Основные возбудители и значение перипротезной инфекции в современной ортопедии

Актуальность. Эндопротезирование является наиболее востребованным методом лечения при дегенеративных заболеваниях и травмах суставов, а число данных операций увеличивается с каждым годом. Закономерно с увеличением числа таких хирургических вмешательств растет частота возникновения послеоперационных осложнений, наиболее распространенное из которых — это перипротезная инфекция.
Цель. Анализ данных научной литературы для определения значимости и основных возбудителей перипротезной инфекции в настоящее время.
Материалы и методы. Проанализировано 49 источников, поиск которых осуществлялся в базах научных данных «PubMed», «Google Scholar», «eLibrary». Поиск научного материала проводили с помощью следующих ключевых слов: перипротезная инфекция, эндопротезирование суставов, осложнения эндопротезирования, инфекции в травматологии, биопленки, грамположительные бактерии, грамотрицательные бактерии, periprosthetic infection, joint replacement, complications of endoprosthetics, infections in traumatology, biofilms, gram-positive bacteria, gram-negative bacteria.
Результаты и обсуждение. В о бзоре п риведены д анные о в озбудителях п ерипротезной инфекции, особенностях лечения, профилактики и диагностики. Рассмотрены современные данные по эпидемиологии и факторам риска указанного осложнения. Наиболее частой причиной ревизионных операций после эндопротезирования стала перипротезная инфекция с асептическим расшатыванием эндопротеза. Установлены независимые факторы риска: застойная сердечная недостаточность, хронические заболевания легких, предоперационная анемия, депрессия, заболевания почек, нарушения легочного кровообращения, психозы, метастатическая опухоль, заболевания периферических сосудов и клапанов сердца.
Заключение. В настоящий момент наблюдается тенденция роста числа эндопротезирований крупных суставов, следовательно, увеличивается количество ревизионных вмешательств. В таких условиях неизбежен рост случаев перипротезных инфекций, что указывает на значимость и перспективность исследований, направленных на изучение борьбы с возбудителями инфекции, а также на совершенствование методов профилактики и лечения.

1. Митрофанов В. Н., Гординская Н. А. Фенотип антибиотикорезистентности возбудителей перипротезной инфекции как основа выбора рационального антимикробного лечения. Медицинский альманах. 2017;4(49):72—75.

2. Иванцов В. А., Богданович И. П., Лашковский В. В., Аносов В. С. Клинические и микробиологические характеристики перипротезной инфекции тазобедренного и коленного суставов. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2020;(3):237—240.

3. Flurin L, Greenwood-Quaintance KE, Patel R. Microbiology of polymicrobial prosthetic joint infection. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2019;(3):255—259. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2019.01.006

4. Комаров Р. Н., Митрофанов В. Н., Новиков А. В., Королев С. Б. Тактика лечения инфекционных осложнений после эндопротезирования тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России. 2016;(4):25—34.

5. Общероссийская общественная организация Ассоциация травматологов-ортопедов России (АТОР). Клинические рекомендации «Перипротезная инфекция в области крупных суставов конечностей». Год утверждения: 2016. URL: https://medi.ru/klinicheskie-rekomendatsii/periproteznayainfektsiya-v-oblasti-krupnykh-sustavov-konechnostej_14168/ (дата обращения: 01.12.2023).

6. Мурылев В. Ю., Руднев А. И., Куковенко Г. А., Елизаров П. М., Музыченков А. В., Алексеев С. С. Диагностика глубокой перипротезной инфекции тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России. 2022;(3):123—135.

7. Божкова С. А. Перипротезная инфекция в ортопедии. Opinion leader. 2018;(4):62—65. [Bozhkova SA. Periprosthetic infection in orthopedics. Opinion leader. 2018;(4):62—65 (in Russ.).;

8. Ошкуков С. А. Хирургическое лечение перипротезной инфекции тазобедренного и коленного суставов : автореф. дис. … канд. мед. наук. М., 2017. 26 с.

