关节置换围手术期感染影响因素分析*

郑文丽杨玉妹狄建忠,2**

（1.上海市第六人民医院感染控制办公室，上海200233；2.西藏日喀则市人民医院院长办公室，西藏日喀则857000）

关节置换术是近半个世纪以来医学上最伟大的进步之一，它明显缓解患者痛苦并提高生活质量，我国每年实施近40万台，并以每年25%～30%的速度增长[1]。关节置换术后感染特别是假体周围感染（prosthetic joint infection，PJI）导致手术失败的主要原因，一项包含60 355例膝关节置换术后翻修的研究显示术后翻修的主要原因是感染（25.2%）[2]。尽管建立了预防感染的措施，研究显示仍有很多风险因素导致患者关节置换术后感染，例如手术时机选择、手术室环境和植入物选择等，目前PJI发生率1%～2.5%[3]。必须充分理解并识别关节置换术后感染的风险因素以制定有效干预措施来优化患者的风险，减少术后感染。本文主要为关节置换术后感染相关风险因素和当前策略作一综述，为临床制定预防措施提供借鉴。

1 术前影响因素及评估优化

1.1 患者因素

营养状况影响机体免疫功能，导致愈合延迟，增加感染风险,一般通过前白蛋白＜15mg/dl（正常15～30mg/dl）、血清白蛋白水平＜3.4 g/dl（正常3.4～5.4 g/dl）或总淋巴细胞计数低于1200/μl（正常3900～10 000/μl）等指标进行筛查，并根据患者情况进行术前营养支持治疗[3,4]。肥胖认为是“矛盾营养不良”，也应该进行营养不良筛查，若体质指数（body mass index，BMI）大于40 kg/m2，建议推迟手术[5]。

吸烟长期以来被认为是影响关节置换术后感染的可改变危险因素，烟草中的尼古丁会引起血管收缩，导致组织缺氧、伤口愈合延迟和伤口感染倾向，建议吸烟患者术前戒烟4周以上[6,7]。

糖尿病患者关节置换术期间血糖水平的控制对降低围手术期并发症（如PJI）非常重要，通常认为糖化血红蛋白（glycosylated hemoglobin，HbA1c）水平大于7%会增加术后感染的风险，但最佳的血糖状态水平尚未确立[8,9]。

类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等自身免疫病患者服用的药物多具有免疫抑制、延缓伤口愈合和增加围手术期感染风险等作用，然而长时间停止服用可能会导致疾病的“爆发”，从而影响术后的康复和恢复，医师了解围手术期如何管理这些药物至关重要[10]。2017年美国风湿病学会和关节外科医师协会联合发布抗风湿药物围术期管理指南，建议非生物抗风湿药物在围手术期不需要停止服用，生物类制剂在术前应停止一个给药周期，术后伤口愈合后再次开始服用（通常术后14 d）。同样因影响患者免疫机能而增加感染风险的危险因素包括HIV感染和慢性肾衰竭，HIV感染者CD4计数＜200/mm3或病毒载量＞10 000拷贝/ml与并发症发生率升高有关，包括PJI，建议术前干预强化患者免疫系统，通常CD4计数＞400且病毒载量检测不到为最佳时机[11]；慢性肾衰竭患者存在的其他并发症以及在透析和移植相关疗法的免疫抑制性增加了感染的易感性[12]。

代谢综合征是由胰岛素抵抗引起一系列损害正常白细胞功能的病症组成，包含糖尿病、血脂异常、高血压和肥胖。Zmistowski等[13]研究认为是否控制代谢综合征症状对术后PJI风险增加差异有统计学意义，医师术前应充分考虑潜在感染风险，优化患者相关指标。

1.2 金黄色葡萄球菌筛选去定植

金黄色葡萄球菌是PJI分离常见病原菌，主要是甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌，近年来耐甲氧西林金黄色葡萄球菌呈上升趋势，患者术前鼻腔定植是明确的术后感染特别是PJI危险因素，85%患者假体感染分离出的菌群与鼻腔定植菌群一致，提示PJI主要为内源性感染[14,15]。Sporer等[14]和 Jeans等[16]临床研究发现关节置换术前实施鼻腔筛查去定植策略可以降低69%的术后感染，目前主要做法是术前2周进行鼻腔筛选，携带者术前5 d鼻腔给药2%莫匹罗星软膏，同时使用洗必泰沐浴（包括手术当天）。

