全膝关节置换术后假体周围感染的治疗策略

谢川江,石 岭,朱纪峰,陈贤明,王子明,熊 雁△

(1.陆军特色医学中心关节四肢外科400042；2.重庆市南岸区人民医院骨科 400060)

全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)是治疗膝骨关节炎和其他严重膝关节疾病的一种安全有效的手术方法[1-2]，可有效减轻膝关节疼痛，重塑膝关节的功能，提高患者的生活质量。但TKA术后假体周围感染(periprosthetic joint infection,PJI)是TKA最严重的并发症，可造成严重后果[2]。早期PJI常引起关节发红、疼痛、肿胀、局部发热及全身炎性反应等表现，晚期出现窦道流脓，导致假体感染性松动，延长住院时间、增加患者经济负担，严重影响生存质量，甚至危及生命[3-4]。初次TKA感染率约2%[5]。KURTZ等[6]预测到2030年TKA手术量将增加673%，虽然TKA的感染率较低，但随着手术量的增加其感染患者数量也会增加。目前临床上PJI的诊断和治疗仍是难题，且在世界范围内均具有挑战性。现将陆军特色医学中心TKA术后PJI患者的治疗策略报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析陆军特色医学中心关节四肢外科2014年2月至2019年2月收治的17例TKA术后PJI患者资料，PJI诊断符合2013年PJI国际共识会议( ICM 2013)[7]标准，其中男8例，女9例，平均年龄61.7岁(38～77岁)，平均体质量指数(BMI)25.9 kg/m2，术前VAS疼痛评分平均5.7分(4～7分)，KSS评分平均27分(15～50分)。术前诊断为骨性关节炎11例、类风湿性关节炎3例、创伤性关节炎2例、股骨远端骨肿瘤1例。17例病例中细菌感染10例(金黄色葡萄球菌感染4例，表皮葡萄球菌感染3例，铜绿假单胞菌感染2例，混合菌群感染1例)，真菌感染3例，2例微生物培养阴性，结核分支杆菌感染1例，人型支原体感染1例。17例患者根据Tsukayama分型标准[8]急性感染(Ⅱ型)3例，慢性感染(Ⅳ型)14例。

1.2 治疗方法

1.2.1关节镜手术

1例急性感染患者行膝关节镜清创，术前关节腔穿刺积液微生物培养+药敏试验，根据药敏试验结果选用敏感抗生素。从双侧膝眼进入膝关节腔，将变性组织送病理检查和微生物培养，用刨刀清理脓液、感染坏死组织，以碘伏浸泡关节腔10 min后使用6 L生理盐水彻底冲洗关节腔，留置2根引流管，1根为进水管，1根为出水管，选用敏感抗生素灌洗1周。静脉注射敏感抗生素2周后改为口服抗生素10周，术后定期复查血常规、C反应蛋白(CRP)、红细胞沉降率(ESR)。由于2018年假体周围感染国际共识指出关节镜手术在治疗急性或慢性膝关节PJI中没有作用，故已不建议使用[9]。

1.2.2保留假体清创手术

2例急性感染患者行保留假体清创手术，从原切口进入关节腔，见假体无松动，关节内有脓液、感染变性坏死组织，将感染组织送病理检查及微生物培养。清理脓液、清除坏死组织和变性的滑膜直至有鲜血渗出，取出垫片，用碘伏过氧化氢浸泡3次，每次10 min，用6 L生理盐水脉冲冲洗3次，更换垫片。缝合关闭切口，安置负压引流管，术后2周静脉注射敏感抗生素，后改为口服敏感抗生素10周。术后定期复查血常规、CRP、ESR等指标。

1.2.3二期翻修

5例慢性感染者行一期膝关节假体取出+骨水泥间隔置入、2期翻修术。沿原切口进入关节腔，清理关节腔内的脓液、感染坏死组织，注意取不同部位的炎性肉芽组织及骨质破坏区内的组织标本做微生物培养和药敏试验，并将清理出的病变组织送病理检查。取出假体、骨水泥，注意保护正常骨质，用碘伏过氧化氢浸泡3次，每次10 min，用6 L生理盐水脉冲冲洗3次。为了获得更好的运动范围，术中使用含万古霉素的骨水泥(每40 g骨水泥含万古霉素2 g)配制成假体形状的移动间隔器，缝合关闭切口，安置负压引流管。针对敏感致病菌选用抗生素静脉注射治疗2周后改为口服抗生素3个月。门诊每周检测血常规、CRP、ESR等炎症标志物，在第二阶段(再置入假体)之前除了常规的血常规、CRP、ESR外还需检查关节液白细胞计数、中性粒细胞百分比、白细胞酯酶水平，待指标正常后再行二期翻修手术。