9. Patel R. Periprosthetic Joint Infection. N Engl J Med. 2023;388(3):251—262. https://doi.org/10.1056/NEJMra2203477

10. Koh CK, Zeng I, Ravi S, Zhu M, Vince KG, Young SW. Periprosthetic Joint Infection Is the Main Cause of Failure for Modern Knee Arthroplasty: An Analysis of 11,134 Knees. Clin Orthop Relat Res. 2017 Sep;475(9):2194—2201. https://doi.org/10.1007/s11999-017-5396-4

11. McMaster Arthroplasty Collaborative (MAC). Incidence and Predictors of Prosthetic Joint Infection Following Primary Total Knee Arthroplasty: A 15-Year Population-Based Cohort Study. J Arthroplasty. 2022;37(2):367—372. https://doi.org/10.1016/j.arth.2021.10.006

12. McMaster Arthroplasty Collaborative (MAC). Risk factors for periprosthetic joint infection following primary total hip arthroplasty: a 15-year, population-based cohort study. J Bone Joint Surg Am. 2020;102:503—9. https://doi.org/10.2106/JBJS.19.00537

13. Середа А. П., Кочиш А. А., Черный А. А., Антипов А. П., Алиев А.Г, Вебер Е. В., Воронцова Т. Н., Божкова С. А., Шубняков И. И., Тихилов Р. М. Эпидемиология эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов и перипротезной инфекции в Российской Федерации. Травматология и ортопедия России. 2021;27(3):84—93.

14. McCulloch RA, Martin A, Young BC, Kendrick BJ, Alvand A, Jeys L, Stevenson J, Palmer AJ. Frequent microbiological profile changes are seen in subsequent-revision hip and knee arthroplasty for prosthetic joint infection. J Bone Jt Infect. 2023 Nov 3;8(6):229—234. https://doi.org/10.5194/jbji-8-229-2023

15. Белов Б. С., Макаров С. А., Бялик Е. И. Инфекция протезированного сустава: современные подходы к диагностике и лечению. Антибиотики и химиотерапия. 2015;60(1-2):47—52.

16. Seok H-G, Park J-J, Park S-g. Risk Factors for Periprosthetic Joint Infection after Shoulder Arthroplasty: Systematic Review and Meta-Analysis. Journal of Clinical Medicine. 2022;11(14):4245. https://doi.org/10.3390/jcm11144245

17. Blanco JF, Díaz A, Melchor FR, da Casa C, Pescador D. Risk factors for periprosthetic joint infection after total knee arthroplasty. Arch Orthop Trauma Surg. 2020 Feb;140(2):239—245. https://doi.org/10.1007/s00402-019-03304-6

18. Rodriguez-Merchan EC, Delgado-Martinez AD. Risk Factors for Periprosthetic Joint Infection after Primary Total Knee Arthroplasty. Journal of Clinical Medicine. 2022;11(20):6128. https://doi.org/10.3390/jcm11206128

19. Tsukayama DT, Estrada R, Gustilo RB. Infection after total hip arthroplasty a study of the treatment of one hundred and six infections. J. Bone Jt. Surg. Am. 1996;(78):512—523. https://doi.org/10.2106/00004623-199604000-00005

20. Эрлих Г. Д., ДиМео П.Дж., Костертон Дж.У., Винклер Х. Культуроотрицательные биопленочные инфекции в ортопедической хирургии. (перевод: Цискарашвили А. В., Загородний Н. В., Горбатюк Д. С.). М., ГЭОТАР-Медиа, 2021. 208 с.

21. Tande AJ, Patel R. Prosthetic joint infection. Clin. Microbiol. Rev. 2014;(2):302—345. https://doi.org/10.1128/CMR.00111-13

22. Цискарашвили А. В., Меликова Р. Э., Новожилова Е. А. Анализ шестилетнего мониторинга основных возбудителей перипротезной инфекции крупных суставов и их тенденция к резистентности. Гений ортопедии. 2022;(2):179—188.

