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，不仅给患者带来多重手术打击，更消耗巨大的医疗资源。近10年来，人工关节置换术后感染率已明显下降，但目前接受人工关节置换术的患者增长速度已远远超过感染率下降的速度，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考虑医院内感染，病原菌具有耐药性，其中最常见的是葡萄球菌，占70%～80%，革兰氏阴性杆菌、厌氧菌和非A组链球菌也较常见。

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，或称迟发性感染。早期感染是由手术过程中细菌直接进入关节引起的，最常见的是表皮葡萄球菌。迟发性感染是由血液传播引起的，最常见的是金黄色葡萄球菌。手术后的关节更容易感染。例如，人工关节置换术后修复的感染率为10%，而因类风湿性关节炎而进行关节置换的患者感染率也更高。

大部分感染发生在术后数月内，最早可出现于术后两周内，最晚也可在数年才出现，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、泌尿道感染等。

早期感染时，体温不仅无法恢复，反而在术后三天后持续升高。关节疼痛不仅没有逐渐减轻，反而逐渐加剧，静息时出现搏动性疼痛。切口有异常渗出或分泌物，应仔细检查，不要轻易将发热归咎于肺部或泌尿道等身体其他部位的术后感染。切勿将切口渗出简单地归因于脂肪液化等常见的渗出。鉴别感染位于浅表组织还是假体周围深层也很重要。

晚期感染患者（大多数已出院）的关节肿胀、疼痛和发热可能并不严重。一半患者可能没有发热。表皮葡萄球菌可引起无痛性感染，仅10%的患者会出现白细胞计数升高。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，后者是指应通过休息缓解的运动相关疼痛，以及无法通过休息缓解的炎性疼痛。然而，有人认为假体松动的主要原因是延迟性慢性感染。

三、诊断

1.血液学检查：

主要包括白细胞计数及分类、白细胞介素6(IL-6)、C反应蛋白(CRP)及红细胞沉降率(ESR)。血液学检查优点是简便易行，可快速获得结果；ESR及CRP特异性较低；IL-6对术后早期判断假体周围感染有重要价值。

2.影像学检查：

X光片：对感染的诊断既不敏感也不特异。

膝关节置换术感染X光片

关节造影：在感染诊断中，主要代表表现是滑液流出和脓肿。

CT：可显示关节积液、窦道、软组织脓肿、骨侵蚀、假体周围骨吸收。

MRI：对关节液和脓肿的早期发现具有高度敏感性，在假体周围感染的诊断中尚未得到广泛应用。

超声波：液体积聚。

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%。当两种扫描联合用于检查关节置换术后假体周围感染时，可以达到更高的敏感性、特异性和准确性。该检查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）。它可以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

在髋关节感染中，关节液白细胞计数 > 3,000/ml 且伴有 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

假体周围组织快速术中冰冻切片是术中组织病理学检查最常用的方法。冰冻切片常采用Feldman诊断标准，即在至少5个独立的显微镜视野中，每高倍镜（400倍）观察中性粒细胞≥5个。研究表明，该方法的敏感性和特异性分别超过80%和90%。该方法目前是术中诊断的金标准。

7. 病理组织的细菌培养

假体周围组织细菌培养对感染诊断具有较高的特异性，已成为诊断假体周围感染的金标准，亦可用于药敏试验。

四、鉴别诊断s

由表皮葡萄球菌引起的无痛性假体关节感染与假体松动较难鉴别，必须通过X光等检查确诊。

五、治疗

1.单纯抗生素保守治疗

Tsakaysma和se,gawa将关节置换术后感染分为四型，I型为无症状型，患者仅在翻修手术组织培养中发现细菌生长，且至少两份标本培养出相同的细菌；II型为早期感染，多发生于术后1个月内；IIl型为迟发性慢性感染；IV型为急性血源性感染。抗生素治疗的原则是敏感、足量、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。若I型感染细菌培养阳性，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、管灌洗手术

采用创伤保留假体治疗的前提是假体稳定，且为急性感染。感染病原体明确，细菌毒力低，有敏感抗生素，且可在清创术中更换衬垫或间隔物。文献报道，单纯抗生素治疗治愈率仅为6%，抗生素加清创术并保留假体治愈率高达27%。

适用于早期感染或急性血源性感染，且假体固定良好；且感染明确为低毒力细菌感染，对抗菌治疗敏感。治疗方法包括彻底清创、抗菌冲洗和引流（持续6周）以及术后全身静脉抗菌药物治疗（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

其具有创伤小、住院时间短、医疗费用低、伤口瘢痕少、关节僵硬程度低等优点，有利于术后关节功能的恢复，该方法主要适用于早期感染及急性血源性感染的治疗。

一期置换，即一步法，仅适用于低毒性感染、彻底清创、抗生素骨水泥以及敏感抗生素的适用情况。根据术中组织冰冻切片结果，如果白细胞少于5个/高倍视野，则提示为低毒性感染。彻底清创后，进行了一期关节置换术，术后未出现感染复发。

彻底清创后立即置换假体，不需开放手术，具有创伤小、疗程短、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，且不合并以下情况：（1）置换关节多次手术史；（2）窦道形成；（3）周围组织严重感染（如脓毒症）、缺血、瘢痕形成；（4）创伤清创不彻底，部分骨水泥残留；（5）X线提示骨髓炎；（6）骨缺损需要植骨；（7）混合感染或高毒力细菌感染（如链球菌D、革兰氏阴性菌）；（8）骨质丢失需要植骨；（9）骨质丢失需要植骨；（10）骨移植需要植骨。 （3）细菌感染（例如：链球菌D属、革兰氏阴性菌，尤其是假单胞菌属等），或真菌感染、分枝杆菌感染；（8）细菌培养不明。