关节置换术多数是择期手术，Moucha发现80%的关节置换术患者存在可改善的风险因素，包括营养不良、肥胖、贫血、糖尿病、自身免疫疾病和抑郁等，术前患者的优化可以减少感染，改善预后[11]。

2 术中预防

手术过程中维护手术室良好环境质量、采取措施减少手术环境和皮肤切口的菌落数、避免手术人员将细菌传播至环境及患者是最小化围手术期感染很好的临床实践。

2.1 手术室层流系统

近年来层流系统广泛应用于手术室，认为可以减少环境微生物对手术区域污染，降低手术相关感染。层流系统易受人员位置、气流方向等影响，手术人员的移动、手术室门开关都会降低层流效果，Panahi等[17]观察80例关节置换术，手术室门平均开关60次。Gastmeier等[18]和Hooper等[19]研究认为与非层流手术室相比，层流手术室不能降低关节置换术后PJI发生率。手术室环境中细菌主要来源是手术人员，若采用层流系统，应合理安排手术人员，并尽量减少人员移动。

2.2 预防性应用抗菌药物

围手术期预防性应用抗菌药物可有效降低关节置换术后感染。一/二代头孢类抗菌药物因对常见病原体有效且有良好生物利用度和成本效益而作为首选常规用药；耐甲氧西林金黄色葡萄球菌携带者可考虑克林霉素/万古霉素，尽量避免不必要的应用引起细菌耐药。预防性抗菌药物剂量根据患者体质指数计算，给药时间考虑药物半衰期，建议在术前1 h内预防性滴注抗生素，24 h内中止用药，延长用药时间不能预防感染[20]。

2.3 抗生素骨水泥（antibiotic-laden bone cement，ALBC）

ALBC早期主要用于治疗骨髓炎和人工关节置换术后感染翻修，抗生素在骨水泥植入9周内发挥较高生物利用度。初次关节置换术中应用ALBC是预防手术过程中植入的微生物和控制术后早期感染，英国、瑞典等国家将关节置换术中应用ALBC作为标准操作。骨水泥中抗菌药物需具有热稳定性和水溶性、抗菌谱广、抗菌效能高、天然耐药菌少、与蛋白质结合较少、不易过敏、无全身毒性及对骨水泥的机械强度影响小等特点，庆大霉素因广谱杀菌作用、高温下稳定性和过敏反应率低广泛应用于临床[21,22]。一篇纳入6381例初次全髋关节置换术（total hip arthroplasty,THA）患者的meta分析显示，应用ALBC明显降低THA深部感染发生率；Graves等[23]系统评价7万多例初次THA并进行成本效益决策分析认为，目前采用的预防髋关节置换术SSI策略中，预防应用抗生素、ALBC植入和常规通风3种措施联合可有效预防术后感染尤其深部感染且成本效益最高。膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）使用ALBC目前存在争议，King等[24]纳入8篇包含34 664例初次TKA患者的研究文献meta分析认为，是否应用ALBC对术后感染预防差异无统计学意义，应用ALBC或许是一项不必要的医疗支出。

2.4 输血

关节置换术过程中输血和患者低体温会增加术后感染风险，诱导因素包括术前低血红蛋白、手术时间延长等，手术团队娴熟技术和良好合作可以减少组织出血、缩短手术时间[25]。同时可以采取术前主动预热、术中被动保温、液体/充气加温等多模式维持患者手术期间体温，通过血液回收系统、再灌注引流、双极密封剂和氨甲环酸（tranexamic acid,TXA）等降低输血需求[26]。

2.5 皮肤准备和手术铺巾

术前患者皮肤准备包括沐浴、局部消毒和备皮。与碘伏/肥皂相比，含乙醇的氯己定消毒剂能明显减少表面细菌负荷，降低关节置换术后感染的发生率[27]。手术部位备皮建议在手术准备间用剪刀或脱毛剂备皮，尽量靠近手术时间，而不是手术前一晚。

