清创后自体血PRP注射治疗双侧膝关节假体周围感染合并窦道形成1例

黄天龙 吴军*谢应飞 朱欣 张蜀平 姜文凯 程婧 刘媛媛

人工膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）已被广泛应用于治疗终末期膝关节骨性关节炎[1]。虽然TKA在很大程度上缓解了患者的疼痛，但也可能发生膝关节假体周围感染，目前膝关节假体周围感染国外报道的发生率依然在1.0%左右[2]，国内报道的感染率约为1.5%[3]，一旦发生假体周围感染，对人工关节来说通常是毁灭性的。目前，假体周围感染通常采用反复手术清创、抗生素间隔物旷置（Spacer假体）再手术等处理，需要反复手术。这不仅增加了医患纠纷的风险，使患者和家属丧失了对医生的信任，而且反复手术会增加患者的痛苦、增加患者及家属的经济负担。

2019年1 月，本科收治了1例双侧膝关节假体周围感染合并窦道形成的病例。通过对本院骨科富血小板血浆（platelet-rich plasma，PRP）实验室研究成果的应用，笔者发现，自体血富血小板血浆（PRP）具有抗感染及促进创面修复的作用。因此，笔者对该病例仅进行关节假体周围清创、更换垫片，保留金属假体，但不放置骨水泥假体旷置，在进行了1次的窦道内PRP凝胶注射后，双侧膝关节假体周围感染均得到了控制，窦道按期愈合。随访18个月，患者双膝关节无红肿、流脓，双膝关节活动良好，右侧膝关节功能评分（KSS评分）为81分，左侧膝关节功能评分（KSS评分）为72分。现报道如下。

1 病例资料

患者，女，65岁。于2019年1月因“双膝关节置换术后感染2个月”入院，患者于外院先后行双侧膝关节置换术，患者先行左膝关节置换术，于1周后再次行右膝关节置换术，术后2周双膝关节即出现感染征象，外院予以万古霉素抗感染无效，予患者行膝关节清创及延长杆翻修术，术后双膝感染加重，遂转诊本院治疗；入院时双膝肿痛，ESR 30 mm/h，C反应蛋白10 mg/L，WBC增高（12.3×109/L）；左膝内侧见皮肤发黑、窦道形成，膝关节活动时窦道内可见黄白相间的脓液流出，右膝内侧胫骨缘可见大小约为4 cm×3 cm的椭圆形肿块，波动感明显，皮温明显增高（见图1A、图1B）；术前X线可见左膝为膝关节假体周围感染翻修（胫骨及股骨侧使用延长杆）术后再次感染，右侧为首次关节置换后感染（见图1C），外院及本院分泌物培养均提示为金黄色葡萄球菌。

图1 A.左膝关节术前（窦道形成并流脓）；B.右膝关节术前（肿块约为4 cm×3 cm）；C.双膝关节术前X线（左膝为感染术后翻修再次感染，右膝为初次置换术后感染）

患者左膝感染合并窦道形成和流脓，入院后先处理左侧膝关节；经积极的术前准备后，行左膝关节彻底清创，术中所见见图2A，术中清除感染增生的滑膜、炎性增生组织，从关节内侧清除窦道炎性组织，关节内碘伏浸泡，根据既往使用PRP治疗慢性创面感染的经验，同时应患者及家属要求尽可能保留假体，经大量生理盐水清洗后保留金属假体，更换垫片；抽取自体血45 mL，使用2次离心后获得6 mL富含多种生长因子自体血浆，加入CaCl21 mL激活形成凝胶后注入封填内侧窦道，关节腔内置入链霉素160万U，置管引流（引流管第一个24 h内夹闭），缝合伤口，术后14 d愈合（见图2B），术后予以万古霉素抗感染治疗；复查ESR、C反应蛋白及WBC均平稳下降。左膝术后1个月后，患者要求右侧膝关节行同法手术，术中所见如图3A所示，术中更换垫片保留金属假体，同法放置引流，术后14 d膝关节切口按期愈合（见图3B）。术后患者定期复查，院外继续口服头孢克洛及左氧氟沙星1个月，术后1年半未见感染复发，血沉、CRP、WBC正常，双侧膝关节皮温正常，切口愈合，无红肿、疼痛等情况（见图4），双侧膝关节功能正常。随访至术后18个月，无感染复发情况，膝关节功能良好。

图2 A.左膝术中所见（清创，注射PRP）；B.左膝术后14 d（窦道愈合）

图3 A.右膝术中所见（组织坏死、空洞）；B.右膝术后10 d（肿块消失，皮温降低）

图4 术后半年随访（双膝关节感染已完全控制，膝关节功能良好）

本院自体血PRP凝胶制备方法：取自身静脉血45 mL，加入抗凝剂枸橼酸钠5 mL，采用离心机2次离心。先以1 500 r/min离心10 min后，全血呈3层，最底层为红细胞层，上层为上清液，中间层为血小板及富血小板层。弃去红细胞层，剩余液体再次以1 500 r/min离心10 min，液体分为2层，上层上清液为贫血小板血浆层（plateletpoor plasma，PPP），弃去约1/2上清液，保留富含血小板与白细胞的淡黄色液体层部分，摇匀后制成PRP量6 mL（测量为浓缩血小板4倍）备用；取1 mL的生理盐水溶解1 000单位的凝血酶冻干粉形成溶解液。将溶解液和PRP以1∶10的比例混合，并在容器里搅拌均匀，约5 min后形成胶冻样凝固物，即PRP凝胶。

