Резюме
Актуальність. На сьогодні у протезуванні суглобів є ряд досягнень: виготовлення штучних компонентів суглоба, сучасні методи виконання даної процедури, наявність нових якісних методик виготовлення протезів. Однак залишається невирішеним питання верифікації параендопротезних ускладнень кульшових і колінних суглобів хворих на деформуючий остеоартроз, що діагностовано за допомогою методів променевої візуалізації. Мета. Визначити мікробіологічні та серологічні методи верифікації параендопротезних ускладнень при ендопротезуванні кульшових і колінних суглобів хворих на деформуючий остеоартроз. Матеріали та методи. У рамках роботи здійснена мікробіологічна верифікація 115 проб хірургічного матеріалу, що одержаний при сануючих втручаннях із вилученням компонентів ендопротеза у 26 хворих з імплант-асоційованою інфекцією. З метою серологічної верифікації застосовувалось виявлення рівня антитіл до золотистого стафілококу та піогенного стрептококу за допомогою імуноферментного методу та методу прямої гемаглютинації у парних сироватках, а також знаходження у компонентах крові С-реактивного білка. Досліджено 65 пацієнтів, верифіковано 196 варіантів сироватки, здійснено 796 серологічних тестів. Результати. Комплексне мікробіологічне та мікроскопічне дослідження дозволило охарактеризувати спектр імовірних збудників у 90 % обстежених пацієнтів з імплант-асоційованою інфекцією. Доопераційне мікробіологічне дослідження дозволяє у багатьох хворих встановити етіологічний фактор нагноєння у випадку грампозитивних мікроорганізмів, особливо стафілококів і стрептококів. Високі рівні антистафілококових антитіл спостерігали у 18,6 % хворих, як і антистрептолізину О. Цей факт не тільки підтверджував наявність інфекції відповідної етіології, але й свідчив про ймовірність гематогенного шляху інфікування навколопротезних тканин як наслідок септичного стану. Виявлення у сироватці крові С-реактивного білка свідчило про наявність запального процесу до операції у 68,4 % хворих. Висновки. У хворих на деформуючий остеоартроз з діагностованими параендопротезними ускладненнями висіяно схожі за типом бактерії, з домінуванням грампозитивної флори. Підвищені значення антитіл до золотистого стафілококу та піогенного стрептококу мають діагностичне значення при передопераційних параедопротезних ускладненнях і клінічному спостереженні пацієнтів після оперативного втручання.
Актуальность. На сегодняшний день в протезировании суставов есть ряд достижений: изготовление искусственных компонентов сустава, современные методы выполнения данной процедуры, наличие новых качественных методик изготовления суставов. Однако остается нерешенным вопрос верификации параэндопротезных осложнений тазобедренных и коленных суставов больных с деформирующим остеоартрозом, которые диагностированы при помощи методов лучевой визуализации. Цель. Определить микробиологические и серологические методы верификации параэндопротезных осложнений при эндопротезировании тазобедренных и коленных суставов больных с деформирующим остеоартрозом. Материалы и методы. В рамках работы проведена микробиологическая верификация 115 проб хирургического материала, полученного при санирующих вмешательствах с изъятием компонентов эндопротеза у 26 пациентов с имплант-ассоциированной инфекцией. С целью серологической верификации применялось выявление уровня антител к золотистому стафилококку и пиогенному стрептококку с помощью иммуноферментного метода и метода прямой гемагглютинации в парных сыворотках, а также нахождение в компонентах крови С-реактивного белка. Исследовано 65 пациентов, верифицировано 196 вариантов сыворотки, произведено 796 серологических тестов. Результаты. Комплексное микробиологическое и микроскопическое исследование позволило охарактеризовать спектр предполагаемых возбудителей у 90 % обследованных пациентов с имплант-ассоциированной инфекцией. Дооперационное микробиологическое исследование позволяет у многих пациентов установить этиологический фактор нагноения в случае грампозитивных микроорганизмов, особенно стафилококков и стрептококков. Высокие уровни антистафилококковых антител наблюдали у 18,6 % пациентов, как и антистрептолизина О. Этот факт не только подтверждал наличие инфекции определенной этиологии, но и свидетельствовал о вероятности гематогенного пути инфицирования околопротезных тканей как последствие септического состояния. Выявление в сыворотке крови С-реактивного белка свидетельствовало о наличии воспалительного процесса до операции у 68,4 % пациентов. Выводы. У пациентов с деформирующим остеоартрозом с диагностированными параэндопротезными осложнениями высеяны схожие по типу бактерии, с доминированием грампозитивной флоры. Повышенные значения антител к золотистому стафилококку и пиогенному стрептококку имеют диагностическое значение при передоперационных параэндопротезных осложнениях и клиническом наблюдении пациентов после оперативного вмешательства.
