膝关节置换术后感染的研究进展

梁卫中

河南大学附属南石医院创伤骨科 南阳 473065

随着生物材料和生物力学的不断发展，全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)已成为一种治疗多种膝关节疾病的有效方法，可以彻底缓解患者疼痛，最大限度恢复关节功能。术后感染是TKA 最严重的并发症，术后感染使膝关节内解剖结构改变、骨缺损、软组织挛缩等，增大了膝关节翻修手术的难度，治疗十分棘手。TKA 术后感染率在1%～3%［1］，往往要经历长期的抗生素治疗、二期翻修等，甚至需要关节融合或截肢［2］。因此对于TKA 术后感染应该早诊断、早治疗，最大限度恢复患者膝关节功能。

1 TKA 术后感染的分类和危险因素

2005年Trampuz 提出按照症状出现的时间TKA 术后感染分为三型:早期感染(3个月以内)，多来源于术中污染或术后早期局部污染，并多由高毒力细菌引起。延迟感染(术后3～24个月)，来源于术中污染，多由低毒力细菌引起。晚期感染(术后2年以上)，多由远处感染灶的血行播散引起［3］。2004年陈鑫等［4］研究发现年龄、全身麻醉、糖尿病、手术时间等与TKA 术后感染相关。多因素分析显示年龄≥70 岁、糖尿病、手术时间≥150 min、肝脏疾病是TKA 术后感染的独立危险因素。2008年Pulido等［5］经过多变量分析后得出以下几项是TKA 术后感染的独立危险因素:体质指数＞40 kg/m2、美国麻醉医师协会评分＞2、双侧膝关节同时手术、异体输血、术后房颤、术后心肌梗死、术后尿路感染、长期住院等。同时术中皮肤剥离程度、术后是否充分引流也是影响感染的因素。2012年朱玲［6］研究认为感染的细菌主要来源于手术器械、空气、人及敷料。指出应严格控制探视人员并及时进行敷料的更换及消毒，降低感染发生率。Radoicic 等［7］研究认为，术前过早备皮可能导致皮肤黏膜损伤继而引起患者术后感染。2014年贺占坤等［8］多因素logistic 分析结果显示备皮的时间、术后引流、年龄、异体输血、住院时间、白蛋白含量、尿管滞留时间是导致术后感染的独立危险因素。

2 TKA 术后感染的诊断

TKA 后感染的诊断标准［9］:有与关节相通的开放的伤口或窦道。全身感染合并关节疼痛，关节液呈脓性。以下5 项辅助检查中至少有3 项符合:(1)血沉(ESR)＞30mm/h。(2)C -反应蛋白(CPR)＞10mg/L。(3)关节腔穿刺液细菌培养至少一次阳性。(4)术中冰冻结果＞5个多核白细胞/高倍视野。(5)术中培养＞1/3 的培养结果阳性。

目前尚无普遍认可的一种诊断试验或方法可以做到确诊TKA 术后感染［10］，尤其是对于低毒性或亚急性的感染。因此对于TKA 术后感染的诊断要充分结合、病史、临床表现和辅助检查，其特征性临床表现为膝关节持续性疼痛、肿胀、患肢皮温升高、伤口渗液等。但很多感染患者病变进展缓慢、炎症反应轻微，表现很不典型，给早期诊断带来困难，早期的辅助检查有助于确定诊断。常用的辅助检查包括血液学检查、关节腔穿刺检测、术中组织培养、冰冻组织切片、分子生物学检测等。

血沉、C-反应蛋白都是诊断术后感染的敏感指标。ESR ＞30 mm/h，诊断的敏感性为82%，特异性为85%。CRP ＞10 g/L，诊断的敏感性为96%，特异性为92%。当ESR ＞30 mm/h 并且CPR ＞10mg/L 时，感染的可能性为83%，高度提示存在感染［11］。Greidanus 等［12］在一项前瞻性研究中发现，当ESR 阳性标准为30mm/h，CPR 阳性标准为13.5mg/L，它们的敏感性、特异性和准确性均＞85%。X 线片在感染早期无特异性表现，但在感染晚期X 线片可见骨-骨水泥界面破坏，假体与骨水泥之间有一透光圈，表明假性松动。感染性骨破坏开始为局限性，此后逐渐播散到整个假体周围，并有骨膜反应。放射性核素(111In)扫描可较普通的X 线片提早两三周发现骨感染病灶，111In 白细胞标记扫描能够准确发现低度感染。膝关节穿刺检查是诊断TKA 术后感染和指导选择抗生素的有效方法。术中组织细菌培养是诊断TKA 术后假体周围感染的“金标准”。Fink 等［13］将术中组织活检、关节穿刺检查、血沉、C 反应蛋白进行比较研究后发现，术中组织活检的敏感度和特异度最高。FDG -PET 也可用于发现感染及炎性病灶，因为炎性细胞糖代谢的增加，其敏感性较高，Parvizi 等［14］以假体柄与骨界面之间摄取量增高作为感染的诊断标准，发现其阳性预测值为80%，阴性预测值为98.5%。

