人工膝关节置换术后感染危险因素研究进展
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研究进展
中华临床医师杂志(电子版)2010年7月第4卷第7期 ChinJClinicians(ElectronicEdition),July15,2010,Vol.4,No.7 1045
综述
人工膝关节置换术后感染危险因素研究进展
蔡筑韵 石长贵 鲍哲明 苏佳灿
感染是全膝关节置换术(totalkneearthroplasty,TKA)后一种非常严重的并发症,患者不仅要经历巨大的痛苦,同时也要承担高昂的医疗费用,对于骨科医师来说也是一个挑战。由于TKA患者的老龄化趋势以及假体在体内留存时间增长所带来的持续性感染风险,未来TKA术后感染的发病率还将有所上升[1]。人工关节周围的感染与细菌在菌膜内生长大有关系,菌膜能
[2]保护膜内的细菌不受抗生素和宿主免疫反应的作用,因此在假体上生长的菌膜形成菌要比一般细菌对抗生素的抵抗能力强得多,这也是单纯采用非手术治疗难以彻底根除假体周围感染的主要原因。从以往的报道中可以发现,与TKA术后感染相
[2]关的患者因素有很多,如营养不良、类风湿关节炎、银屑病、肥胖、糖尿病、恶性肿瘤、异体输血、晚期的HIV感染等
一、术前因素。目前国际上有不少学者对TKA术后感染的危险因素进行各项流行病学调查研究,得出了一些成果,现就其研究进展作一综述。
1畅恶性肿瘤:恶性肿瘤一直被认为是一项TKA术后感染的危险因素。Berbari等以462例患有TKA或全髋关节置换(THA)术后感染的患者作为病例组,以同等数量的进行过手术而未感染的患者作为对照组进行病例对照研究,采用多因素的[3]Logistic回归模型分析后发现,在术前因素中,恶性肿瘤(OR3畅1,95%CI1畅3~7畅2)与关节置换术后感染的关联性较强。由于肿瘤产物(包括异位激素的产生)异常的免疫反应(包括交叉免疫、自身免疫和免疫复合物沉着等)或其他不明的原因,可引起以关节病变为表现的副肿瘤综合征,可能与TKA术后感染有关。另外针对肿瘤的一些治疗可使机体产生免疫抑制,也有增加TKA术后感染的可能。
Chan等2畅糖尿病:Bolognesi等[5][4]通过对糖尿病患者TKA围手术期并发症分析后指出,高血糖可增加术后伤口并发症发生率。患者胶原合成发生障碍,白细胞功能低下可能是导致伤口愈合障碍的原因,伤口愈合时间的延长会增加术后感染的可能。认为糖尿病患者容易出现皮肤溃疡等症状,而皮肤溃疡可能会引起TKA术后感染。美国矫形外科医师学会
[6](AAOS)认为围手术期高血糖对患者的急性损伤更多些,所以对糖尿病患者围手术期血糖应严格控制
[6]。3畅类风湿关节炎:类风湿患者的术后感染率通常都比较高,AAOS指出类风湿病患者进行关节置换的术后感染率是骨性关节炎患者的2~3倍。Bongartz等[7]认为其原因包括营养不良和长期激素药物治疗等。因为这一类患者通常膝关节皮肤
菲薄、静脉变细、组织愈合能力较差,所以在TKA术后更容易被感染。
4畅既往手术史:既往由于半月板、滑膜手术或多次翻修术造成膝关节周围瘢痕形成、挛缩及畸形均会增加TKA的难度,从而延长了手术时间,增加了感染的危险。Berbari等[3]研究认为关节置换手术史(OR2畅0,95%CI1畅4~3畅0)与关节置换术后感染有联系。
[8]5畅肥胖:肥胖一直被认为会对TKA术后产生负面影响,以往超重患者一般会不考虑行TKA手术。Pulido等进行一项
队列研究,在进行了多因素的调整分析后指出,体重指数(bodymassindex,BMI)>40kg/m(OR3畅23,95%CI1畅6~6畅5)为患者自身的一个独立危险因素。但Stickles等[9]2应用线性回归分析发现,肥胖患者与其他患者一样术后获得相同的功能改善和满意度,只是较大的BMI患者术后1年上下楼较困难。
另外,患者应该获得足够的蛋白质摄入量,并且每日补充维生素和矿物质,尤其是维生素A和C、锌以及铜,从而可以去除营养不良对术后感染产生的影响
二、围手术期因素