1.2.4清创融合术

8例慢性感染患者强烈要求行融合术。有窦道者注射美兰确定感染组织，无窦道则按原切口进入，暴露关节假体后清理关节腔内的脓液、感染坏死组织，取出假体和骨水泥，用刮匙彻底清理感染破坏的骨质，用碘伏过氧化氢浸泡3次，每次10 min，用6 L生理盐水脉冲冲洗3次，直至骨质变白。清理髌骨后分别在股骨和胫骨侧植入外固定支架螺钉，安装外固定支架，注意保持下肢力线，外固定支架加压股骨髁及胫骨平台残端，有利于断端融合，缝合关闭切口，安置负压引流管。术后静脉注射敏感抗生素2周后改为口服敏感抗生素10周。

1.2.5单纯药物治疗

1例真菌感染患者在门诊根据关节腔穿刺培养结果，使用敏感抗真菌药物治疗半年。

1.2.6术后随访评估

患者术后6周、3个月、6个月、12个月定期门诊复查血常规、CRP、ESR等指标并复查X线片，收集患者术后KSS评分、VAS疼痛评分、关节的活动度，以后每年随访1次，行清创融合术患者待骨性融合后拆除外固定支架，见图1。

2 结 果

17例患者中1例使用药物控制，8例行清创膝关节融合，5例二期翻修，2例保留假体清创，1例关节镜下清创。所有患者随访平均时间37个月(9～70个月)，术后第6个月VAS疼痛评分平均1.7分(1～2分)，术后第6个月KSS评分平均76.8分(60～95分)。所有患者感染得到控制，无其他相关并发症发生。关节融合患者膝关节融合良好，未再出现红肿、疼痛症状，患者满意；保留假体清创、关节镜下清创和二期翻修患者术后功能恢复良好，患者满意。

A：肿瘤型膝关节置换术后抗生素间隔物；B：肿瘤膝翻修后X线片；C： 关节镜下清理感染病灶；D：关节镜术后；E：抗生素骨水泥间隔物置入；F：二期翻修术后；G： PJI窦道外观照；H：清创术中照片；I：术后膝关节融合。

3 讨 论

3.1 TKA失败的原因

TKA失败和TKA翻修仍然是关节外科医生和患者需要共同面对的重大临床挑战，了解TKA失败的原因对于提高假体的性能和使用寿命至关重要，PJI是TKA失败最常见的原因[5]，是TKA术后最令人担心的并发症之一[2]，也是TKA翻修最重要的原因[5]。TKA术后PJI发生的影响因素有种族、性别、年龄、手术时间、止血带使用时间、骨水泥的类型、糖尿病、高血压、肥胖、ASA分级和是否输血、类风湿性关节炎、吸烟、患膝关节手术或注射史、术后留置引流管、导尿、外科医生经验、手术室环境等[2,10]。因此在临床中需要注意相关危险因素，最大限度降低PJI的发生。

