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【关节感染】活动型占位器治疗膝关节慢性假体周围感染的疗效分析

 Zhaojunchao404 2021-12-21

作者:吴百健、黄子达、王度、方心俞、张超凡、李文波、张文明
来源:中华创伤骨科杂志, 2021,23(5)

摘要

目的

探讨活动型膝关节占位器治疗膝关节慢性假体周围感染(PJI)的临床疗效。

方法

本研究纳入2014年1月至2020年1月间因膝关节慢性PJI于福建医科大学附属第一医院关节外科行二期翻修治疗的38例患者进行回顾性分析。男8例,女30例;年龄37~84岁,平均66.2岁。所有患者均为单侧发病,左侧19例,右侧19例。根据第一阶段清创手术使用活动型占位器不同分为3组:金属-聚乙烯组(10例),金属-骨水泥组(15例)和骨水泥组(13例)。待感染控制后行第二阶段翻修手术时对取出的占位器进行超声裂解处理及微生物培养。术后定期随访感染控制、关节活动度(ROM)、膝关节协会(KSS)临床评分和功能评分及并发症发生情况。

结果

38例患者术后获13~75个月(平均30.8个月)随访。所有患者均接受了第一阶段占位器植入手术,37例感染得到控制,感染控制率为97.4%(37/38)。金属-聚乙烯组、金属-骨水泥组和骨水泥组第一阶段术后ROM分别为95.0°±11.3°、92.9°±8.3°、75.5°±11.9°,KSS临床评分分别为(79.4±6.1)、(77.3±4.0)、(73.0±7.2)分,KSS功能评分分别为(67.5±11.8)、(69.0±10.4)、(60.8±11.0)分。以上项目各组组内术后均较术前显著改善,差异有统计学意义(P<0.05)。金属-聚乙烯组和金属-骨水泥组患者的ROM均显著优于骨水泥组患者,差异有统计学意义(P<0.05)。共32例患者完成第二阶段翻修手术,金属-聚乙烯组(7例)、金属-骨水泥组(12例)、骨水泥组(13例)第二阶段术后ROM分别为104.6°±9.8°、98.5°±8.7°、86.1°±8.9°,KSS临床评分分别为(85.3±4.6)、(82.7±4.3)、(78.0±4.8)分,KSS功能评分分别为(78.6±6.9)、(77.3±8.2)、(69.5±8.3)分,以上项目均较第一阶段术后显著改善,差异有统计学意义(P<0.05)。术后占位器的超声裂解液培养结果均为阴性。

