj takvih pacijenata nije pokazao trend smanjenja u posljednjih 30 godina.

Akutni hematogeni osteomijelitis javlja se u 2 od 10 000 djece, kronični osteomijelitis - u 2 od 10 000 osoba, a kosti donjih udova zahvaćene su u 90% slučajeva. Tibija čini 50%, femur - 30%, fibula - 12%, humerus - 3%, ulna - 3% i radius - 2% lezija dugih kostiju. Trenutno se u epidemiologiji osteomijelitisa dugih kostiju uočava nekoliko trendova. Došlo je do promjena u strukturi hematogenog osteomijelitisa. U vodećim industrijskim zemljama primjećuje se smanjenje incidencije akutnog hematogenog osteomijelitisa dugih kostiju u djece (2,9 novih slučajeva na 100 000 stanovnika godišnje) i Staphylococcus aureusa kao glavnog uzročnika bolesti - s 55 na 31%. U zemljama s razvijenom infrastrukturom ove su bolesti postale prilično rijetke.

Posljednjih godina došlo je do porasta broja pacijenata s posttraumatskim osteomijelitisom. To je prvenstveno zbog porasta traume, posebno kao posljedice prometnih nesreća, promjena u mikroflori koje mogu uzrokovati gnojenje i poremećaja ljudskog imunološkog sustava. Razvoj infekcije kostiju olakšavaju dijabetes melitus, obliterirajuće vaskularne bolesti, tumori, alkoholizam i pušenje. Kod odraslih, glavni uzrok osteomijelitisa su prijelomi dugih kostiju. Razvoj ovog patološkog stanja ovisi o mnogim čimbenicima, prvenstveno o mjestu i opsegu oštećenja kostiju i mekih tkiva, oštećenoj opskrbi krvlju i inervaciji, pravovremenosti i kvaliteti primarnog kirurškog liječenja, metodi antibiotske profilakse, izboru metode osteosinteze i plastičnom zatvaranju rane. U tom smislu, incidencija osteomijelitisa uvelike varira - od 0,5-2% kod kirurškog liječenja zatvorenih prijeloma i ozljeda gornjih ekstremiteta do 50% i više kod otvorenih prijeloma potkoljenice i bedra s opsežnim oštećenjem mekih tkiva.

U suvremenim uvjetima, uloga gnojnih komplikacija, uključujući osteomijelitis, nakon prostrijelnih rana ekstremiteta se povećala, a glavni uzroci su težina ozljeda kostiju i zglobova, kao i nedostaci u liječenju učinjeni u fazama medicinske evakuacije. Prema iskustvu poslijeratnih oružanih sukoba, učestalost prostrijelnog osteomijelitisa je najmanje 9-20%.

Različite vrste unutarnje metalne osteosinteze postale su raširene u liječenju prijeloma diljem svijeta. Neopravdano širenje indikacija za kirurške metode kod teških prijeloma s opsežnim oštećenjem mekih tkiva, nepoštivanje vremena i tehnike izvođenja operacija, nepravilan izbor kirurškog pomagala i metalne konstrukcije dovode do teške gnojne upale kostiju i zglobova. Gnojenje oko žbica i šipki, kao i "žbičasti" osteomijelitis ostaju najčešće komplikacije tijekom osteosinteze vanjskim fiksatorima. Godišnje se diljem svijeta izvede oko milijun operacija zamjene koljena i kuka. Stoga osteomijelitis koji se javlja nakon endoprotetike postaje veliki problem, posebno u razvijenim zemljama.

[ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Uzroci osteomijelitis

Godine 1880. Louis Pasteur prvi je izolirao mikrobe iz gnoja pacijenta s osteomijelitisom i nazvao ih stafilokokima. Kasnije je utvrđeno da bilo koji piogeni mikrobi mogu uzrokovati osteomijelitis, a klinička i morfološka slika bolesti mogu ovisiti o njihovom vrstnom sastavu. Trenutno je uzročnik akutnog hematogenog osteomijelitisa dugih kostiju kod djece uglavnom monoflora (do 95%). To je, u pravilu, Staphylococcus aureus, izoliran u 50-90% slučajeva. Ovaj mikroorganizam ostaje vodeći uzročnik u svim slučajevima osteomijelitisa zbog svog osteohondrotropizma i visoke prilagodljivosti, što dovodi do razvoja velikog broja različitih virulentnih sojeva otpornih na antibiotike i, u konačnici, do smanjenja učinkovitosti konzervativnog liječenja.

Kod djece mlađe od godinu dana iz kostiju i krvi najčešće se izoliraju Streptococcus agalactiae i Escherichia coli, dok se kod djece starije od godinu dana izoliraju Streptococcus pyogenes i Haemophilus influenzae. Učestalost izolacije H. influenzae smanjuje se kod djece starije od četiri godine, što je također povezano s primjenom novog cjepiva protiv ovog uzročnika.