2 讨论

2.1 PRP控制感染及促进组织修复的机制

富血小板血浆（PRP）是指全血经过离心、分离而得到的血小板浓缩物。PRP内含有大量血小板，血小板在机体抗感染的过程中具有重要作用[4]；它既能直接攻击病原体，又能间接作用于病原体，且与机体免疫系统各组成部分协作并调节免疫系统，包括吞噬病原体、释放抗菌蛋白与趋化因子、激活与参与白细胞杀菌、激活补体系统和抗原递呈作用等。有研究指出[5]，激活的血小板可释放大量的像血小板源性生长因子（PDGF）、血管内皮因子（VEGF）、表皮生长因子（EGF）、转化生长因子-（TGF-）及类胰岛素生长因子（iIGF）等多种生长因子；而Anitua等[5]学者的研究已经证实，这些生长因子可通过刺激细胞分化的机制，从而促进创面修复，控制局部感染。PRP内还含有高浓度的白细胞，如中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞，这些白细胞在机体中的炎性反应方面，以及在感染过程中增强机体的抗感染能力等方面都起着非常重要的作用。国外学者通过对PRP的成分进行分离研究后发现，PDGF与VEGF协同刺激血管增生，通过促进成纤维细胞的增殖分化，从而可以促进组织再生和抑制局部感染[6]；TGF-调控细胞外基质合成，对中性粒细胞和单核细胞有趋化作用，介导局部的炎症反应[6]，从而发挥其抗感染作用；EGF能促进表皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞等细胞的增殖，诱导内皮细胞向创面迁移，促进组织生长、修复；IGF通过促进成纤维细胞进入细胞周期而促进也是创面修复[7]。而笔者使用的PRP，是通过自体血分离、离心后所得到的浓缩物，其中所含的各种生长因子浓度比例接近于体内正常比例，因此，其中各生长因子之间有最好的协同促进作用[8]。当笔者将PRP注射于创面后，PRP内的大量血小板被激活，从而在局部创面形成高浓度的各类生长因子；同时，大量的白细胞的趋化及募集有助于控制感染。因此，自体血PRP具有较强的局部组织修复及抑制感染能力。在本例膝关节假体周围感染的患者中，由于患者经济及病情的原因，再结合PRP的理论结果，笔者尝试予患者保留膝关节假体，最终取得了满意的疗效。

2.2 膝关节置换术后假体周围感染与PRP的运用

有学者指出，关节腔内慢性炎症滑膜增生、假体细菌附着、骨感染存在、窦道无效腔及细菌的长期存在是膝关节置换术后假体周围感染并窦道长期不愈的原因；而长期的感染也会造成患者的全身情况越来越差，抵抗力也随之下降，从而形成恶性循环。感染窦道部位的局部组织缺血失活，无法激发新鲜肉芽生长修复，PRP内的PDGF与VEGF可以促进血管增生，从而促进组织修复。同时，PRP中包含3种血液中重要的黏附因子：纤维蛋白、纤连蛋白和玻连蛋白，三者能在局部构建组织修复所需的三维结构，通过包裹血小板和白细胞，从而可以防止它们流失[9]。膝关节假体周围感染通常会伴随脓腔和窦道形成，感染后的局部组织缺血失活，再加上膝关节周围肌肉组织和血供较少的特殊解剖结构，这些联合因素导致了膝关节周围感染难以控制。当笔者注入了加入凝血酶或钙剂形成胶冻样预先激活的PRP，这种胶冻样的PRP能完全充满填塞窦道及脓腔，对脓腔和组织缺损形成支撑，为修复细胞的爬行提供支架[10-14]。而纤维蛋白、纤连蛋白和玻连蛋白可以在局部形成三维支架，对组织结构的微缺损形成填充，同时可以加强胶冻样的PRP与周围组织的连接。这些机制除了为血管增殖爬行和创口修复细胞提供了良好的支架外，还为机体免疫及炎症反应提供了可能。因此，笔者对膝关节假体周围感染患者膝关节腔注射的PRP，或放置的PRP凝胶，不仅可以控制感染，还可以促进组织修复。PRP的促进组织修复、控制感染、形成组织填充、搭建血管增殖支架等作用，为笔者治疗膝关节假体周围感染提供了可能及理论基础，查阅国外内外文献，目前国内外尚无将PRP用于膝关节假体周围感染的相关报道。笔者首次将该方法应用于临床中，取得了满意的疗效。

2.3 不足与展望

本研究仅为个案报道，无大量病例的对比研究，且本病例的随访时限较短，可能存在随机性，同时需收集大量病例进行重复性实验，以确保该方法的具有很高的可重复性；该方法为首次应用于膝关节假体周围感染，虽已获得本单位伦理学机构审查，但无相关的体外实验及基础研究；将于后续研究中进一步完成基础研究及体外实验，同时收集病例及增加随访时间，以期为临床上治疗膝关节假体周围感染寻求到另外一种更安全有效的方案。

综上所述，该例TKA术后感染并窦道形成的患者，笔者在清创、更换垫片、局部使用抗生素、保留金属假体的基础上，于窦道部位注射的自体血PRP凝胶，短期即能控制感染，同时还可促进窦道组织的修复。尤其是病例保留了金属假体，极大地减少了去除金属假体对胫骨侧和股骨侧骨质的损害，减轻了患者的痛苦和经济负担，为TKA术后感染并窦道形成的治疗，带来新的治疗思路和参考。