人工关节假体表面细菌生物膜病原菌培养效能的研究＊

李强强，刘小荣，王 雄，张怀斌，王勇平△

（1.兰州大学第一医院骨科，甘肃 兰州 730000；2.西北民族大学临床医学院检验科，甘肃 兰州 730000）

关节假体周围感染是关节置换术常见的并发症，也是导致关节置换手术失败的常见原因之一[1-4]。目前，关节假体周围感染的诊断及治疗尚未取得令人满意的结果，这主要是因为导致关节假体周围感染的病原菌形成细菌生物膜[5，6]，常规细菌培养阳性率低，不能提供具有临床意义的药敏结果[7]。为提高人工关节假体感染病原菌检出率，以期提高诊断及治疗的准确性，本研究利用BACTEC Plus/F 瓶对关节假体感染的病原菌培养，探讨BACTEC Plus/F 瓶培养关节假体感染病原菌的优越性，为诊治关节置换术后假体周围感染提供实验基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

将钛合金（Ti6Al4V）制备成直径1mm，高3mm的圆柱状，分装后高温消毒。将圆柱状钛合金材料48 只，随机分成实验组（组合式病原菌分离组）与对照组（非组合式病原菌分离组），每组各24 只。

1.1.2 试剂及仪器

3%胰蛋白胨大豆肉汤琼脂培养皿，3%胰蛋白胨大豆肉汤培养基，BACTEC Plus/F 瓶，BACTEC9240培养仪。

1.1.3 细菌及菌液配置

实验用细菌为金黄色葡萄球菌（ATCC25923），由甘肃省第二人民医院检验科提供。将细菌接种于血琼脂培养皿中置于37℃温箱，24 h 后长出菌落，挑取单个菌落用无菌0.8% NaCl 溶液配置菌液，比浊仪测定其浓度为1×107CFU/mL。

1.2 实验方法

1.2.1 实验分组

将圆柱状钛合金材料48 只，随机分成实验组（组合式病原菌分离组）与对照组（非组合式病原菌分离组），每组各24 只。

1.2.2 细菌接种

2 组均接种0.5 mL 金黄色葡萄球菌菌液，24h后用PBS 缓冲液漂洗3 次，冲去表面非附着状态细菌，然后将其转移到含乳酸林格氏液的1.5 mL 无菌离心管中离心5min。

1.2.3 细菌培养

对照组将离心液0.5 mL 接种在血琼脂平板，5%二氧化碳35°C 培养1d；实验组将离心液0.5 mL接种在BACTEC Plus/F 瓶，在BACTEC9240 培养仪中培养1d。

1.3 统计学分析

利用SPSS 13.0 软件进行统计分析，组间比较采用χ2检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

实验组培养阳性率为（83.3%）20 例，对照组培养阳性率为13 例（54.2%），两者差异有统计学意义(P＜0.05) 。培养出的细菌为金黄色葡萄球菌。

3 讨论

人工关节假体感染是人工关节置换最严重的并发症，也是导致关节置换手术失败的常见原因之一[1-4]。患者病程长，痛苦大，费用高，治疗困难，这主要是因为导致关节假体周围感染的病原菌形成细菌生物膜[5，6]，常规的细菌培养检出率低，不能提供具有临床意义的药敏结果。

几乎所有的细菌都可引起假体周围感染。人工关节假体植入后，可发生单一细菌感染，也可发生复合细菌感染。Fulkerson[8]对146 例THA 和TKA翻修术后(共194 个关节，其中髋关节110 个，膝关节84 个) 标本进行细菌培养，金黄色葡萄球菌占35%，表皮葡萄球菌占31%，链球菌11%，其中金黄色葡萄球菌最常见，故本实验使用金黄色葡萄球菌作为致病菌，建立人 工关节置换术后早期感染细菌模型。

为提高人工关节假体感染病原菌检出率，以期提高诊断及治疗的准确性，本研究利用BACTEC Plus/F 瓶对关节假体感染的病原菌培养。BACTEC Plus/F 瓶在国外已经开始应用于关节液的细菌培养[9,10]，目前国内在人工关节假体感染患者诊断中利用BACTEC Plus/F 瓶培养细菌的报道较少[11]。本研究结果实验组培养阳性率为20 例（83.3%），对照组培养阳性率为13 例（54.2%），两者差异有统计学意义，结果表明应用BACTEC Plus/F 瓶进行关节假体感染的病原菌培养，细菌培养阳性率更高，与文献[12,13]报道结果一致。BACTEC Plus/F 瓶是一个细菌增殖瓶，经过几天时间就能够获得大量的细菌；在BACTEC Plus/F 瓶中存在有一些白细胞溶解素，可以破坏白细胞，因而提高细菌检出率。尽管利用BACTEC Plus/F 瓶进行细菌培养有一定的优点，但是仍然有一部分的患者不能检测出细菌，可能与某些细菌需要特殊的培养条件有关[14]。本研究同时发现，BACTEC Plus/F瓶比普通培养基污染率更低，与Durmaz[9]的结果一致；然而Bourbeau[10]发现，BACTEC Plus/F 瓶的污染率更高，这就要求操作过程的绝对无菌。

总之，本研究结果表明在人工关节假体感染的患者中，利用BACTEC Plus/F 瓶进行细菌培养，细菌检出率比普通培养基更高，污染率更低，操作更简单，可作为人工关节假体感染的患者细菌的培养方法，为进一步研究人工关节置换术后感染诊断及治疗提供实验依据。