U bolesnika s akutnim posttraumatskim osteomijelitisom, koji se javlja kod otvorenih prijeloma s opsežnim oštećenjem mekih tkiva, kultiviraju se miješane aerobno-anaerobne asocijacije s prevlasti gram-negativnih mikroorganizama, uglavnom Pseudomonas aeruginosa. Mikrobna kontaminacija u leziji, u pravilu, iznosi 106-108 mikrobnih tijela u 1 g koštanog tkiva.

U kroničnom osteomijelitisu vodeću etiološku ulogu imaju gram-pozitivne koke roda Staphylococcus, s prevladavajućim Staphylococcus aureusom, čija učestalost sijanja ovisi o stadiju procesa i kreće se od 60 do 85%. U kroničnim upalnim procesima stafilokoki mogu biti prisutni u monokulturama ili kao dio aerobno-anaerobnih asocijacija. Stafilokoke zamjenjuju gram-negativne i anaerobne bakterije, koje karakterizira veća otpornost na široko rasprostranjene antibakterijske lijekove od gram-pozitivnih bakterija.

Patogeneza

Osteomijelitis može biti uzrokovan hematogenim širenjem infekcije, izravnim prodiranjem mikroorganizama u kost ili iz susjednog, vanjskog žarišta infekcije. Kod posttraumatskog osteomijelitisa, izravni prodor mikrobne flore nastaje zbog oštećenja tkiva i poremećaja opskrbe krvlju. Razvoj ovog oblika osteomijelitisa izravno ovisi o invaziji mikroorganizama, njihovoj količini, vrsti, virulenciji i stupnju oštećenja mekih tkiva. Nakon štetnih učinaka na zaštitne i adaptivne reakcije tijela različitih fizičkih, bioloških čimbenika i popratnih bolesti, smanjuje se njegova sposobnost da pokaže učinkovit odgovor za suzbijanje infekcije, što može doprinijeti razvoju početne faze bolesti.

Duboka, dugotrajna infekcija kosti održava se prisutnošću devaskulariziranog korteksa okruženog bakterijama. Djeluje kao strano tijelo, što je glavni uzrok osteomijelitisa kod većine otvorenih prijeloma. Posttraumatski osteomijelitis, osim uobičajenih patogenih mikroorganizama, mogu uzrokovati i nepatogeni stafilokok i anaerobni kokci. U trenutku ozljede ulaze u devitalizirana područja korteksa i ovdje, u anaerobnim uvjetima, potiču sekvestraciju i razvoj osteomijelitisa. Takva infekcija kosti često se razvija nakon otvorenih prijeloma.

Brojni sistemski i lokalni čimbenici utječu na imunološki odgovor, metabolizam i lokalnu opskrbu krvlju tijekom razvoja osteomijelitisa. Sistemski čimbenici uključuju lošu prehranu, oštećenu funkciju bubrega i jetre, dijabetes melitus, kroničnu hipoksiju, imunološke bolesti, maligne bolesti, stariju i senilnu dob, imunosupresiju i imunodeficijenciju, splenektomiju, virusnu infekciju, alkoholizam i pušenje. Lokalni čimbenici poput kroničnog limfedema, venske staze, vaskularnih lezija, arteritisa, teških ožiljnih promjena, fibroze, patologije malih krvnih žila i neuropatije također doprinose razvoju infekcije.

Akutni osteomijelitis karakterizira se kao gnojna infekcija praćena edemom, vaskularnom stazom i trombozom malih krvnih žila. U akutnom razdoblju bolesti, zbog lokalne upale, poremećena je intraosealna i periostalna opskrba krvlju, stvaraju se veliki fragmenti mrtve kosti (sekvesteri). Postojanje zaraženih, neživotnih tkiva i neučinkovit odgovor makroorganizma, kao i neadekvatno liječenje, dovode do kroničnosti bolesti. Kako gnojni proces prelazi u kronični stadij, dolazi do postupne promjene mikrobnog krajolika. Dominantnu ulogu počinju igrati sojevi Staphylococcus epidermidis i Staphylococcus aureus niske virulencije.