1畅预防性使用抗生素:预防性使用抗生素能够有效降低TKA术后感染率。抗生素使用的目的和作用仅仅是在于在手术过程中(从皮肤切开至切口缝合)保持手术野有足够的抗生素浓度以杀灭污染手术野的细菌。抗菌药物通过静脉方式给药,而给药时间一般认为在手术部位切开刀口前约60min,在麻醉诱导期给药最为安全。头孢菌素的静脉注射量应当为耐青霉素葡萄球菌最低抑菌浓度的60倍[6][10]。。在切口闭合后,预防性使用的抗生素将不再提供任何保护。但也有学者认为切口闭合后
[11]持续使用24h以上的抗生素会降低因放置引流所起的感染风险,并且会增加机体的耐药性。
2畅手术环境:手术室空气中细菌坠落污染是感染的一大来源,这些细菌多来自进入手术室的人员。Charnley的手术团队身着排气手术服以及使用层流手术室进行手术,极大地降低了感染率,但层流手术室是否的确能够降低感染率仍然缺乏统计意义上的证据[6]。Owers等[12]认为Charnley的成功应当归功于他使用了层流手术室以及排气服的组合,这种组合的综合效
DOI:10.3877/cma.j.issn.1674唱0785.2010.07.032基金项目:上海市科委纳米专项(0852nm04300);上海市卫生局中医药专项基金(2009S018);上海市科委白玉兰专项基金(2009B004)作者单位:200433 上海,第二军医大学附属长海医院骨科
通讯作者:苏佳灿,Email:sujiacan@yahoo.com.cn
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1046 中华临床医师杂志(电子版)2010年7月第4卷第7期 ChinJClinicians(ElectronicEdition),July15,2010,Vol.4,No.7应要优于单独使用这两个设备中的任何一个。人体的细菌以及衣物上的细菌会因人员走动以及衣服等物品的抖动而使细菌
[13]附着于微尘上,有研究认为手术室中的人员数量及人员的运动量均与术后感染有关联。
3畅术后引流:一般认为,TKA后放置引流管可以防止血肿形成,而血肿会增加局部张力而影响伤口愈合和膝关节活动度,
[14]进而增加局部感染的危险。Willemen等指出,TKA后放置的引流管应在24h内拔除,否则会增加感染概率。因此如果不
引流,将会减少TKA后感染的发生率,并且引流会延长手术时间以及止血带时间,从而增加了围手术期风险。目前为止,尚无临床研究可以确切证实在TKA后放置引流的好处。
4畅NNIS手术患者危险指数:该项指数通过对以下三个指标给每个手术进行评分:(1)患者术前的美国麻醉医师协会评分(ASAscore),ASA评分本身就是患者状况评价的一个指数,它按照身体健康(1分)到24h内预期死亡(5分)分为5个等级。(2)对伤口污染程度的评价,可分为4个级别:伤口洁净,伤口一般洁净,伤口污染,伤口严重污染。(3)手术时间,各种手术的
[15]持续时间均不相同,它们对术后感染的影响也不一样。手术时间的缩短既可减少切口暴露时间,又可减少止血带使用时
间,防止局部组织的低氧状态所导致的机体对微生物抵抗力的降低,从而可以降低感染的风险。
5畅止血带:止血带能减少术中出血,但同时减少下肢血运,长时间缺血缺氧造成脂肪细胞坏死、皮肤及皮下组织抵抗力下
[16]降,从而影响伤口愈合,增加感染的风险。Thorey等建议在关节囊缝合前放松止血带,减少下肢缺血时间,降低术后伤口并
发症。
[8]除了以上几种危险因素外,根据Pulido等的研究,双侧膝关节均进行关节置换术会增加患者术后感染的风险(OR
[17]5畅85,95%CI2畅5~13畅9),但也有学者认为双侧手术的感染风险比单侧进行小3倍。术后伤口冲洗也被认为可以降低术
后感染率,Cheng等在关节置换术中对一组患者(208例)使用聚乙烯吡酮碘进行伤口冲洗,感染率明显低于未冲洗组(206
[19]例)。Justinger等指出在TKA手术中,闭合伤口所用的缝线的种类对术后感染也有一定程度的影响。
三、术后因素
1畅异体输血:异体输血一直被认为是一个危险因素,有治疗表明异体输血的患者术后感染的概率为未输血患者的2畅1[8]倍。可能的原因是患者血液中被诱生出抗供者的白细胞和血小板表面同种异型的人类白细胞抗原(humanleukocyteanti唱gen,HLA)的抗体,多次接受异体输血的患者可发生非溶血性输血反应,引起白细胞减少,使感染的概率极大地增加。Gaspari唱[20]ni等研究认为术中局部使用低剂量的去甲肾上腺素可以减少TKA手术中的失血,从而一定程度上能够避免异体输血。