4. 二期修复手术

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

间隔物、抗生素载体、抗生素

无论采用何种间隔器技术，均需进行抗生素骨水泥固定，以增加关节内抗生素浓度，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部感染最有效的治疗方法。该方法包括彻底清创，取出假体及异物，置入关节间隔器，持续静脉注射敏感抗菌药物至少6周，并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地使用。

合并其他全身性感染灶者可及时治疗。

有两次清创机会，可以更彻底地清除坏死组织和异物，大大降低术后感染的复发率。

缺点：

再次麻醉和手术会增加风险。

治疗周期延长，医疗费用增加。

术后功能恢复较差且缓慢。

关节置换术：适用于治疗无效的持续性感染，或大面积骨缺损；患者病情限制再次手术及重建失败。术后残留疼痛，需长期使用支具辅助活动，关节稳定性差，肢体短缩，功能受影响，应用范围有限。

关节置换术：术后感染的传统治疗方法，具有良好的术后稳定性和缓解疼痛的效果。缺点包括肢体缩短、步态障碍和关节活动度丧失。

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缺失、软组织缺损；（2）细菌毒力强，混合感染，抗菌治疗无效，产生全身毒性反应，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：

优化患者术前状态，术前应治愈所有现有感染。最常见的血源性感染来自皮肤、泌尿道和呼吸道。髋关节或膝关节置换术中，下肢皮肤应保持完整。老年患者常见的无症状菌尿无需术前治疗；一旦出现症状，必须及时治疗。患有扁桃体炎、上呼吸道感染和足癣的患者应清除局部感染灶。大型牙科手术是潜在的血流感染源，虽然应避免，但如果必须进行牙科手术，建议在关节置换术前进行。全身状况较差的患者，例如贫血、低蛋白血症、合并糖尿病和慢性泌尿道感染，应积极及早治疗原发病，以改善全身状况。

2.术中处理：

(1) 在关节置换术的常规治疗方法中也应采用完全无菌的技术和工具。

（2）应尽量减少术前住院时间，以减少患者皮肤被医院获得性细菌菌株定植的风险，并应在手术当天进行常规治疗。

（3）术前应做好术区备皮工作。

（4）手术服、口罩、手术帽和层流手术室可有效减少手术室内空气中的细菌。佩戴双层手套可降低外科医生与患者手部接触的风险，建议佩戴。

（5）临床证明，使用限制性更强的假体，尤其是铰链式假体，由于磨料金属碎片会降低吞噬活性，比非限制性全膝关节置换术具有更高的感染风险，因此在选择假体时应避免使用。

（6）提高术者手术技巧，缩短手术时间（尽可能<2.5 h）。缩短手术时间可减少切口暴露于空气中的时间，从而减少止血带的使用时间。术中避免野蛮操作，可反复冲洗伤口（最好使用脉冲冲洗枪），对怀疑被污染的切口可进行碘蒸气浸泡。

3.术后因素：

（1）手术打击会导致胰岛素抵抗，从而引发高血糖症。这种现象可能在术后持续数周，使患者易患伤口相关并发症。此外，非糖尿病患者也会出现这种情况。因此，临床术后血糖监测同样重要。

（2）深静脉血栓形成会增加血肿及随之而来的伤口相关问题的风险。一项病例对照研究发现，术后应用低分子肝素预防深静脉血栓形成，有利于降低感染的可能性。

（3）闭式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。初步研究结果表明，术后用于注射镇痛药的关节内导管也可能容易引起伤口感染。

4.抗生素预防：

目前临床常规应用预防性剂量抗生素，在术前和术后静脉全身给药，以降低术后感染风险。临床上多以头孢菌素类抗生素为首选，抗生素使用时机与手术部位感染率呈U型曲线关系，在抗生素最佳使用时间段前后感染风险均较高。近期一项大型研究发现，在手术切口前30至60分钟内使用抗生素，感染率最低。而另一项关于全髋关节置换术的大型研究则显示，在手术切口后30分钟内使用抗生素，感染率最低。因此，一般认为抗生素的给药时间为手术前30分钟，在麻醉诱导期给药效果最佳。术后仍需给予另一剂量的预防性抗生素。欧美国家抗生素通常使用至术后第三天，而国内文献报道通常连续使用1至2周。然而，普遍的共识是，除非特殊情况，应避免长期使用强效广谱抗生素。如果必须长期使用抗生素，建议联合使用抗真菌药物来预防真菌感染。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。对于长时间手术，包括双侧手术，应使用较大剂量的抗生素，尤其是在抗生素半衰期较短的情况下。

5.抗生素与骨水泥联合使用：

抗生素灌注骨水泥也首先在挪威用于关节置换术，最初挪威关节置换术登记处的一项研究表明，抗生素静脉输注和骨水泥（联合抗生素假体）灌注相结合，比单独使用任何一种方法更能有效地降低深部感染率。这一发现在随后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年对抗生素灌注骨水泥在初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，当每40g骨水泥中添加不超过2g抗生素粉末时，骨水泥的生物力学性能不受影响。但并不是所有的抗生素都可以添加到骨水泥中。可以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、低致敏性、良好的水溶性、广谱抗菌谱和粉状材料。目前临床上多使用万古霉素和庆大霉素，以往认为将抗生素注射入骨水泥会增加过敏反应、耐药菌株产生以及假体无菌性松动的风险，但目前尚无证据支持这些担忧。

七、总结

通过病史、体格检查及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，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便易行、费用低廉，但根除关节感染大多需要多种手术方法的联合应用。选择手术治疗的关键在于考虑假体移除问题，这是处理关节感染的核心环节。目前，抗生素、清创和关节置换的联合应用已成为大多数复杂关节感染的综合治疗方法，但仍需改进和完善。