СПОСОБ ВЫБОРА ТАКТИКИ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ С ПЕРИПРОТЕЗНОЙ ИНФЕКЦИЕЙ Российский патент 2017 года по МПК A61B10/00 G01N33/48 

Изобретение относится к медицине, а именно к общей хирургии, травматологии, ортопедии и гнойной хирургии. Данное техническое решение может быть использовано при лечении больных с острой и хронической перипротезной инфекцией для осуществления выбора тактики лечения как медикаментозного, так и хирургического, адекватного течению, тяжести и распространенности инфекционно-воспалительного процесса в коленном суставе.

Установка различных видов эндопротезов сопряжена с возникновением ряда осложнений, в том числе инфицированием окружающих тканей, генерализацией инфекции. Из литературных источников известно, что частота присоединения инфекции колеблется от 4% при первичном вмешательстве на коленном суставе до 7,8%-30% при ревизионных операциях [Оболенский В.Н., Семенистый А.А., Степаненко С.М., Бурсюк З.М. Использование метода соникации в диагностике периимплантной инфекции // Клин. и эксперимент. хир. журн. им. акад. Б.В. Петровского. - 2016. - №2. - С. 104-109; Гординская Н.А., Сабирова Е.В., Абрамова Н.В., Дударева Е.В., Митрофанов В.Н., Живцов О.П. Молекулярные основы резистентности грамотрицательных возбудителей раневой инфекции у пациентов отделения гнойной остеологии // Advances in current natural sciences. - 2015. - №2. - Pp. 26-29; Ахтямов И.Ф., Римашевский Д.В., Курмангалиев Д.Т., Молдакулов Ж.М., Еремин И.К. Профилактика инфекционных осложнений эндопротезирования коленного сустава // Практическая медицина. - 2014. - Т. 2. - №4 (80). - С. 23-28].

Коленный сустав более уязвим для присоединения инфекции в силу своих анатомо-физиологических особенностей. Например, в США по общенациональной базе данных за 2005-2006 гг. (60355 случаев) отмечают, что инфекция стала причиной ревизий коленного сустава в 25,2% случаев [Клюшин Н.М., Абабков Ю.В., Ермаков A.M. Парапротезная инфекция как причина ревизионных вмешательств после тотального эндопротезирования коленного сустава: этиология, диагностика, лечение // Забайкальский медицинский вестник. - 2015. - №2. - С. 189-97], т.е. в каждом четвертом случае реэндопротезирования. Согласно [Kurtz S., Bozic K.J, Berry D., Parvizi J. Prosthetic joint infection risk after TKA in the medicare population // Clin Orthop Relat Res. - 2010. - 468 (1). - P. 52-56] ежегодно в США регистрируют 2,0-2,4% инфекционных осложнений первичного эндопротезирования коленного сустава.

Известны различные способы как консервативного, так и хирургического лечения, включающего выполнение санирующих и дренирующих вмешательств, удаление одного или нескольких компонентов эндопротезов, осуществление замены эндопротеза на временный артикулирующий спейсер, анкилозирование коленного сустава [Вырва О.Е., Бурлака В.В., Малык Р.В., Озеров К.И. Инфекционные осложнения первичного тотального эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2011. - №3. - С. 60-67; Дмитриева Л.А., Лебедев В.Ф., Коршунова Е.Ю. Осложнения при эндопротезировании тазобедренного сустава и способы их прогнозирования (обзор литературы) // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2013. - №2 (90). Часть 1. - С. 153-58]. Однако выбор их в настоящее время не основывается на четких диагностических критериях, а определяется лишь совокупностью клинических и некоторых инструментально-лабораторных показателей, чувствительность и специфичность которых достаточно низкая, а именно:

- клинические показатели - повышение локальной температуры в области коленного сустава, гипертермия, общее недомогание, болезненность и припухлость в области сустава, ограничение движений в конечности, местные признаки воспаления (гиперемия, флюктуация);

- инструментальные показатели - ультразвуковые признаки наличия жидкостных образований в окружающих коленный сустав поверхностно и/или глубоко расположенных мягких тканях;

- лабораторные показатели - ускорение СОЭ, лейкоцитоз со сдвигом лейкоцитарной формулы влево (до юных форм в тяжелых случаях), легкая гипохромная анемия (при длительном течении воспаления), повышение содержания C-реактивного белка, фибриногена, интерлейкинов, прокальцитонина.

