人工关节置换术后感染的治疗策略

感染是人工关节置换术后最严重的并发症之一，不仅给患者带来多次手术打击，而且消耗巨大的医疗资源。近10年来，人工关节置换术后感染率明显下降，但目前接受人工关节置换的患者增长速度已远远超过感染率下降的速度，因此术后感染问题不容忽视。

一、发病原因

人工关节置换术后感染应被视为耐药病原体的医院获得性感染。最常见的是葡萄球菌，占70%～80%，革兰阴性杆菌、厌氧菌和非A族链球菌也常见。

二、发病机制

感染分为两类：一类是早期感染，另一类是晚期感染或称为迟发感染。早期感染是由手术期间细菌直接进入关节引起的，通常是表皮葡萄球菌。迟发型感染是由血液传播引起的，最常见的是金黄色葡萄球菌。做过手术的关节更容易受到感染。例如，人工关节置换术后翻修病例中有10%的感染率，而因类风湿性关节炎而进行关节置换的人感染率也更高。

大多数感染发生在术后几个月内，最早可出现在术后前两周，也有晚至几年才出现的早期主要表现为急性关节肿胀、疼痛和发热、发热症状必须与其他并发症相鉴别，如术后肺炎、尿路感染等。

早期感染的情况下，术后三天体温不但没有恢复，反而升高。关节疼痛不但没有逐渐减轻，反而逐渐加重，休息时有搏动性疼痛。切口有异常渗出或分泌物。这要仔细检查，不能轻易将发烧归咎于身体其他部位如肺部或泌尿道的术后感染。同样重要的是，不要简单地将切口渗出视为常见的渗出（例如脂肪液化）。确定感染是位于浅表组织还是假体周围的深层也很重要。

对于大多数已出院的晚期感染患者，关节肿胀、疼痛和发烧可能并不严重。一半的患者可能没有发烧。表皮葡萄球菌可引起无痛感染，仅 10% 的患者白细胞计数增加。血沉升高更为常见，但同样不具有特异性。疼痛有时会被误诊为假体松动，后者是与运动相关的疼痛，应通过休息来缓解，而炎性疼痛则不能通过休息来缓解。然而，有人提出假体松动的主要原因是迟发性慢性感染。

三．诊断

1.血液学检查：

主要包括白细胞计数加分类、白细胞介素6（IL-6）、C反应蛋白（CRP）和红细胞沉降率（ESR）。血液学检查的优点是简单易行，能很快得出结果； ESR、CRP特异性低； IL-6对于术后早期判断假体周围感染具有重要价值。

2.影像学检查：

X光片：对于感染的诊断既不敏感也不特异。

膝关节置换感染X线片

关节造影：诊断感染的主要代表性表现是滑液流出和脓肿。

CT：关节积液、窦道、软组织脓肿、骨侵蚀、假体周围骨吸收的可视化。

MRI：对于关节液和脓肿的早期检测高度敏感，但在假体周围感染的诊断中并未广泛使用。

超声检查：积液。

3.核医学

锝99骨扫描对关节置换术后假体周围感染的诊断敏感性为33%，特异性为86%，而铟111标记白细胞扫描对假体周围感染的诊断更有价值，敏感性为77%，特异性为86%。特异性为 86%。当两种扫描一起用于关节置换术后假体周围感染的检查时，可以获得更高的敏感性、特异性和准确性。该测试仍然是核医学中诊断假体周围感染的金标准。氟脱氧葡萄糖-正电子发射断层扫描（FDG-PET）。它检测感染区域葡萄糖摄取增加的炎症细胞。

4. 分子生物学技术

PCR：灵敏度高，假阳性

基因芯片技术：研究阶段。

5. 关节穿刺术：

关节液细胞学检查、细菌培养及药敏试验。

该方法简单、快速、准确

在髋部感染中，关节液白细胞计数 > 3,000/ml 结合 ESR 和 CRP 升高是存在假体周围感染的最佳标准。

6. 术中快速冰冻切片组织病理学检查

术中快速假体周围组织冰冻切片是术中最常用的组织病理学检查方法。 Feldman 的诊断标准，即至少 5 个单独的显微视野中每高倍放大 (400 倍) 大于或等于 5 个中性粒细胞，通常应用于冰冻切片。研究表明，该方法的灵敏度和特异性将分别超过80%和90%。该方法是目前术中诊断的金标准。