Nekroza koštanog tkiva važno je obilježje akutnog posttraumatskog osteomijelitisa. Mrtva kost se polako resorbira enzimima granulacijskog tkiva. Resorpcija se najbrže i najranije događa na spoju žive i nekrotične kosti. Mrtva spužvasta kost kod lokaliziranog osteomijelitisa se polako resorbira. Mrtvo područje kortikalnog dijela kosti postupno se odvaja od žive kosti, tvoreći sekvestrum. Organski elementi u mrtvoj kosti uglavnom se uništavaju proteolitičkim enzimima koje proizvode makrofagi ili polimorfonuklearni leukociti. Zbog smanjene opskrbe krvlju, mrtva kost vizualno izgleda svjetlija od žive kosti. Mala područja neživotne spužvaste kosti resorbira se unutar 2-3 tjedna; sekvestracija kortikalnog dijela može trajati mjesecima.

Morfološke značajke kroničnog osteomijelitisa su prisutnost nekroze kosti, stvaranje nove kosti i eksudacija polimorfonuklearnih leukocita, kojima se dodaje veliki broj limfocita, histiocita, a ponekad i plazma stanica. Prisutnost mrtve kosti često uzrokuje stvaranje fistula, kroz koje gnoj ulazi u okolna meka tkiva i na kraju izlazi na površinu kože, stvarajući kroničnu fistulu. Gustoća i debljina novostvorene kosti mogu se postupno povećavati, formirajući dio ili cijelu novu dijafizu pod relativno povoljnim uvjetima. Dva paralelna procesa razvijaju se tijekom mnogo tjedana ili mjeseci, ovisno o opsegu nekroze te stupnju i trajanju infekcije. Endostalni koštani izraslini mogu zakloniti medularni kanal.

Nakon uklanjanja sekvestra, preostala šupljina može se ispuniti novom kosti. To se događa osobito često kod djece. Posttraumatski, sekundarni osteomijelitis razvija se kao posljedica oštećenja tkiva uzrokovanog traumom, s jedne strane, te invazijom i razvojem mikroorganizama, s druge strane. Nedostatak dovoljne stabilizacije oštećene kosti dovodi do razvoja i širenja gnojne infekcije, stvaranja sekundarne nekroze i sekvestra.

Većina autora smatra da je preporučljivo liječiti opsežne rane kod pacijenata s otvorenim prijelomima bez ranog zatvaranja površine rane, što stvara problem suzbijanja akutne gnojne infekcije. Dugotrajno otvoreno liječenje takvih rana prepuno je stvarne prijetnje osteomijelitisom. Stoga treba uzeti u obzir glavne uzroke posttraumatskog osteomijelitisa kod pacijenata s otvorenim prijelomima:

• nepravovremeno i neadekvatno kirurško liječenje lezije;
• neadekvatna, pogrešno odabrana metoda fiksacije;
• dugotrajna, opsežna rana;
• netočna procjena stupnja oštećenja mekog tkiva;
• nedovoljno postoperativno praćenje.

Od velike važnosti za prevenciju osteomijelitisa kod otvorenih prijeloma je pravovremeno uklanjanje eksudata rane tijekom procesa privremenog i konačnog zatvaranja površine rane. Nakupljanje eksudata rane također je jedan od razloga za razvoj sekundarne nekroze.

Analiza uzroka razvoja posttraumatskog osteomijelitisa potvrđuje činjenicu da čimbenici koji utječu na učestalost gnojnih komplikacija kod otvorenih prijeloma i razvoj osteomijelitisa uključuju imerzijsku metalnu osteosintezu. Poznato je da njezina primjena kod otvorenih prijeloma s masivnim oštećenjem mekih tkiva, posebno u potkoljenici, dramatično povećava rizik od infekcije. Ovaj obrazac posebno je jasno vidljiv kod prijeloma nanesenih vatrenim oružjem, što je odredilo mišljenje brojnih stručnjaka o potrebi zabrane upotrebe imerzijske osteosinteze kod ove vrste ozljeda.

Unatoč činjenici da se legure korištene za izradu fiksatora smatraju imunološki inertnim, ponekad moramo primijetiti slučajeve "netolerancije" na metal. U težim slučajevima, rezultat takve reakcije je klinička slika akutne upale s stvaranjem fistula i sekundarnom infekcijom. Ovaj proces temelji se na stvaranju haptena - tvari koje nastaju kao rezultat biotransformacije metala i vezanja njegovih molekula s proteinima, što stvara preduvjete za senzibilizaciju. Okidač za ovaj proces je površinsko uništavanje implantata kao rezultat oksidacije peroksidnim spojevima, fagocitoze ili mehaničkog uništavanja (u slučaju poremećaja stabilnosti koštanih fragmenata ili trenja elemenata fiksatora jednih s drugima). Senzibilizacija na metal može postojati u početku ili se razviti kao rezultat uranjanja u metalnu osteosintezu.