Однако ни один из приведенных методов диагностики не позволяет применить его для градации перипротезной инфекции по течению, ее тяжести и распространенности, и даже использование всей совокупности методик не дает возможности осуществления выбора адекватного способа лечения, что ведет к серьезным медицинским, социальным и экономическим последствиям.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ интраоперационной микробиологической диагностики перипротезной инфекции, заключающийся во взятии фрагментов мягких тканей, прилежащих к эндопротезу, образцов пунктатов с последующим их посевом на твердые или полужидкие питательные среды для проведения бактериологического анализа в послеоперационном периоде. Результатом проведенного исследования является выделение чистой культуры в клинически значимой концентрации, свидетельствующей об этиологической значимости возбудителя перипротезной инфекциии определения его чувствительности к антибактериальным препаратам [Загородний Н.В. Руководство по эндопротезированию тазобедренного сустава. М.: ГЭОТАР-медиа; 2012].

Однако данный вид диагностики не может быть использован для интраоперационной верификации перипротезной инфекции вследствие длительности культивирования чистой культуры, ее биопленки и предназначен только для выбора рациональной антибактериальной терапии, проводимой в послеоперационном периоде. Из-за своих технических характеристик данный способ не может быть адаптирован для выбора тактики лечения перипротезной инфекции на дооперационном этапе.

Задачей заявляемого изобретения является разработка высокоспецифичной и чувствительной технологии осуществления выбора тактики лечения перипротезной инфекции в коленном суставе, адекватного ее течению, тяжести и распространенности, за счет определения преимущественной локализации инфекционного процесса в биотической среде либо на абиотической поверхности.

Сущность заявляемого изобретения характеризуется тем, что в способе выбора тактики лечения перипротезной инфекции у больных с гонартрозом производят бактериологическое исследование патологических биоматериалов, взятых из полости коленного сустава через троакар, установленный путем прокола кожных покровов в проекции медиального верхнего заворота и введения его через мягкие ткани вдоль надколенника на 3-4 см выше него до попадания в полость сустава, причем забор биоматериалов для исследований осуществляют посредством поочередного выполнения эвакуации суставного аспирата с помощью шприца через центральный канал троакара после удаления из него стилета и снятия биопленки с поверхности имплантированного эндопротеза путем подведения к ней цилиндрической щетки, закрепленной на упругом проволочном элементе, проведенном через центральный канал троакара, с обеспечением выхода щетки за пределы его дистального конца и ее перемещения вдоль поверхности эндопротеза по направлению «назад-вперед», осуществляют исследование взятых биоматериалов, определяя количественные значения оптических плотностей полученной с поверхности эндопротеза культивированной биопленки К_биоп. и суставного аспирата К_{суст.асп.} при бактериологическом исследовании, а также содержание нейтрофильных лейкоцитов в суставном аспирате L при цитологическом исследовании, вычисляют коэффициент и при К≥2 и L≥3600/мкл удаляют эндопротез с последующим проведением двухэтапного хирургического лечения, включающего установку артикулирующего антибактериального спейсера и замену эндопротеза, при К≤1 и L≥3600/мкл производят замену компонентов эндопротеза с санацией и дренированием очага инфекции, при 1<K<2 и L<3600/мкл осуществляют консервативное лечение, заключающееся в проведении антибактериальной терапии.

Технический результат заявляемого изобретения

Совокупность признаков заявляемого способа позволяет с высокой чувствительностью и специфичностью полученных результатов осуществить выбор тактики лечения перипротезной инфекции путем анализа данных, полученных при лабораторных исследованиях двух видов биоматериалов, взятых непосредственно из очага инфекции и демонстрирующих активность инфекционного процесса, развивающегося как на абиотической поверхности имплантированного эндопротеза, так и в окружающих тканях, с учетом неспецифической тканевой воспалительной реакции.

Применение методики сравнения одного и того же показателя прироста микробной биомассы в разных патологических субстратах на фоне оценки выраженности неспецифической тканевой воспалительной реакции в коленном суставе позволяет определить течение, тяжесть и распространенность перипротезной инфекции, которые являются основой для решения вопроса об объеме планируемого лечения. Заявляемый способ позволяет исключить возможность нерационального выбора способа лечения, влекущего за собой выполнение повторных хирургических вмешательств с использованием эндопротезов больших размеров, требующих дополнительного опила костей большей протяженности, влекущего потерю костной массы.

Заявляемый способ рекомендован для применения больным после первичного эндопротезирования коленного сустава с наличием объективных клинических признаков перипротезной инфекции (локальные отек, гиперемия и гипертермия коленного сустава) в сочетании с данными лабораторных (ускорение СОЭ, лейкоцитоз, увеличение содержания СРБ и прокальцитонина) и инструментальных (УЗ-признаки выпота в коленном суставе) исследований.

