Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

LOCAL EFFECTS OF ANTIBIOTICS IN BONE AND JOINT INFECTIONS

Voloshin V.P. 1 Eremin A.V. 1 Oshkukov S.A. 1 Litvinov V.V. 1 Dementev I.M. 1
1 Moscow Regional Clinical & Research Institute
Infection of bone and joint implants with presence - threatening complication. With inadequate treatment, inflammation can lead to dysfunction of the joints, decreased quality of life of the patient, bone destruction and even death. To influence the microflora of the source of infection is used surgical rehabilitation of inflammation, removal of the implants, careful debridzhement and replacement of bone cavities, drainage of the wound. Subsequently held a long antibiotikosupressiya. Following initial treatment, recurrent infection remains high. For relief of inflammation apply local antibiotic delivery methods. In the treatment of periprosthetic infection of large joints apply a two-step method for the installation of a temporary cement spacer with antibiotics to replace the residual cavity after removal of the implant components for subsequent revision cases.
bone and joint infections
methods of surgical treatment
prevention of inflammation

Лечение инфекции костей и суставов является одной из сложных проблем в травматологии и ортопедии. Имплант-ассоциированная инфекция костей и суставов приводит к неэффективности антибактериальной терапии в связи с наличием биопленок [8]. С целью купирования воспаления проводятся неоднократные хирургические вмешательства с использованием материалов, способных доставлять и создавать локальную концентрацию антибиотика непосредственно в очаге инфекции [9].

В современной клинической медицине достигнуты значительные успехи в лечении периимплантной костной и суставной инфекции с применением различных материалов [4,6,7].

Остается много вопросов, которые необходимо решить при лечении данной патологии: как доставить антибиотик к месту назначения в необходимой концентрации для купирования воспаления; какой группы антибиотик использовать; какова его фармакокинетика; есть ли возможность использовать антибиотик совместно со средствами, усиливающими остеообразование и/или ослабляющими остеолиз; как удалить местную форму препарата из тканей, если это будет необходимо [5].

Все системы транспорта антибиотика к очагу инфекции можно разделить на нерассасывающиеся и рассасывающиеся (биодеградируемые)[10].

Цель исследования: улучшение результатов хирургического лечения периимплантной инфекции костей и суставов.

Материалы и методы исследования: в ОТО МОНИКИ с 2004 г. – по сентябрь 2015 г., при сочетании инфицирования с дестабилизацией компонентов эндопротеза у пациентов с перипротезным воспалением тазобедренного сустава в 34 случаях и с глубоким перипротезным нагноением коленного сустава в 8 случаях использован нерассасывающийся метод. Применяются временные спейсеры, импрегнированные антибиотиками с целью заполнения остаточной полости, воздействия на микрофлору очага воспаления и создание благоприятных условий для выполнения повторного тотального эндопротезирования на фоне стойкого купирования воспалительного процесса. Мужчин среди них – 24, женщин – 18, в возрасте от 31 до 75 лет.

При лечении имплант-ассоциированной костной инфекции с наличием костной деструкции в ОТО МОНИКИ с января 2015 г. – по сентябрь 2015 г. применен рассасывающий метод с использованием аутотрансплантата без фиксации и с фиксацией его биодеградируемым винтом с антибиотиком у 7-и пациентов, в возрасте от 36 до 60 лет. Мужчин – 6, женщин – 1.

Результаты и обсуждение:

Критерии для проведения двухэтапного эндопротезирования:

  • Наличие местных проявлений перипротезного инфицирования;
  • Стабильные компоненты эндопротеза при наличии положительной полирезистентной микрофлоры;
  • Хроническое продуктивное воспаление с преобладанием сегментоядерных нейтрофилов [3].
  • Гистопатологическое исследование: отсутствие при цитологическом исследовании остеокластов, наличие более 5 нейтрофилов в поле зрения при гистологическом исследовании свежезамороженных параартикулярных тканях;
  • Неэффективность проведенных ранее хирургических санаций;
  • Возможность проведения супрессивной антибиотикотерапии;
  • Согласие больного на проведение двухэтапного метода лечения;
  • Отсутствие тяжелых соматических заболеваний;
  • Отсутствие критической потери костной ткани;

Первым этапом осуществляется хирургическая санация с широкой ревизией возможных путей распространения инфекции и удалением вертлужного, бедренного компонентов эндопротеза и фиксирующих материалов.

После завершения санации проводится интраоперационное формирование цементного спейсера в соответствии с формой и размерами вертлужной впадины с последующим укреплением его к проксимальному отделу бедренной кости (рис. 1)

а)б)в)

Рис. 1. Рентгенограмма таза больной К-ой, 1951 г.р., и/б 21813/18278

Нестабильность вертлужного компонента эндопротеза справа с комбинированным дефектом тазовой кости и повреждением бедренного компонента. а) – при поступлении в клинику; б) – удаленные компоненты эндопротеза с повреждением бедренного компонента; в) – рентгенограмма после первого этапа хирургического лечения – удаление компонентов эндопротеза справа, установка цементного спейсера, остеосинтез бедренной кости.