3.2 TKA术后PJI的诊断和感染分期

TKA术后PJI的诊断和感染分期对治疗具有重要意义，目前PJI的诊断是基于临床表现、外周血炎症指标检查和滑膜液的实验室检查、微生物培养、假体周围组织学评价和术中的发现。PARVIZI等[11]在2018年将PJI的诊断标准分为主要标准和次要标准,其中次要标准分为术前和术后获取的两类检验结果，不同的次要标准检验分值不同，当分值超过诊断阈值时即可诊断PJI，该诊断标准的灵敏度达97.7%,特异度为99.5%。在感染分期中TSUKAYAMA等[8]将 PJI以感染发生的时间为界分为4型,Ⅰ型为术中培养阳性的感染，Ⅱ型为术后4周内的早期感染(包括浅表和深部感染)，Ⅲ型为急性血源性感染，Ⅳ型为晚期慢性感染。 LI等[12]根据感染症状持续时间将PJI分为急性期和慢性期，急性期感染症状<3周(血源性或持续性)或关节置换术后<4周,慢性期指感染症状≥3周(血源性或持续性)或关节置换术后≥4周,急性PJI时微生物未形成生物膜保护，而慢性PJI的微生物已形成成熟的生物膜，故针对不同感染的治疗方式不同。PJI治疗目的是消灭感染,其次是减轻疼痛和恢复膝关节的功能,因此需要敏感抗生素治疗和个体化选择手术方案[13]。PJI治疗的第一步是找到致病微生物，敏感的抗生素常常需要分泌物或关节液的微生物培养明确病原菌。文献报道美国PJI最常见的病原菌是金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌，而欧洲最常见的病原菌是凝血酶阴性葡萄球菌，其次为金黄色葡萄球菌、链球菌和肠球菌[14]。我国PJI的病原菌前五位为金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、凝固酶阴性葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌[15]。TKA后出现红肿疼痛、局部皮温高、切口渗液时应立即行关节腔穿刺抽取积液做细菌培养。2018年国际共识指出传统的细菌培养时间是5～7 d，如果怀疑PJI具有低毒性感染，或术前培养已被证明为阴性且临床高度怀疑存在PJI时，术中组织培养时间应保持14～21 d[16]。对于培养阴性的患者若培养前已使用抗生素治疗，或未使用抗生素但伴有临床症状且炎症指标仍高的患者还需考虑真菌、抗酸杆菌、支原体等培养。QIU等[17]报道发现TKA术后支原体感染的1例患者，使用敏感抗生素成功控制了感染。应根据患者临床表现选择针对不同微生物的培养基，只有找到致病微生物才能有的放矢，达到理想的治疗效果。

3.3 TKA术后PJI的抗生素治疗

PJI的抗生素治疗应根据病原微生物的敏感性、患者耐受性及药物的毒副作用进行个体化选择。针对不同感染分期和手术治疗方案，抗生素的治疗时间也不同[18]。LI 等[12]指出利福平对革兰阳性菌敏感，环丙沙星对抗革兰阴性菌具有生物膜活性，所有PJI抗生素治疗疗程均为12周，静脉注射2周后改为口服给药。2018年国际感染共识建议在急性PJI行保留假体清创的抗生素使用时间不少于6周；而对于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)使用非肠道抗生素和口服利福平1～6周，然后再口服利福平和高度生物活性药物3个月；对于革兰阴性菌感染的急性PJI患者也应根据微生物类型接受6～12周的抗生素治疗。另外2018年国际感染共识推荐PJI中对于多种病原菌感染的抗菌治疗应针对病原菌静脉用药4～6周，结核PJI治疗必须根据病原体的耐药情况与传染病专家合作选择抗生素(建议4种抗生素联合)，使用时间最少6个月；真菌PJI的治疗首选二期翻修，在翻修的间隔期间使用抗真菌药物不少于6周，翻修术后仍要口服抗真菌药物3～6个月；对于那些不能耐受手术、手术不能改善功能或拒绝手术的患者，可以考虑长期口服抗生素来替代手术治疗。

3.4 TKA术后PJI 的手术治疗

目前PJI的手术治疗是通过保留假体清创、一期翻修、二期翻修、关节融合、截肢等形式进行干预。急性期PJI(感染症状小于4周)假体位置满意和固定牢固、局部软组织条件良好时保留假体清创具有重要的优势。TSCHUDIN-SUTTER 等[13]报道为降低患者的发病率，缩短治疗时间及避免二期翻修，首选一期翻修治疗，其优点是患者下地时间早，住院时间短，并且费用较二期翻修假体置换术低，而感染复发、假体或部件无菌松动是常见失败原因。在北美二期翻修仍是治疗慢性PJI的金标准[19]。2018年国际感染共识建议二期翻修失败的患者若再次翻修后膝关节的功能较差，二期翻修失败与患者身体耐受情况差、肢体软组织条件不佳的有关，对于二期翻修失败的患者若考虑第三次或第四次翻修时应根据患者的身体情况和患者的期望决定，若不能耐受再次翻修时可考虑关节融合或截肢。

TKA术后PJI治疗必须根据患者的感染分期和病原菌类型选择敏感的抗生素制订个体化治疗方案。手术推荐急性感染行保留假体清创；慢性感染二期翻修；膝关节融合术也是保肢的一种方式，但牺牲了膝关节的功能，只能作为控制感染的辅助治疗方案，只有在患者身体条件差、基础疾病多、经济负担重，不愿意再次承担再复发感染风险的患者中选择。