Prothese infecties, een update…
Pathofysiologie, preventie, diagnose en behandeling
Dr Jan Geurts & Ellen Heerdt , PA Dept. Orthopaedic Surgery
Maastricht University Medical Centre the Netherlands
Pathofysiologie van orthopedische infecties
• Infectie: ziekteverwekkend micro-organisme dringt lichaam binnen, vermenigvuldigd zich en veroorzaakt ontstekingsreactie
• Klassieke symptomen lokale infectie: Calor, tumor, rubor, dolor en verlies van functie.
• Systemische ontstekingsreactie (bacteriëmie/sepsis): algehele malaise, vermoeidheid, koorts/koude rillingen.
• Bacteriën nestelen zich bij voorkeur op lichaamsvreemde oppervlakten zoals een prothese.
• Risico op een prothese infectie ongeveer 1%
• Wond contaminatie treedt voornamelijk op tijdens chirurgie
Grootste probleem: biofilm
The bionic society
Biofilm
Waar vechten we tegen?
• Dynamisch concept
• Geproduceerd door bacterien
• Gevoeligheid aan AB daalt
• Lage groeisnelheid
• AB penetreren niet
• Eigen immuunsysteem (macrofaag)
“kan er niet bij”
1 min 3 h 12 h 1
day 3 days
Biofilm
Waar vechten we tegen?
Bacteriele aanhechting, adhesie en aggregatie op biomaterialen
Biofilm hindert en vertraagt de genezing/behandeling en kan leiden tot verlies vh implantaat
Biofilm "The race for the surface"
Microbiele adhesie / biofilm vorming is in strijd met ingroei/integratie vh implantaat met lichaamseigen weefsel
Tissue cells win infection risk <
Bacteria win formation biofilm on implant
Biofilm
The race for the surface
Polymeren predepositie voor St.epidermidis Metals predepositie voor St.aureus
Relatieve risico CrCo > stainless steel > titanium
Primaire
protheses Revisie
protheses
Wat komt er op ons af?
Infectie preventie
Gastheer weerstand optimaliseren preop
- Voedingsstatus - Diabetes
- Hypothermie voorkomen - Antibiotica
OK hygiëne: wondcontaminatie voorkomen
- Kleding - Gedrag
- Luchtbehandeling
Wond contaminatie op OK - 2 % komt van patiënt - 98 % via de lucht
30 % direct uit de lucht
70 % indirect via handen en instrumenten
Infectie preventie Antibiotica
Bacteriën die in wond terechtkomen direct doden (profylaxis)
Systemisch
- IV 12-24 hr: effectief voor diepe en opp infectie profylaxe 75% reductie
Locaal rond prothese - AB in/aan coating
- PMMA bot cement (Polymethyl methacrylaat= PMMA) met AB
- powder polymer and liquid monomer - Polymerisation in about 10-20 minutes
- AB: Diffusion proces with penetration of 100µm to 1cm - Initial release: controlled by surface roughness
- Sustained release: controlled by porosity [<in time]
- Bone cement higher porosity more AB release
Sleutel tot succes
• Vroege diagnose and adequate chirurgische + antibiotische therapie
• Noodzaak voor multidisciplinaire aanpak :
orthopeed, plastisch chirurg, MMB, infectioloog, gespecialiseerd wondVPK
Sleutel tot Succes
Infectie diagnostiek
Infection diagnostics is a multi disciplinary task
Medical history periodical pain +/- fever,
relative thrust of secretion, recurrence free periods Laboratorium ESR, CRP, Leucocytes (normal in non-acute phase)
X-ray sclerosis, fistula, sequesters, periost reaction, lysis, rough cortex
MRI abces, anatomy, specific
cave edema
PET-CT Positron Emissie Tomografie: verhoogde activiteit weefsel/cellen (nucleair): infectie/tumor
PCR Polymerase chain reaction; incub. tijd
Infectie diagnostiek
Bacteriologie
Fistels: 50% verkeerde bacteriële diagnose
gecontamineerde huid en gekoloniseerd traject best: en pus
Lab: 2 (beter 3) weken cultuur CAVE valse + / - resultaten
Beste informatie:
diepe weefselkweken pus in spuit
(wattenstok is een transport medium)
Infectie diagnostiek
RX
Hematogene en posttraumatische Osteomyelitis lijken sterk op elkaar wanneer chronisch
Infectie diagnostiek
CT: axiale informatie en fistulografie
Infectie diagnostiek
MRI: granulatie weefsel oedeem (CAVE vals positieven)
Infectie diagnostiek
PET CT scan - Positron Emission Tomography
Belangrijkste: CHIRURGIE
• Verminderen van de bacteriële load met +/- 95%
• Door : verwijderen puspockets / sequesters (dood bot)
Resterende (5%) bacteriën: gedood door ANTIBIOTICA
• Initieel intra-veneus (2 weken)
• Vervolgens oraal (4 weken) Totaal 6 weken
Gerichte AB behandeling op geleide van diepe kweken
– Bij nog onbekende bacterie, behandelen met breed spectrum AB tot diepe kweken bekend zijn, waarna versmalling van spectrum;
– Start Rifampicine bij droge wond om biofilm te voorkomen
Behandeling
J Bone Joint Surg Br 1986; Bengtson et al. Acta Orhop Scand1991
50
0 100 150
Johnson, 1986 Bengtson, 1991
Patients treated with antibiotics only
Cured 250 Cure rate 8% Cure rate 9%
200
Behandeling
Fout : antibiotica zonder chirurgisch debridement
Procedures
• DAIR: Debridement, Antibiotics & Implant retention (in-situ behandeling).