В положении больного лежа на спине с разогнутым коленом с соблюдением правил асептики и антисептики после осуществления местной инфильтрационной анестезии 0,25% раствором новокаина выполняют прокол коленного сустава троакаром в проекции медиального верхнего заворота, вводя его по направлению, параллельному надколеннику на 3-4 см выше последнего, удаляют стилет, присоединяют к втулке троакара шприц, осуществляют эвакуацию суставного аспирата через центральный канал троакара. Затем с внешней поверхности эндопротеза внутри коленного сустава цилиндрической щеткой упругого проволочного элемента осуществляют снятие микробной биопленки посредством его перемещения вдоль центрального канала троакара в направлении «вперед-назад». Суставной биоматериал собирают в 2 сухие стерильные пробирки: в первую помещают материал для микробиологического культурального исследования, во вторую (с антикоагулянтом) - для подсчета цитоза, проведения цитологического и бактериоскопического исследований. По завершении диагностического исследования устройство извлекают, место вкола обрабатывают раствором антисептиков, накладывают асептическую повязку. Производят бактериологическое исследование патологических биоматериалов, взятых из полости коленного сустава, определяя количественные значения оптических плотностей полученной с поверхности эндопротеза культивированной биопленки К_биоп. и суставного аспирата К_{суст.асп.}. В ходе цитологического исследования определяют содержание нейтрофильных лейкоцитов в суставном аспирате L. Вычисляют коэффициент и при К≥2 и L≥3600/мкл удаляют эндопротез с последующим проведением двухэтапного хирургического лечения, включающего установку артикулирующего антибактериального спейсера и замену эндопротеза, при К≤1 и L≥3600/мкл производят замену компонентов эндопротеза с санацией и дренированием очага инфекции, при 1<K<2 и L<3600/мкл осуществляют консервативное лечение, заключающееся в проведении антибактериальной терапии.

Пример 1

Больной В. 54 лет поступил в отделение гнойной хирургии с диагнозом: Двусторонний идиопатический гонартроз правого коленного сустава. Состояние после эндопротезирования правого коленного сустава. Перипротезная инфекция правого коленного сустава. Острое течение. На момент осмотра предъявлял жалобы на боль, отек, покраснение кожных покровов, повышение локальной температуры в области правого коленного сустава, а также ограничение его функции. При объективном осмотре правого коленного сустава отмечали увеличение его объема за счет отека, гиперемию кожных покровов и дефицит сгибания. В общем анализе крови обнаруживали лейкоцитоз до 11,3×10⁹/л, количество палочкоядерных лейкоцитов - 8, СОЭ - 23 мм/час, в биохимическом анализе крови содержание C-реактивного белка - 9 г/л. При ультразвуковом исследовании - выпот в правом коленном суставе в количестве около 10 мл. В предоперационном периоде в положении больного лежа на спине с разогнутым коленом с соблюдением правил асептики и антисептики после осуществления местной инфильтрационной анестезии 0,25% раствором новокаина выполняли прокол коленного сустава троакаром в проекции медиального верхнего заворота, вводя его по направлению, параллельному надколеннику на 4 см выше последнего, удалили стилет, присоединили к троакару шприц, осуществили эвакуацию суставного аспирата через центральный канал троакара. Затем с внешней поверхности эндопротеза внутри коленного сустава цилиндрической щеткой упругого проволочного элемента осуществили снятие микробной биопленки посредством его перемещения вдоль центрального канала троакара в направлении «вперед-назад». Суставной биоматериал собирали в 2 сухие стерильные пробирки: в первую помещали фрагмент биопленки, снятый с поверхности сустава, для бактериологического исследования, во вторую (с антикоагулянтом) - суставной аспират для цитологического исследования. По завершении диагностического исследования устройство извлекали, место вкола обрабатывали раствором антисептиков, накладывали асептическую повязку.

При цитологическом исследовании суставного аспирата были получены следующие данные: объем 6,5 мл, мутный, серовато-желтого цвета, pH 7,21, белок 37,4 г/л, глюкоза 2,9 ммоль/л, количество нейтрофильных лейкоцитов 3830/мкл (L≥3600/мкл), кокковая флора.