Фиксированный к бедренной кости цементный спейсер погружается в вертлужную впадину, заполняя пространство для последующего установления вертлужного компонента ревизионного эндопротеза (2-й этап).

Для изготовления цементного спейсера используется рентгеноконтрастный цементоподобный материал, обеспечивающий установку и крепление протезов к костям. Варианты антибиотиков, которые добавляют в спейсер: аминогликозиды (тобрамицин, гентамицин); Цефалоспорины 1-ого поколения (цефазолин), 2-ого поколения (цефуроксим), 3-его поколения (цефтазидим), 4-ого поколения (цефотаксим), 5-ого поколения (цефтаролин); фторхинолоны (ципрофлоксацин); гликопептиды (ванкомицин); оксазолидиноны (линезолид); противогрипковые (вориконазол).

Для формирования цементного спейсера достаточно полутора – двух доз, хотя требуемое количество зависит от характера хирургического вмешательства и применяемого метода. После окончания полимеризации приготовленный спейсер фиксируется к проксимальному отделу бедренной кости с помощью дополнительной дозы цемента. Перед установкой спейсера следует обеспечить тщательную санацию и высушивание проксимальной части костномозгового канала бедренной кости непосредственно перед погружением временного имплантата.

В случаях, когда нестабильность обоих компонентов эндопротеза сочетается с глубокой перипротезной инфекцией возможно применение преформированных (фабричных) спейсеров.

После тщательной хирургической санации очага воспаления выполняется удаление обоих компонентов эндопротеза тазобедренного сустава и фиксирующего материала. В канал бедренной кости устанавливается артикулирующий преформированный спейсер, импрегнированный антибиотиками (гентамицин, ванкомицин), а затем вправляются в вертлужную впадину, рана дренируется в течение двух дней (рис. 2).

а)б)в)

г)д) е)

Рис. 2. Рентгенограмма правого тазобедренного сустава больного Г-на, 1963 г.р., и/б 16697/8454

Глубокое перипротезное инфицирование правого тазобедренного сустава. Комбинированный дефект правой вертлужной впадины и проксимального отдела бедренной кости. а) – при поступлении в клинику фистулограмма правого тазобедренного сустава; б) – внешний вид мягких тканей после удаления компонентов эндопротеза; в) – первый этап – санирующая операция на правом тазобедренном суставе с установкой спейсера в канал бедренной кости; г) – вправление спейсера; д) – рентгенограмма правого тазобедренного сустава после установки спейсера; е) – рентгенограмма правого тазобедренного сустава после второго этапа – удаление спейсера, повторное тотальное эндопротезирование правого тазобедренного сустава с установкой ревизионной конструкции и костной аутопластикой дефекта бедренной кости.

Среди 34 пациентов с перипротезным инфицированием тазобедренного сустава рецидив воспаления отмечен у 2 пациентов, что составило – 5,8%, которым выполнено удаление спейсера, формированием опорного неоартроза тазобедренного сустава. Три пациента отказываются от реэндопротезирования, что составляет – 8,8%. Купирование воспаления достигнуто в 94,2% случаев.

Среди 8 пациентов с глубоким нагноением эндопротеза коленного сустава рецидивов воспаления не отмечено. Двум пациентам планируется выполнить повторное эндопротезирование коленного сустава.

Необходимость проводить повторную операцию по замене спейсера на ревизионный эндопротез остается главным недостатком нерассасывающихся материалов [1].

С целью профилактики рецидивов перипротезного инфицирования суставов применен рассасывающийся биополимерный биодеградируемый материал на основе коллагеновой губки, содержащий антибиотик гентамицин. При имплантации 1 губки в полостях и тканях создается высокая локальная концентрация (666,66 мг/мл) гентамицина. Перед применением коллагеновой губки с гентамицином необходимо максимально просушить область аппликации.

Для обеспечения прочной фиксации пластину «Коллатамп ИГ» следует в течение 3-х минут плотно прижимать к раневой поверхности. Интраоперационно при первичном или ревизионном эндопротезировании коленного и тазобедренного суставов укладывают биополимерный биодеградируемый материал на основе коллагеновой губки с гентамицином на поверхность эндопротеза для профилактики ранних и поздних инфекционных осложнений у пациентов из группы риска. Быстрая и полная рассасываемость коллагеновой губки с гентамицином устраняет необходимость его удаления в ходе операции после достижения устойчивого гемостаза (рис. 3).