手术铺巾可有效保持无菌环境并降低感染风险，塑料贴膜要优于传统的布巾；碘浸渍的手术巾与塑料贴膜联用可减少细菌定植，但不确定能否降低关节置换术后感染[28]。

2.6 伤口冲洗

脉冲冲洗与传统低压冲洗球冲洗相比可以有效减少手术部位细菌菌落数，但会增加肌肉损伤并阻碍骨碎屑的去除[29]。一篇纳入1990例关节置换术患者的研究认为，术中应用抗生素冲洗液可有效预防SSI，同时应注意引起细菌耐药性的风险以及对伤口愈合的影响[30]。Brown等[31]应用0.35%碘伏溶液对688例关节置换术患者切口闭合前冲洗3 min，可降低术后90 d内PJI发生率，认为碘伏溶液冲洗是预防术后早期感染有效经济的措施。

2.7 抗菌植入材料

近几年植入材料的抗菌性成为研究热点，包括表面抗菌涂层和抗菌材料的研究。Ketonis等[32]研究发现载有万古霉素的植入物有效预防细菌感染的同时不会改变骨细胞功能。王家兴等建立有机和无机抗菌材料结合的抗菌涂层，将纳米银注入二氧化钛米管以获取长期杀菌能力，同时加载万古霉素提供短期释放杀菌功能，结果显示24 h培养期内可有效杀灭细菌并抑制细菌黏附长达28 d，预示可以预防关节置换术后早期甚至晚期PJI[33]。目前植入物表面抗菌涂层材料还未应用于临床，但为预防关节置换术后感染提供新的研究方向。

2.8 无菌手套

医务人员手卫生是减少细菌传播至患者的一线策略，戴手套前用氯己定或含乙醇的消毒剂手部消毒，骨科手术中多建议戴双层手套防止手套穿孔增加手术部位感染风险，研究显示一台关节置换手术50%～67%的手套会穿孔[34]。手套污染及时更换手套，学者建议术前戴3层手套，铺单时脱掉一层，因为手套有33%的污染率，其中一半发生在铺单过程，手术时间延长至3 h以上或手套有明显穿孔时及时更换手套[35]。

3术后影响因素

引流曾是术后预防血肿形成、减少换药需求的常规措施[36]。近来研究认为初次关节置换术后是否使用引流管在手术部位感染、伤口出血、深静脉血栓形成、住院时间和活动范围等方面差异无统计学意义[37,38]。过度引流（持续引流超过5 d）会增加深部切口感染和PJI，若使用引流管，建议24 h内移除，持续伤口引流的患者移除时应清洗伤口并对浅表部位感染进行评估和随访[3]。

关节置换术后通常使用抗凝药物预防静脉血栓形成，但预防性药物治疗方案的使用使术后血肿和伤口引流的管理复杂化，部分学者建议减少血栓预防剂量，直到引流停止[39,40]。

术后伤口的处理是预防伤口感染的关键，应使用无菌敷料，敷料具有渗透性、防水、透明和足够的灵活性，以承受关节运动。伤口应术后随访时护理消毒，特别注意伤口浸渍、引流和感染迹象，防止伤口逆行感染[40]。

牙科治疗引起血行播散导致关节置换术感染的情况非常罕见，台湾学者通过回顾性队列研究认为髋膝关节置换术后牙科手术不会增加PJI风险，也不受预防性应用抗菌药物影响[41]。

4 小结

本文综述的预防关节置换术后感染的措施涵盖围手术期各个阶段，考虑宿主身体状况、手术过程和微生物等相关因素。虽然有关预防关节置换术后感染的文献丰富，但适当的预防共识相对较少。根据目前研究结果，建立完善有效的手术部位感染监测系统，术前科学管理患者身体状况并对金葡菌筛选去定植，术中实行包括正确的使用抗生素和骨水泥等临床连续组合式防控措施，术后对凝血功能和血糖水平监测，全面了解关节置换术后感染危险因素，有望降低关节置换手术部位感染的发生率。