Schoonmaken van het gewricht, prothese behouden (debridement),
eventueel vervangen van mobiele onderdelen van de prothese (liner/insert)
• 1-stage procedure: verwijderen prothese, debridement/nettoyage van
gewricht, afnemen kweken (weefsel en prothese). Plaatsen nieuwe prothese tijdens zelfde ingreep
• 2-stage procedure: verwijderen prothese, debridement/nettoyage van gewricht, afnemen kweken (weefsel en prothese). Plaatsen van tijdelijke spacer (bevat antibiotica). Na 6-8 weken re-operatie waarbij verwijderen spacer, nieuw debridement en plaatsen definitieve prothese
Gerichte AB behandeling
Totale behandelingduur: 12 weken
Behandeling PJI
Heup en knie spacers
Infectie Prothese
Acuut
• Binnen 6 weken na de operatie
• Symptomen <3 weken bij een late infectie
Chronisch
symptomen langer dan 6 weken
Geen operatie mogelijk
Levenslang antibiotica
- Geen fistel
- Geen loszittende prothese - Geen lastig te behandelen bacterie
- Fistel
- Loszittende prothese - Lastig te behandelen bacterie
Proberen prothese te behouden
Prothese niet te behouden
DAIR-procedure
Operatief schoonmaken van de prothese en 3 maanden antibiotica
Vervangen van de prothese in 1 operatie (1- stage-revisie). Meestal mogelijk indien
1. relatief gezond (weinig tot geen co-
morbiditeiten) 2. bacterie bekend en
goed gevoelig voor antibiotica
3. Weke delen gezond
Vervangen van de prothese met 2 operaties (2-stage- revisie)
Vervanging is niet mogelijk:
• Indien re-operatie geen optie is
• bacterie reageert niet op AB
• Weke delen rondom prothese in slechte conditie
• Blijvend verwijderen van de prothese (girdlestone)
• Vastzetten van het gewricht (arthrodese)
• Amputatie
85 van de 100 patiënten genezen
15 van de 100 patiënten:
infectie geneest niet door DAIR-procedure
DAIR
Debridement, antibiotics, irrigation and retentionOperatie: vervangen mobiele/losse delen prothese
+ schoonmaken + spoelen
Opname 2 weken Antibiotica iv
Antibiotica oraal 10 weken (thuis)
Mogelijk indien
- Acute PJI: vroeg postoperatief (< 2 maanden na index operatie) óf relatief korte symptomatologie
(4-6 weken)
- Bij stabiele, goed gefixeerde prothese;
- Easy-to-treat bacterie
- botweefsel en weke delen van goed-redelijke kwaliteit (vitaal en goed bedekte prothese met
cutis/subcutis en kapsel).
Oxford studie
Exchange modular parts
10y survival 86% vs 68% (p=0.02) Combi
Early + exchange 90% (78-100%) Early + no exchange 81% (67-95%) Late + exchange 79% (60-98%) Late + no exchange 52% (31-73%)
• perioperatief afnemen 5-6 vocht/weefsel kweken (geen uitstrijk) met afzonderlijke instrumenten (NB. bij voorkeur geen antibiotica starten voor het afnemen van kweken)
• excideren van al het geïnfecteerde weefsel (volledige synovectomie, abceswand resectie);
• uitgebreid spoelen met 0.9% NaCL of Ringer Lactaat (pulse lavage)
• vervanging van mobiele componenten indien mogelijk (TKP: insert, THP: kop/liner)
• overweeg gebruik locale carrier met antibiotica (niet- oplosbare carriers: re-operatie plannen voor verwijderen van carrier).
• Rifampicine starten bij droge wond om formatie biofilm te voorkomen + andere AB iv (breed) in afwachting van kweek/gevoeligheid: 14 dgn. Totale behandeling AB minimaal 6 weken
NB. Bij persisteren infectie max twee debridementen,
afhankelijk van verwekker, patiënt en lokale situatie. Wanneer infectie niet bedwongen, is prothese explantatie doorgaans noodzakelijk.
DAIR
• Infectie bij een loszittende prothese
• Infectie met fistel
• Onbekende of lastig te behandelen bacterie
Behandeling PJI
Wanneer volledig verwijderen prothese
Operatie Opname 2 weken Antibiotica iv
Antibiotica oraal thuis 10 weken
Bij relatief gezonde patiënten met bekende, goed te
behandelen bacterie en gezonde weke delen (huid, spieren, kapsel) thv prothese. Kans op volledige genezing infectie: 85%
Voordelen - één operatie
- één klinische opname (10-14 dagen)
-weefselschade < 2-stage procedure (functionaliteit heupgewricht)
-minder morbiditeit Nadeel
-Resultaten kweken postop: te laat voor specifieke AB keuze (lagere lokale AB concentratie)
- kans op volledig verdwijnen van infectie iets kleiner dan bij 2- stage-procedure (selectie)
1-stage-procedure
Operatie 1 Opname 2weken +antibiotica
Antibiotica
thuis 4 weken Operatie 2 Opname 1 week +antibiotica
Antibiotica thuis 5 weken
“Gouden standaard”
Indien 1-stage procedure geen optie is; bacterie niet bekend of niet goed te behandelen, of bij slechte conditie weke
delen(fistel, wond of verlittekening) Voordelen
-beste resultaten: eerst infectie-eradicatie, dan reconstructie (multipele, goede kweken; uitslag bekend/gerichte AB voor reimplantatie): 90% kans op volledige genezing van infectie
-tweemaal debridement (2e bij re implantatie) -Extractie van alle componenten -hoge Locale AB concentratie (spacer/kralen) + adjuvante AB
Nadelen -twee ingrepen, meer weefselschade
-twee klinische opnames -spacer kan stijfheid en pijnklachten veroorzaken -
Hogere morbiditeit