23. Mooney JA, Pridgen EM, Manasherob R, Suh G, Blackwell HE, Barron AE, Bollyky PL, Goodman SB, Amanatullah DF. Periprosthetic bacterial biofilm and quorum sensing. J Orthop Res. 2018 Sep;36(9):2331— 2339. https://doi.org/10.1002/jor.24019

24. Винклер Т., Трампуш А., Ренц Н., Перка К., Божкова С. А. Классификация и алгоритм диагностики и лечения перипротезной инфекции тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России. 2016;(1):33—45.

25. Rodriguez-Merchan EC, Delgado-Martinez AD. Risk Factors for Periprosthetic Joint Infection after Primary Total Knee Arthroplasty. Journal of Clinical Medicine. 2022;11(20):6128. https://doi.org/10.3390/jcm11206128

26. Тец В. В. Микроорганизмы и антибиотики. Инфекции кожи, мягких тканей, костей и суставов. СПб., КЛЕ-Т, 2006. 128 с.

27. Лякишева К. С., Затеев А.В, Котлярова А. А., Чернопятов Д. И., Мадонов П. Г. Проблема перипротезной инфекции на современном этапе, поиск новых антимикробных средств. Бюллетень медицинской науки. 2022;2(26):102—113.

28. Schoof B, Jakobs O, Schmidl S, et al. Fungal periprosthetic joint infection of the hip: a systematic review. Orthop Rev (Pavia). 2015;7(1):5748. https://doi.org/10.4081/or.2015.5748

29. Stone C, Elakis G, Maheshwari N. A rare case of periprosthetic Trueperella bernardiae following a total hip arthroplasty and antimicrobial stewardship. Pathology. 2021;53(1):52. https://doi.org/10.1016/j.pathol.2021.06.113

30. Tai DBG, Patel R, Abdel MP, Berbari EF, Tande AJ. Microbiology of hip and knee periprosthetic joint infections: a database study. Clin Microbiol Infect. 2022 Feb;28(2):255—259. https://doi.org/10.1016/j.cmi.2021.06.006

31. Parvizi J, Zmistowski B, Berbari EF, Bauer TW, Springer BD, Della Valle CJ, Garvin KL, Mont MA, Wongworawat MD, Zalavras CG. New definition for periprosthetic joint infection: from the Workgroup of the Musculoskeletal Infection Society. Clin Orthop Relat Res. 2011 Nov;469(11):2992—4. https://doi.org/10.1007/s11999-011-2102-9

32. Vicenti G, Bizzoca D, Nappi V, Pesce V, Solarino G, Carrozzo M, Moretti F, Dicuonzo F, Moretti B. Serum biomarkers in the diagnosis of periprosthetic joint infection: consolidated evidence and recent developments. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2019 Apr;23(2 Suppl):43—50. https://doi.org/10.26355/eurrev_201904_17473

33. Sigmund IK, Puchner SE, Windhager R. Serum Inflammatory Biomarkers in the Diagnosis of Periprosthetic Joint Infections. Biomedicines. 2021;9(9):1128. https://doi.org/10.3390/biomedicines9091128

34. Добровольская Н. Ю., Прищепа Н. П., Преображенская Е. В., Пчелова Н. Н. ПЦР-исследование как вспомогательный метод диагностики перипротезной инфекции после эндопротезирования суставов (клинический случай). Клиническая лабораторная диагностика. 2020;65(5):332—336.

35. Wasterlain AS, Goswami K, Ghasemi SA, Parvizi J. Diagnosis of Periprosthetic Infection: Recent Developments. J Bone Joint Surg Am. 2020 Aug 5;102(15):1366—1375. https://doi.org/10.2106/JBJS.19.00598

36. Gatti G, Taddei F, Brandolini M, Mancini A, Denicolò A, Congestrì F, Manera M, Arfilli V, Battisti A, Zannoli S, Marino MM, Marzucco A, Morotti M, Grumiro L, Scalcione A, Dirani G, Cricca M, Sambri V. Molecular Approach for the Laboratory Diagnosis of Periprosthetic Joint Infections. Microorganisms. 2022 Aug 5;10(8):1573. https://doi.org/10.3390/microorganisms10081573