7. 病理组织细菌培养

假体周围组织细菌培养对诊断感染具有较高的特异性，被视为诊断假体周围感染的金标准，也可用于药敏试验。

四．鉴别诊断s

由表皮葡萄球菌引起的无痛假体关节感染与假体松动更难以区分。必须通过X射线和其他测试来确认。

五、治疗

1.单纯抗生素保守治疗

Tsakaysma和se,kawa将关节置换术后感染分为四种类型，I型为无症状型，患者仅在翻修手术组织培养中发现有细菌生长，且至少两份标本培养有相同细菌； II型是早期感染，发生在手术后一个月内； IIl型是迟发性慢性感染； IV型是急性血源性感染。抗生素治疗的原则是敏感、适量、及时。而术前关节腔穿刺和术中组织培养对于正确选择抗生素具有重要意义。如果细菌培养呈I型感染阳性，单纯应用敏感抗生素6周即可取得良好效果。

2.假体保留、清创引流、管冲洗手术

采用创伤保留假体治疗的前提是假体稳定且急性感染。感染微生物明确，细菌毒力低，可用敏感抗生素，清创时可更换内衬或垫片。文献报道，单独使用抗生素的治愈率仅为 6%，抗生素加清创和保留假体的治愈率为 27%。

适用于早期感染或急性血行感染，假体固定良好；此外，很明显，这种感染是一种对抗菌治疗敏感的低毒力细菌感染。该方法包括彻底清创、抗菌药物冲洗和引流（持续 6 周）以及术后全身静脉注射抗菌药物（持续 6 周至 6 个月）。缺点：失败率高（高达45%）、治疗周期长。

3.一期修复手术

具有创伤小、住院时间短、医疗费用低、伤口疤痕少、关节僵硬少等优点，有利于术后关节功能的恢复。该方法主要适用于早期感染和急性血行感染的治疗。

一期置换，即一步法，仅限于低毒感染、清创彻底、抗生素骨水泥、可用敏感抗生素等。根据术中组织冰冻切片结果，白细胞/高倍视野是否低于5个。这表明存在低毒性感染。彻底清创后进行一期关节置换术，术后未出现感染复发。

彻底清创后，立即更换假体，无需进行开放手术。具有创伤小、治疗周期短、费用低等优点，但术后感染复发率较高，据统计约为23%~73%。一期假体置换主要适用于老年患者，不需同时具备以下条件：（1）有多次置换关节手术史； (2)窦道形成； （3）严重感染（如化脓性）、周围组织缺血、结疤； (4)外伤清创不彻底，骨水泥部分残留； (5)X线检查提示骨髓炎； (6)需要植骨的骨缺损； (7)混合感染或高毒力细菌(如D型链球菌、革兰氏阴性菌)； (8)骨质流失需要植骨的； (9)骨质流失需要植骨的； (10)需要进行骨移植的骨移植物。 D链球菌、革兰氏阴性菌（尤其是假单胞菌等），或真菌感染、分枝杆菌感染； (8)细菌培养不明确。

4.二期翻修手术

因其适应症广泛（骨量充足、关节周围软组织丰富）、感染根除率高，近20年来一直受到外科医生的青睐。

间隔物、抗生素载体、抗生素

无论采用何种垫片技术，都需要使用抗生素进行骨水泥固定，以增加关节内抗生素的浓度，提高感染的治愈率。常用的抗生素有妥布霉素、庆大霉素和万古霉素。

国际骨科界已公认关节置换术后深度感染最有效的治疗方法。该方法包括彻底清创、去除假体和异物、放置关节垫片、持续使用静脉内敏感抗菌药物至少 6 周，最后在有效控制感染后重新植入假体。

优点：

有足够的时间来识别细菌种类和敏感的抗菌药物，可以在修复手术前有效使用。

合并其他全身感染灶可及时治疗。

有两次清创机会，更彻底地清除坏死组织和异物，显着降低术后感染的复发率。

缺点：

重新麻醉和手术会增加风险。

治疗周期长，医疗费用高。

术后功能恢复差且缓慢。

关节置换术：适用于对治疗无反应的持续感染，或大骨缺损；患者的病情限制了再次手术和重建失败。术后残留疼痛，需要长期使用支具辅助活动，关节稳定性差，肢体缩短，功能影响，适用范围受到限制。

关节置换术：术后感染的传统治疗方法，术后稳定性好，缓解疼痛。缺点包括肢体缩短、步态障碍和关节活动能力丧失。

截肢：是治疗术后深部感染的最后手段。适用于：（1）无法修复的严重骨质流失、软组织缺损； （2）细菌毒力强，混合感染，抗菌治疗无效，产生全身毒性，危及生命； (3)有多次翻修手术失败史的慢性感染患者。

六．预防

1.术前因素：

优化患者术前状况，术前应治愈所有现有感染。最常见的血源性感染是来自皮肤、泌尿道和呼吸道的感染。在髋关节或膝关节置换术中，下肢的皮肤应保持完整。无症状菌尿常见于老年患者，术前无需治疗；一旦出现症状一定要及时治疗。扁桃体炎、上呼吸道感染、足癣患者应消除局部感染灶。较大的牙科手术是血流感染的潜在来源，虽然可以避免，但如果需要进行牙科手术，建议在关节置换术之前进行此类手术。对于贫血、低蛋白血症、合并糖尿病、慢性尿路感染等全身状况较差的患者，应早期积极治疗原发病，改善全身状况。