结论

活动型占位器能够有效控制膝关节PJI,并改善翻修间隔期及翻修后的膝关节功能,同时'金属'型占位器较传统骨水泥占位器可使患者拥有更好的关节活动度。

讨论

目前,对于慢性膝关节PJI患者,二期翻修术是治疗该疾病的公认标准程序[18]。手术过程中,使用含抗生素的骨水泥占位器可增强局部抗菌作用,提高感染控制率[19]。临床常用的占位器主要分为静态型占位器和活动型占位器。Cohen等[20]首先报道使用静态型占位器治疗膝关节PJI并取得良好的临床疗效,但也同时报道了静态型占位器可造成软组织挛缩、骨缺损、瘢痕形成等缺点。Voleti等[21]和Pivec等[22]的研究表明,活动型占位器较静止型占位器有更好的关节活动度,而静态型占位器更适用于关节周围韧带稳定性差、伸膝装置严重受损,感染假体取出后导致局部大量的骨丢失,或者关节周围皮肤、软组织条件较差的患者。另外一项随机对照研究则报道了在软组织与残余骨量允许的情况下,活动型占位器可以获得更好的临床疗效[11]。一期植入活动型占位器可以在局部控制感染的同时,维持关节间隙并提供保持良好的活动,防止软组织挛缩及股四头肌萎缩,提高患者术后生活质量。Pietsch等[23]使用'金属-聚乙烯'占位器治疗感染膝关节,术后KSS临床评分和功能评分分别为(75.0±14.0)、(46.0±10.0)分,均较术前显著改善,差异有统计学意义(P<0.05)。本研究中,我们使用3种不同类型的活动型占位器治疗膝关节PJI,并鼓励患者术后主动锻炼膝关节屈伸及股四头肌肌力,允许其部分甚至完全负重。因此,各组患者第一阶段术后ROM较术前显著改善,差异有统计学意义(P< 0.05),该结果与文献的报道结果相似[23]。同时,术后KSS评分也较术前更高,差异有统计学意义(P< 0.05),证实了活动型占位器能够改善翻修间隔期内感染膝关节的功能,提高生活质量。值得一提的是,金属-聚乙烯组与金属-骨水泥组患者术后ROM均较骨水泥组患者更大,但金属组之间无显著差异,差异无统计学意义(P>0.05)。我们认为金属股骨髁的应用可以改良占位器的界面,其与聚乙烯垫片或骨水泥的组合较'骨水泥-骨水泥'界面更加光滑,更有利于关节的屈伸。尽管金属组KSS评分均高于骨水泥组,但仅有金属-聚乙烯组术后KSS临床评分方面较骨水泥有显著差异,这或许是样本量太小所致,因为一项纳入1016例活动型占位器的Meta分析显示,第一阶段翻修后'金属-聚乙烯'型占位器比'骨水泥'型占位器拥有更好的ROM,差异有统计学意义(P< 0.05),但在KSS评分方面,组间无显著差异(P> 0.05)[24],与我们的结果相似。通过术后积极且规范化的功能及肌力训练,不论使用何种类型的活动型占位器,均能使患者获得较好的关节功能。

移除假体、彻底清除感染的骨及软组织是第一阶段清创手术的重要步骤,然而清创后的膝关节常存在不同程度的骨缺损。为填补这些骨缺损,我们在术中根据缺损的部位及大小自制骨水泥填充块,并使用另一批骨水泥紧密粘合假体与填充块,在维持原有关节间隙,改善占位器及关节稳定性。随后,在骨水泥处于面团期时植入膝关节,用于粘合骨床与占位器。相比于拉丝期骨水泥,面团期骨水泥可更少地渗入骨陷窝,使二期翻修时占位器能够轻松取出。

本研究中共计32例患者完成了第二阶段翻修手术,仍有6例患者没有再次手术。由于目前尚无确切的证据来确定假体再植的最佳时机,我们倾向于依据患者的综合情况及个人意愿设计个体化假体植入时机。部分感染控制的患者在植入占位器后疼痛解除,膝关节功能较前明显好转,则可以选择保留占位器,无需再次手术。Lyons等[6]使用'金属-聚乙烯'占位器治疗膝关节PJI并长期保留占位器仍可以获得良好的临床结局。本研究中3组患者在感染控制的前提下均可以选择再次手术或长期保留占位器。目前金属-聚乙烯组和金属-骨水泥组中共有5例患者选择长期保留占位器;而骨水泥组中1例患者在保留'骨水泥'型占位器3年后,因为占位器磨损、移位而被迫接受二阶段再植手术。对于家庭经济困难或患有多种并存疾病,如心力衰竭、糖尿病等或局部皮肤、软组织条件较差的患者[25],保留良好功能的占位器或许是比较好的选择,并且即使未来出现占位器功能减弱、假体移位等相关并发症,我们依然可以通过既定的程序进行处理。

对于已完成二期翻修的患者,第二阶段术后ROM、KSS评分均较第一阶段术后显著改善,差异均有统计学意义(P<0.05),与Pietsch等[23]的研究结果相似。Roof等[26]在一项多中心回顾性研究中认为'金属-聚乙烯'型占位器在第二阶段手术时可以改善关节功能,更易于假体再植,是一种优于'骨水泥'型占位器的治疗手段。然而值得注意的是,尽管本研究3组患者经过系统化的二期翻修方案治疗均取得较好的临床结果,但我们认为无法将对其进行组间比较,因为随访周期及二阶段术中植入假体类型的不同,无法评价活动型占位器的类型是否对二阶段术后膝关节功能恢复存在差异。