37. Tubb CC, Polkowksi GG, Krause B. Diagnosis and Prevention of Periprosthetic Joint Infections. J Am Acad Orthop Surg. 2020 Apr 15;28(8):e340—e348. https://doi.org/10.5435/JAAOS-D-19-00405

38. Tan TL, Kheir MM, Shohat N, Tan DD, Kheir M, Chen C, Parvizi J. Culture-Negative Periprosthetic Joint Infection: An Update on What to Expect. JB JS Open Access. 2018 Jul 12;3(3):e0060. https://doi.org/10.2106/JBJS.OA.17.00060

39. Schwotzer N, Wahl P, Fracheboud D, Gautier E, Chuard C. Optimal culture incubation time in orthopedic device-associated infections: a retrospective analysis of prolonged 14-day incubation. J Clin Microbiol. 2014 Jan;52(1):61—6. https://doi.org/10.1128/JCM.01766-13

40. Insall JN, Thompson FM, Brause BD. Two-stage reimplantation for the salvage of infected total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 1983;(65):1087—98.

41. Ципящук Б. А., Голуб О. Д. Перипротезная инфекция. Бюллетень медицинских Интернет-конференций. 2020;(2):72—74.

42. Tsukayama DT, Goldberg VM, Kyle R. Diagnosis and management of infection after total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2003;(85):75–80. https://doi.org/10.2106/00004623-200300001-00014

43. Koo KH, Yang JW, Cho SH, Song HR, Park HB, Ha YC, Chang JD, Kim SY, Kim YH. Impregnation of vancomycin, gentamicin, and cefotaxime in a cement spacer for two-stage cementless reconstruction in infected total hip arthroplasty. J Arthroplasty. 2001 Oct;16(7):882—92. https://doi.org/10.1054/arth.2001.24444

44. Craig A, King SW, van Duren BH, Veysi VT, Jain S, Palan J. Articular spacers in two-stage revision arthroplasty for prosthetic joint infection of the hip and the knee. EFORT Open Rev. 2022 Feb 15;7(2):137—152. https://doi.org/10.1530/EOR-21-0037

45. Oussedik SI, Dodd MB, Haddad FS. Outcomes of revision total hip replacement for infection after grading according to a standard protocol. J Bone Joint Surg Br. 2010;(92):1222—6. https://doi.org/10.1302/0301-620X.92B9.23663

46. Bedair HS, Katakam A, Bedeir YH, Yeroushalmi D, Schwarzkopf R. A decision analysis of treatment strategies for acute periprosthetic joint infection: Early irrigation and debridement versus delayed treatment based on organism. J Orthop. 2020 Apr 29;22:246—250. https://doi.org/10.1016/j.jor.2020.04.003

47. Pletzer D, Coleman SR, Hancock RE. Antibiofilm peptides as a new weapon in antimicrobial warfare. Curr Opin Microbiol. 2016;(33):35—40. https://doi.org/10.1016/j.mib.2016.05.016

48. Fang X, Zhang L, Cai Y, Huang Z, Li W, Zhang C, Yang B, Lin J, Wahl P, Zhang W. Effects of different tissue specimen pretreatment methods on microbial culture results in the diagnosis of periprosthetic joint infection. Bone Joint Res. 2021 Feb;10(2):96—104. https://doi.org/10.1302/2046-3758.102.BJR-2020-0104.R3

49. Iannotti F, Prati P, Fidanza A, Iorio R, Ferretti A, Pèrez Prieto D, Kort N, Violante B, Pipino G, Schiavone Panni A, Hirschmann M, Mugnaini M, Francesco Indelli P. Prevention of Periprosthetic Joint Infection (PJI): A Clinical Practice Protocol in High-Risk Patients. Trop Med Infect Dis. 2020 Dec 11;5(4):186. https://doi.org/10.3390/tropicalmed5040186

50. Parvizi J, Shohat N, Gehrke T. Prevention of periprosthetic joint infection. Bone Joint J. 2017;99-B(4_Supple_B):3—10. https://doi.org/10.1302/0301-620X.99B4.BJJ-2016-1212.R1