При бактериологическом исследовании определили с помощью иммуноферментного анализатора-ридера оптическую плотность культивируемой биопленки, полученной с поверхности эндопротеза (11,347 ед. ОП), и оптическую плотность суставного аспирата (4,121 ед. ОП). По полученным данным определили:

Учитывая полученные результаты комплексного обследования (L=3830/мкл≥3600/мкл, К=2,75≥2), принято решение о замене компонентов эндопротеза антибиотико-содержащим артикулирующим спейсером. Назначена комбинированная антибактериальная терапия с решением вопроса о возможности реэндопротезирования в сроки до 2 месяцев с момента последней операции.

Пример 2

Больная Т. 46 лет поступила в отделение гнойной хирургии с диагнозом: Правосторонний деформирующий гонартроз. Состояние после эндопротезирования правого коленного сустава. Нестабильность компонентов эндопротеза. На момент осмотра предъявляла жалобы на боль в области правого коленного сустава, ограничение его функции. При объективном осмотре правого коленного сустава отмечали дефицит сгибания/разгибания. В общем анализе крови обнаруживали лейкоцитоз до 9,3×10⁹/л, количество палочкоядерных лейкоцитов - 2, СОЭ - 11 мм/час, в биохимическом анализе крови содержание C-реактивного белка - 6 г/л. При ультразвуковом исследовании - выпот в правом коленном суставе в незначительном количестве. В предоперационном периоде в положении больной лежа на спине с разогнутым коленом с соблюдением правил асептики и антисептики после осуществления местной инфильтрационной анестезии 0,25% раствором новокаина выполняли прокол коленного сустава троакаром в проекции медиального верхнего заворота, вводя его по направлению, параллельному надколеннику на 3 см выше последнего, удалили стилет, присоединили к троакару шприц, осуществили эвакуацию суставного аспирата через центральный канал троакара. Затем с внешней поверхности эндопротеза внутри коленного сустава цилиндрической щеткой упругого проволочного элемента осуществили снятие микробной биопленки посредством его перемещения вдоль центрального канала в направлении «вперед-назад». Суставной биоматериал собирали в 2 сухие стерильные пробирки: в первую помещали фрагмент биопленки, снятый с поверхности сустава, для бактериологического исследования, во вторую (с антикоагулянтом) - суставной аспират для цитологического исследования. По завершении диагностического исследования устройство извлекали, место вкола обрабатывали раствором антисептиков, накладывали асептическую повязку.

При цитологическом исследовании суставного экссудата были получены следующие данные: объем 4,0 мл мутный, окрашен в насыщенно-желтый цвет, pH 7,59, белок 43,6 г/л, глюкоза 3,5 ммоль/л, количество нейтрофильных лейкоцитов 4575/мкл.

При бактериологическом исследовании определили с помощью иммуноферментного анализатора-ридера оптическую плотность культивируемой биопленки, полученной с поверхности эндопротеза (11,347 ед. ОП), и оптическую плотность суставного аспирата (4,121 ед. ОП). По полученным данным определили:

Учитывая полученные результаты комплексного обследования (L=4575/мкл≥3600/мкл, К=0,77≤1), принято решение о ревизионном эндопротезировании. Проведена замена тибиального компонента эндопротеза. Назначена комбинированная антибактериальная терапия. Течение ближайшего послеоперационного периода гладкое.

Пример 3

Больная Ч. 48 лет поступила в отделение гнойной хирургии с диагнозом: Левосторонний деформирующий гонартроз. Состояние после эндопротезирования левого коленного сустава. Нестабильность компонентов эндопротеза. На момент осмотра предъявляла жалобы на боль в области левого коленного сустава, ограничение его функции. При объективном осмотре левого коленного сустава отмечали дефицит сгибания/разгибания. В общем анализе крови обнаруживали лейкоцитоз до 8,5×10⁹/л, количество палочкоядерных лейкоцитов - 3, СОЭ - 9 мм/час, в биохимическом анализе крови содержание C-реактивного белка - 5 г/л. При ультразвуковом исследовании - выпот в левом коленном суставе в минимальном количестве. В предоперационном периоде в положении больной лежа на спине с разогнутым коленом с соблюдением правил асептики и антисептики после осуществления местной инфильтрационной анестезии 0,25% раствором новокаина выполняли прокол коленного сустава троакаром в проекции медиального верхнего заворота, вводя его по направлению, параллельному надколеннику на 4 см выше последнего, удалили стилет, присоединили к троакару шприц, осуществили эвакуацию суставного аспирата через центральный канал троакара. Затем с внешней поверхности эндопротеза внутри коленного сустава цилиндрической щеткой упругого проволочного элемента осуществили снятие микробной биопленки посредством его перемещения вдоль центрального канала в направлении «вперед-назад». Суставной биоматериал собирали в 2 сухие стерильные пробирки: в первую помещали фрагмент биопленки, снятый с поверхности сустава, для бактериологического исследования, во вторую (с антикоагулянтом) - суставной аспират для цитологического исследования. По завершении диагностического исследования устройство извлекали, место вкола обрабатывали раствором антисептиков, накладывали асептическую повязку.