感染控制是二期翻修方案中最重要的临床结果。我们的患者经过标准化的疗程获得了良好的临床疗效,感染控制率为97.4%(37/38),结果与Lee和Choi[7]研究结果相似。1例失败案例来自金属-骨水泥组,此患者在第一次占位器植入术后10个月,因为再次感染而重新手术并更换了占位器。尽管两次微生物培养结果均是MRSA,但们更倾向于这是一次新发的膝关节PJI,因为两次的药物敏感实验结果并不完全相同。第二次手术时,我们对感染膝关节再次清创并使用'金属-聚乙烯'占位器代替了原有的'金属-骨水泥'占位器。在后续的门诊随访中,没有出现感染的复发或新发。我们目前的研究表明,感染的控制与占位器的材质无关,各组的感染控制情况无显著差异,差异无统计学意义(P>0.05)。同样,在Spivey等[24]的大样本Meta分析中,各组的感染控制率也无显著差异。尽管有文献报道认为生物惰性材料(金属和塑料材料)表面更容易形成生物膜,引起占位器植入术后再次感染。本研究第二阶段术中对取出的占位器进行超声裂解和微生物培养检测,且超声裂解液与其他标本的培养结果全为阴性,取得了令人鼓舞的结果。初步结果表明,活动型占位器的材质不会影响感染的控制,而彻底的清创,抗生素的规范使用,病原学诊断指导后续治疗是控制感染的关键。然而微生物培养作为诊断感染的'金标准',但由于培养方法敏感性不高,生物膜的存在与抗生素的使用往往导致微生物培养结果假阴性[27,28],所以需要更多的检查手段,如二代测序(metagenomic next-generation sequencing,mNGS)、宽范围聚合酶链式反应(broad-range polymerase chain reaction,BR-PCR)协助评估[29],这有待进一步研究。

Voleti等[21]的Meta分析提到活动型占位器仅有3%的假体相关并发症发生率,与我们的结果类似(2.6%,1/38),考虑到占位器相关并发症的少见,本研究病例数不足以证明这些并发症发生率之间存在差异。文献指出,机械性并发症常与大剂量抗生素骨水泥占位器有关[30]。因此,在制作抗生素骨水泥的过程中,需要通过规范化的操作在确保足够广泛抗菌谱的同时,尽量不影响水泥强度。幸运的是,本研究无一例患者因为短期内出现假体相关并发症而再次手术。

本研究的局限性:首先,本研究为回顾性研究,有限的样本量和较短的随访周期可能会影响占位器相关并发症的统计,如占位器磨损、移位等大多数发生在间隔期晚期[11]。此外,有文献报道,在部分膝关节置换的患者中,有部分患者出现了异响,甚至影响日常生活,降低治疗满意度[31]。尽管在随访过程中有2例患者听到膝关节异响,但进行相关的进一步检查和处理,仅告知患者定期随访。因此,在未来的随访过程中应继续关注患者的相关症状,尤其对于长期植入占位器的患者,骨水泥或聚乙烯垫片的磨损或许是出现膝关节异响的诱因之一。第三,使用全新假体及垫片会增加医疗费用,这可能提升患者的治疗期望。基于以上考虑,本研究中'金属-聚乙烯'活动型占位器的使用是在充分告知患者不同方案利弊,获取知情同意后实施。因此,有必要设计一个标准化的前瞻性随机方案来更加深入地分析不同占位器之间的临床结局、关节功能及经济效益。

通过本研究,我们认为通过标准化的治疗策略和严格的抗生素应用,使用活动型占位器的二期翻修治疗方案可以有效控制感染并改善翻修间隔期及翻修后的膝关节功能。'金属'型占位器较传统'骨水泥'型占位器拥有相似的感染控制率及更好的活动度。

参考文献 略

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