Nova faza u produbljivanju znanja o osteomijelitisu povezana je s proučavanjem njegove patogeneze na različitim razinama organizacije: submolekularnoj, molekularnoj, staničnoj i organskoj. Proučavanje glavnih uzročnika osteomijelitisa, poput Staphylococcus aureusa, omogućilo je identifikaciju izvanstaničnih i unutarstaničnih mikrobnih mehanizama agresije i invazije, uz pomoć kojih bakterije uzrokuju i održavaju infekciju, izravno oštećuju stanice koštanog tkiva, narušavaju zaštitni imunološki odgovor tijela i smanjuju učinkovitost antibiotika. Posljednjih godina aktivno se proučava uloga citokina, jednog od regulatora stanične i humoralne imunosti. Pokazana je i nova, prethodno nepoznata uloga stanica koje proizvode kost - osteoblasta, sposobnih izazvati antigen-specifičnu aktivaciju imunoloških stanica i upalnih medijatora kao odgovor na unutarstaničnu invaziju mikroorganizama u koštano tkivo. Istodobno, treba napomenuti da u patogenezi osteomijelitisa nije sve u potpunosti jasno, s obzirom na širok raspon njegovih manifestacija. Mnogi predloženi patogenetski mehanizmi nalaze se na hipotetskoj razini.

Simptomi osteomijelitis

Detaljna anamneza često je dovoljna za dijagnosticiranje osteomijelitisa. Djeca s hematogenim osteomijelitisom mogu imati akutne znakove infekcije, uključujući vrućicu, razdražljivost, umor, slabost i lokalne znakove upale. Međutim, čest je i atipičan tijek. Kod djece s hematogenim osteomijelitisom, meka tkiva koja okružuju zahvaćenu kost mogu lokalizirati infekciju. Zglob obično nije zahvaćen infekcijom. Kod odraslih s hematogenim osteomijelitisom obično se nalaze nejasni znakovi, uključujući dugotrajnu bol i blago povišenu temperaturu. Mogu se javiti i visoka temperatura, zimica, oteklina i hiperemija iznad zahvaćene kosti. Kod kontaktnog osteomijelitisa često se javlja lokalizirana bol u kostima i zglobovima, hiperemija, oteklina i eksudacija oko mjesta ozljede. Znakovi teške sistemske upalne reakcije, poput vrućice, zimice i večernjeg znojenja, mogu biti prisutni u akutnoj fazi osteomijelitisa, ali se ne opažaju u kroničnoj fazi. I hematogeni i kontaktni osteomijelitis mogu napredovati u kronični stadij. Kronični stadij karakteriziraju uporna bol, eksudacija i blago povišena temperatura. Fistulni putevi se često nalaze u blizini mjesta infekcije. Ako se fistulni put zatvori, pacijent može razviti apsces ili akutnu diseminiranu infekciju mekog tkiva.

Obrasci

Prema kliničkom tijeku i trajanju bolesti, osteomijelitis se tradicionalno dijeli na akutni i kronični. Prema patogenetskom principu, osteomijelitis se dijeli na hematogeni i posttraumatski, koji se može razviti kao posljedica mehaničke, kirurške, strijelaste ozljede i koštanog tkiva i okolnih mekih tkiva. Hematogeni osteomijelitis može se manifestirati kao primarno kronični tijek (Brodijev apsces, Garreov sklerozirajući osteomijelitis, Ollier-ov albuminozni osteomijelitis).

Klinička i anatomska klasifikacija osteomijelitisa dugih kostiju u odraslih koju je usvojio Medicinski odjel Sveučilišta u Teksasu - Czerny-Maderova klasifikacija - čini se prikladnom za praktičnu upotrebu. Klasifikacija se temelji na dva načela: strukturi oštećenja kostiju i stanju pacijenta. Prema ovoj klasifikaciji, strukturno oštećenje kostiju uvjetno se dijeli na četiri vrste:

• Tip I (medularni osteomijelitis) - oštećenje velikog područja struktura šupljine koštane srži duge kosti kod hematogenog osteomijelitisa i kod gnojenja nakon intramedularne osteosinteze;
• Tip II (površinski osteomijelitis) - oštećenje samo kortikalnog dijela kosti, što se obično javlja izravnom infekcijom kosti ili iz susjednog izvora infekcije u mekim tkivima; septički zglob se također klasificira kao površinski osteomijelitis (osteohondritis);
• Tip III (fokalni osteomijelitis) - oštećenje kortikalnog dijela kosti i struktura kanala koštane srži. Međutim, kod ove vrste oštećenja kost je i dalje stabilna, jer se infektivni proces ne širi na cijeli promjer kosti;
• Tip IV (difuzni osteomijelitis) - oštećenje cijelog promjera kosti s gubitkom stabilnosti; primjer bi bila inficirana pseudoartroza, osteomijelitis nakon otvorenog usitnjenog prijeloma.

[ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]