При цитологическом исследовании суставного экссудата были получены следующие данные: объем 1,5 мл, окрашен в насыщенно-желтый цвет, pH 7,6, белок 23,3 г/л, глюкоза 3,1 ммоль/л, количество нейтрофильных лейкоцитов 3342/мкл.

При бактериологическом исследовании определили с помощью иммуноферментного анализатора-ридера оптическую плотность культивируемой биопленки, полученной с поверхности эндопротеза (0,931 ед. ОП), и оптическую плотность суставного аспирата (0,827 ед. ОП). По полученным данным определили:

Учитывая полученные результаты комплексного обследования (L=3342/мкл<3600/мкл, К=1,13, что >1 и <2), принято решение о назначении комбинированной антибактериальной терапии в течение последующих 2 месяцев. При контрольном осмотре через 2 месяца клинических, инструментальных и лабораторных признаков перипротезной инфекции не выявлено.

Изобретение относится к медицине, а именно к общей хирургии, травматологии, ортопедии и гнойной хирургии. Через введенный в полость сустава троакар осуществляют забор биоматериалов для исследований посредством поочередного выполнения эвакуации суставного аспирата с помощью шприца через центральный канал троакара. Проводят снятие биопленки с поверхности имплантированного эндопротеза путем подведения к ней цилиндрической щетки, закрепленной на упругом проволочном элементе, проведенном через центральный канал троакара, и ее перемещения вдоль поверхности эндопротеза по направлению «назад-вперед». Определяют в ходе бактериологического исследования количественные значения оптических плотностей полученной с поверхности эндопротеза культивированной биопленки К_биоп. и суставного аспирата К_{суст.асп.}. В ходе цитологического исследования определяют содержание нейтрофильных лейкоцитов в суставном аспирате L. Вычисляют коэффициент К по предложенной формуле. При К≥2 и L≥3600/мкл удаляют эндопротез с последующим проведением двухэтапного хирургического лечения, включающего установку артикулирующего антибактериального спейсера и замену эндопротеза. При К≤1 и L≥3600/мкл производят замену компонентов эндопротеза с санацией и дренированием очага инфекции. При 1<K<2 и L<3600/мкл осуществляют консервативное лечение, заключающееся в проведении антибактериальной терапии. Способ позволяет с высокой чувствительностью и специфичностью осуществить выбор тактики лечения перипротезной инфекции в коленном суставе, адекватный ее течению, тяжести и распространенности, за счет определения преимущественной локализации инфекционного процесса в биотической среде либо на абиотической поверхности. 3 пр.

Способ выбора тактики лечения перипротезной инфекции у больных с гонартрозом, характеризующийся тем, что производят бактериологическое и цитологическое исследования патологических биоматериалов, взятых из полости коленного сустава через троакар, установленный путем прокола кожных покровов в проекции медиального верхнего заворота и введения его через мягкие ткани вдоль надколенника на 3-4 см выше него до попадания в полость сустава, причем забор биоматериалов для исследований осуществляют посредством поочередного выполнения эвакуации суставного аспирата с помощью шприца через центральный канал троакара после удаления из него стилета и снятия биопленки с поверхности имплантированного эндопротеза путем подведения к ней цилиндрической щетки, закрепленной на упругом проволочном элементе, проведенном через центральный канал троакара, с обеспечением выхода щетки за пределы его дистального конца и ее перемещения вдоль поверхности эндопротеза по направлению «вперед-назад», осуществляют исследование взятых биоматериалов, определяя количественные значения оптических плотностей полученной с поверхности эндопротеза культивированной биопленки К_биоп. и суставного аспирата К_{суст.асп.} при бактериологическом исследовании, а также содержание нейтрофильных лейкоцитов в суставном аспирате L при цитологическом исследовании, вычисляют коэффициент и при К≥2 и L≥3600/мкл удаляют эндопротез с последующим проведением двухэтапного хирургического лечения, включающего установку артикулирующего антибактериального спейсера и замену эндопротеза, при К≤1 и L≥3600/мкл производят замену компонентов эндопротеза с санацией и дренированием очага инфекции, при 1<K<2 и L<3600/мкл осуществляют консервативное лечение, заключающееся в проведении антибактериальной терапии.