2.术中管理：

(1)关节置换术的常规治疗方法也应采用完全无菌的技术和工具。

（2）术前应尽量减少住院，以降低患者皮肤定植医院获得性菌株的风险，手术当天应进行常规治疗。

(3)术前区应做好备皮准备。

(4)手术衣、口罩、帽子、层流手术室可有效减少手术室内空气传播的细菌。佩戴双层手套可以减少外科医生和患者之间手部接触的风险，建议佩戴。

(5)临床证明，由于磨蚀性金属碎片降低吞噬活性，使用限制性较大的尤其是铰链式假体比非限制性全膝关节置换术有更高的感染风险，因此在假体选择时应避免使用。

(6)提高操作者的手术技术，缩短手术时间（有条件的<2.5 h）。手术时间的缩短可以减少暴露于空气的时间，进而可以减少止血带的使用时间。手术时避免粗暴操作，可反复冲洗伤口（最好用脉冲冲洗枪），怀疑污染的切口可采取碘蒸气浸泡。

3.术后因素：

(1) 手术打击会诱发胰岛素抵抗，从而导致高血糖，这种现象可以在术后持续数周，并使患者容易出现与伤口相关的并发症，而且这种情况也发生在非糖尿病患者中。因此，临床术后血糖监测同样重要。

(2) 深静脉血栓形成增加血肿和随之而来的伤口相关问题的风险。病例对照研究发现，术后应用低分子肝素预防深静脉血栓形成，有利于降低感染概率。

(3)封闭引流是感染的潜在入口，但其与伤口感染率的关系尚未得到专门研究。初步结果表明，用于术后给予镇痛药的关节内导管也可能容易受到伤口感染。

4.抗生素预防：

目前，临床常规应用预防性剂量的抗生素在手术前后全身静脉注射，可降低术后感染的风险。临床上多采用头孢类抗生素作为首选抗生素，抗生素使用时机与手术部位感染率呈U型曲线关系，最佳抗生素使用时间前后感染风险较高使用。最近的一项大型研究发现，切开前30至60分钟内使用抗生素的感染率最低。相比之下，另一项全髋关节置换术的主要研究显示，在切口的前 30 分钟内使用抗生素，感染率最低。因此一般认为给药时间为术前30min，麻醉诱导期间效果最佳。手术后给予另一剂预防性抗生素。在欧美，抗生素通常使用至术后第三天，但在中国，据报道通常连续使用1至2周。但普遍的共识是，除非有特殊情况，否则应避免长期使用强效广谱抗生素，如果需要长期使用抗生素，建议与抗生素联合使用抗真菌药物，以预防真菌感染。 。万古霉素已被证明对携带耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的高危患者有效。长时间手术（包括双侧手术）应使用较高剂量的抗生素，尤其是当抗生素半衰期较短时。

5、抗生素与骨水泥联合使用：

抗生素注入的水泥也首先在挪威的关节置换术中使用，最初挪威关节置换术登记处的一项研究表明，联合使用抗生素 IV 和水泥（组合抗生素假体）输注比单独使用任何一种方法都更有效地降低了深部感染的发生率。这一发现在接下来 16 年的一系列大型研究中得到了证实。芬兰的一项研究和澳大利亚骨科协会 2009 年就抗生素注入水泥在首次和翻修膝关节置换术中的作用得出了类似的结论。研究还表明，每 40 g 骨水泥中添加抗生素粉末的剂量不超过 2 g，骨水泥的生物力学性能不会受到影响。然而，并非所有抗生素都可以添加到骨水泥中。可添加到骨水泥中的抗生素应具备以下条件：安全性、热稳定性、低过敏性、水溶性良好、抗菌谱广、粉末状材料。目前临床上应用较多的是万古霉素和庆大霉素。人们认为，将抗生素注射到骨水泥中会增加过敏反应、耐药菌株出现和假体无菌松动的风险，但迄今为止没有证据支持这些担忧。

七．概括

通过病史、体格检查和辅助检查做出及时、准确的诊断是成功治疗关节感染的前提。根除感染并恢复无痛、功能良好的人工关节是治疗关节感染的基本原则。虽然抗生素治疗关节感染简单且廉价，但根除关节感染大多需要结合手术方法。选择手术治疗的关键是考虑假体拆除问题，这是处理关节感染的核心方面。目前，抗生素、清创术和关节置换术的联合应用已成为大多数复杂关节感染的综合治疗方法。但它仍然需要改进和完善。