а) б)

Рис. 3. а) – биополимерный биодеградируемый материал на основе коллагеной губки с гентамицином (collatampEG); б) – коллагеновая губка с гентамицином покрывает металлические участки эндопротеза тазобедренного сустава

Преимущества биополимерного биодеградируемого материала на основе коллагеновой губки с антибиотиком: создает высокую концентрацию антибиотика в областях с низкой перфузией крови в тканях; профилактики ранних и поздних инфекционных осложнений у пациентов из группы риска благодаря высокой концентрации антибиотика; обладает местным гемостатическим действием; является биодеградируемым материалом (не требует дальнейших манипуляций по удалению).

Критерии для лечения имплант-ассоциированной инфекции рассасывающимся методом с использованием аутотрансплантата без фиксации и с фиксацией его биодеградируемым винтом с антибиотиком.

  • Наличие местных проявлений перииплантной костной и суставной инфекции;
  • Возможность использовать аутотрансплантат для замещения костных дефектов;
  • Отсутствие аллергической реакции на компоненты биодеградируемого винта;
  • Чувствительность микрофлоры к антибиотику[2].

У 4-х пациентов с наличием дестрекции костей и суставов проводилась тщательная хирургическая санация очага воспаления, секвестрэктомия, замещение костного дефекта аутотрансплантатом из гребня подвздошной кости, дренирование послеоперационной раны (рис.4)

а) б)в)

г)

Рис. 4. Пациент К-н, 1957 г.р., и/б 14426

Глубокое перипротезное инфицирование левого тазобедренного сустава с наличием дефекта большого вертела, без дестабилизации комопнентовэндопротеза. а) – рентгенограмма левого тазобедренного сустава при поступлении в клинику; б) – внешний вид костного дефекта большого вертела после хирургической санации; в) – замещение костного дефекта трансплантатом из гребня подвздошной кости; г) – рентгенограмма левого тазобедренного сустава после оперативного лечения.

У одного пациента через четыре месяца после операции замещения костного дефекта большеберцовой кости по данным рентгенограмм отмечено рассасывания аутотрансплантата. У одного пациента после костной пластики костей стопы рецидив воспаления с формированием свищевого хода.

Трем пациентам с длительным вялотекущим процессом с наличием костной деструкции костей и суставов проведена хирургическая санация с замещением костного дефекта аутотрансплантатом и фиксация его биодеградируемым винтом с антибиотиком.

Всем пациентам проведена хирургическая санация очага воспаления, секвестрэктомия. С помощью насадки «бур» выполнено удаление грануляций, склерозированной кости до появления «кровавой росы». Полость дефекта промывалась ультразвуковой кавитацией с использованием антисептиков. В очищенный дефект укладывался костный трансплантат. Для заполнения небольшого костного дефекта в 1-ом случае использован местный кортикальный слой. В 2-х случаях, для замещения полостей, размером 9х2 см и 3,5х4 см использован трансплантат из гребня подвздошной кости. Затем проводилась фиксация трансплантата биодеградируемыми винтами с антибиотиком (ципрофлоксацин) (рис. 5).

а)б)в) г)

Рис. 5. Пациент Г., и/б 2485. Хронический остеомиелит большеберцовой кости справа с наличием секвестра, состояние после удаления погружного металлофиксатора большеберцовой кости, свищевая форма. а) – рентгенограмма правой голени с наличием очага деструкции большеберцовой кости, размером 9х2 см, б) – аутотрансплантат из гребня подвздошной кости, в) – фиксация аутотрансплантата винтами с антибиотиком,

г) – рентгенограмма правой голени после оперативного лечения

Послеоперационное ведение проводилось в соответствии со стандартным ведением пациентов с высоким риском инфекции.

У одного пациента в послеоперационном периоде отмечено длительное заживление послеоперационной раны. На контрольных рентгенограммах – рассасывания трансплантата ни в одном случае не произошло. Рецидива воспаления не отмечено ни в одном случае.

Заключение: использование спейсера с антибиотиком является золотым стандартом при лечении перипротезной инфекции крупных суставов и позволяет добиться стойкого купирования воспалительного процесса в 95,3% случаях. С целью профилактики перипротезного инфицирования у пациентов с высоким риском послеоперационного нагноения рекомендовано использовать биополимерный биодеградируемый материал на основе коллагеновой губки, содержащий антибиотик гентамицин.

При лечении имплант-ассоциированной костной инфекции с наличием костной деструкции использование биодеградируемого винта с антибиотиком позволяет воздействовать на микрофлору непосредственной в очаге инфекции, фиксация аутотрансплантата способствует его остеоинтеграции, повторной операции для удаления винта не требуется.

Рецензенты:

Оноприенко Г.А., д.м.н., профессор, ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского, г. Москва;

Дорожко И.Г., д.м.н., профессор, ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского, г. Москва.