2畅术后尿路感染:正常情况下,膀胱的尿液是无菌的,进入膀胱的细菌可以通过膀胱的排泄和膀胱壁分泌的有机酸和分泌型IgA的抗菌作用被清除,而由于切口疼痛等原因,患者不能充分排尿或不能主动排尿,使尿液积于膀胱内,细菌在残留的尿液中繁殖,并侵入膀胱壁,从而引起膀胱炎。而尿潴留或排尿不畅,也会继发性引起上尿路感染,多见于术后卧床的患者。
[6]目前认为术后尿路感染很可能是血源性传播至关节的,细菌经血液扩散到达手术部位从而导致人工关节周围感染。
[21]3畅菌血症:菌血症能够引起血源性感染。Murdoch等通过对44例关节假体周围感染的患者进行研究,发现其中15例
是由于金黄色葡萄球菌引起的菌血症。他们认为只要满足以下两个条件中的一项即可确定为菌血症感染:(1)两次间隔在24h以内的血液培养均显示金黄色葡萄球菌阳性;(2)一次血液培养金黄色葡萄球菌测定为阳性,并且有临床证据表明全身性[22]的感染。牙科手术如拔牙、牙周刮除术等均可造成一过性菌血症,也可能引起感染。Waldman等认为对TKA术后具上述宿主因素者行牙科手术时需在术前1h和术后8h预防性使用第一代头孢菌素以预防假体周围感染。
4畅心脏疾病:术后房颤和术后心肌梗死这两个术后危险因素在以往的文献中并不多见,它们引起感染可能是由于以下两个原因,一是患有严重心脏并发症的患者使用了抗凝血药物,如肝素等。已经有研究表明抗凝剂的使用也是术后感染的一个
[23]危险因素。第二个原因可能是由于并发心脏疾病的患者身体状态通常较差,从而延长了伤口愈合的时间,增加了术后感染
的可能性。
5畅其他因素:如长期住院,也被认为是危险因素之一,患者长期在医院中,暴露于各种致病微生物的概率增大,从而增大
[3]了感染的可能性。此外,吸烟产生的烟雾中有大量CO,CO能够和血红蛋白结合成碳氧血红蛋白,后者对氧有巨大的亲和
[6]力,从而使组织缺氧,延长伤口愈合时间,增加感染的危险,所以患者术后应尽量避免与烟草接触。
四、总结
综上所述,TKA术后感染是多种因素所致的(表1),对新的危险因素的探讨,有利于对TKA术后感染的早期干预治疗。上述各个危险因素并不是各自独立的,有些因素相互影响甚至互为因果,因而术后感染是多因素综合作用的结果。膝关节处皮肤较薄,组织覆盖较少,血运相对不足,这也是膝关节易发生TKA术后感染的一个自身因素。对于一些已经确定为TKA术后感染危险因素的疾病,应该先治疗后再行关节置换术。随着研究调查的不断深入,越来越多的危险因素将被发现,从而能够更好地对TKA术后感染进行预防。[18]
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表1 通过病例对照研究得出的危险因素及其P值
危险因素
NNIS系统评分
1分
2分
恶性肿瘤
关节置换手术史
不包括假体的手术部位感染
BMI>40kg/m2≤0畅05≤0畅01≤0畅01≤0畅01≤0畅010畅001
0畅04
<0畅0001
0畅0024
≤0畅05a0畅02
0畅02
0畅009
0畅04
0畅0003
≤0畅01a0畅008a
0畅004a
<0畅0001a
≤0畅01a
≤0畅01a
≤0畅05a0畅0027
060畅0畅002a0畅010畅001<0畅0041Berbari等[3][8][17][24]ASA评分>2双侧膝关节置换单侧膝关节置换异体输血术后房颤心肌梗死尿路感染长期住院类风湿关节炎贫血手术时间过长术后伤口引流类固醇治疗糖尿病国际标准化比率>3畅0 注:a为单因素分析得出的P值,其他均为多因素分析的结果
参 考 文 献
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(本文编辑:郝锐)
人工膝关节置换术后感染危险因素研究进展[J/CD].中华临床医师杂志:电子版,2010,4(7):1045唱1048. 蔡筑韵,石长贵,鲍哲明,等.
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