3 TKA 术后感染的治疗

TKA 术后感染治疗的目的是彻底清除感染、最大限度恢复膝关节功能。治疗方法有抗生素抑制感染、清创和冲洗、关节融合术、一期翻修术、二期翻修术等［15］。抗生素抑制感染、清创术、一期翻修术均难以彻底清除残留的细菌，术后感染的复发率高。关节融合术治疗彻底，手术成功率高，但是膝关节功能丧失，降低患者生存质量。二期翻修术可以稳定控制感染，有效防止关节再感染，恢复关节功能，文献［16］报道其治愈率达90%以上，被公认为是目前治疗TKA 术后感染的“金标准”。

单纯应用抗生素治疗TKA 术后感染的治愈率很低，已逐渐被临床所放弃，仅对低毒性的致病菌、口服抗生素敏感的病原菌和假体无松动的患者中应用。因此手术是TKA 术后感染的主要治疗方法。开放清创术仅在术后早期急性感染或急性血源性感染并且假体固定牢固、关节功能良好的情况下采用。保留假体的关节清创术的适应证是:患者一般状况较好。术后早期出现的关节周围感染，时间不超过6周。抗生素敏感细菌所致感染，最好是G+球菌感染。假体稳定，无松动，无骨髓炎迹象。无窦道形成。一期翻修术推荐用于免疫功能良好且致病菌对一线抗生素敏感的急性感染患者［17］。研究显示使用抗生素骨水泥进行I 期翻修成功率为74%［18］。

二期翻修术包括:一期膝关节清理术，取出感染的假体和所有的骨水泥，彻底清创。在关节内植入含抗生素的骨水泥间隔器维持关节间隙。应用敏感抗生素抗感染治疗4～6周。确认感染控制后行二期翻修手术，重新植入新的膝关节假体。二期翻修治疗的关键是如何在间隔期保持关节活动度，避免假体再植入后关节功能不良。采用带有抗生素骨水泥的可活动关节间隔物，在治疗感染的同时可以有效保留膝关节的活动度［19］。二期翻修术的优点有:一期清创术后，可能有仍部分细菌残留，如行一期翻修术这些残留的细菌可能会大量增殖导致感染复发、翻修失败。如果一期手术时置入抗生素骨水泥间隙垫，它既可以增加膝关节的机械稳定性，还可以消灭残留的细菌，从而预防感染复发，增加手术成功率。袁宏等［20］采用二期翻修的方法治愈6例膝关节置换后深部感染患者，术后随访26个月，无感染复发，关节活动度满意。

关节融合术过去曾被认为是治疗全膝感染的金标准，其适应证是:患者活动功能要求高。单侧膝关节病变。年轻患者。缺乏伸肌功能。局部缺少软组织覆盖，不能作重建覆盖手术。机体免疫功能损害。高毒力致病菌所致感染。若对上述病例行关节置换术，术后膝关节功能改善较差，而行关节融合术则可成功消除感染、消除疼痛，但膝关节功能将丧失。关节融合术成功的关键是使有血运的松质骨充分对位。研究显示［16］感染得到控制的融合率为62%，感染存在的融合率为19%。

4 结语

TKA 术后感染是多因素共同作用的结果，对于一些已经确定的危险因素，应该积极预防和控制，而对新的危险因素的发掘，有利于早期的干预和治疗。目前尚没有TKA 术后感染统一的诊断标准，尚无任何一种检查方法可以确定诊断，其诊断仍基于患者的易感因素、临床表现和几种辅助检查的联合使用。随着分子生物学诊断研究的不断深入，它将克服传统检查手段的局限性，为感染的早期诊断探索新的途径。早期诊断对治疗及预后影响很大，目前术中组织培养仍是诊断的金标准，对明确诊断、决定手术方式具有指导意义。因此疑似感染者都应常规进行术中组织培养，尽量做到早期诊断。对于TKA 术后感染的治疗，要根据患者的感染情况、全身和局部情况综合考虑，选择最合适方式进行治疗。口服抗生素具有经济、方便的特点，可能是未来治疗TKA 术后感染的有效途径。

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