Background. To date, the problem of joint replacement has a number of achievements: the manufacture of artificial joint components, modern methods of performing this procedure, the availability of new quality techniques for the manufacture of prostheses. However, the issue of verifying paraendoprosthetic complications of the hip and knee arthroplasty in patients with deforming osteoarthritis remains unsolved, which are diagnosed using radiation imaging techniques. The purpose of our study was to identify microbiological and serological methods for verifying paraendoprosthetic complications of hip and knee arthroplasty in patients with deforming osteoarthritis. Materials and methods. Microbiological verification of 115 samples of surgical material obtained with sanitizing interventions involving removal of endoprosthetic components was performed in 26 patients with implant-associated infection. With aim of serological verification, the detection of the level of antibodies to Staphylococcus aureus and Streptococcus pyogenes was used by means of enzyme immunoassay and direct hemagglutination in paired sera, as well as the presence of a C-reactive protein in the blood components. Sixty five patients were examined, 196 variants of serum were verified, 796 serological tests were performed. Results. Comprehensive microbiological and microscopic research allowed to characterize the spectrum of expected pathogens in 90 % of the examined patients with implant-associated infection. Preoperative microbiological examination allows in many patients to establish an etiological factor of suppuration in case of Gram-positive microorganisms, especially staphylococci and streptococci. High levels of antistaphylococcal antibodies were observed in 18.6 % of patients, as well as of ASL-O. This fact not only confirmed the presence of infection of a certain origin, but also indicated the probability of the hematogenous pathway of infection of periprosthetic tissues, as a result of the septic state. The detection of C-reactive protein in the blood serum indicated an inflammatory process before the ope-ration in 68.4% of patients. Conclusions. In patients with deforming osteoarthritis and diagnosed paraendoprosthetic complications, similar bacteria were plated, with dominance of the Gram-positive flora. Elevated values of antibodies to Staphylococcus aureus and Streptococcus pyogenes are of diagnostic importance in case of preoperative paraendoprosthetic complications and clinical observation of patients after surgery.
Вступ
Останніми десятиріччями набуває значної актуальності питання захворюваності на деформуючий остеоартроз кульшових і колінних суглобів [1]. Це пов’язано, по-перше, з інтенсифікацією статичного навантаження на дані суглоби, а по-друге, з погіршенням демографічної ситуації в Україні та збільшенням частки осіб пенсійного віку, які становлять основний масив хворих з ураженнями кульшових і колінних суглобів [5].
На сьогодні у протезуванні суглобів є ряд досягнень: виготовлення штучних компонентів суглоба, сучасні методи виконання даної процедури, наявність нових якісних методик виготовлення протезів. Створено велику кількість сучасних спеціальних клінік для здійснення ендопротезувань, впроваджено реанімаційне та лабораторне супроводження для хірургічних втручань, комплекси відновлювальних методик [4].
Слід зазначити, що протезування суглобів різної локалізації має також і негативні сторони. Доволі тяжке ускладнення — інфекційний процес. Значна частка гнійних процесів на етапі різних періодів хірургічного втручання, наслідки у вигляді септичного стану, гнійного некротичного процесу у кістковій тканині індукують прискіпливе вивчення даної проблеми [9].
Останнім часом смертність від гнійних патологічних станів внаслідок хірургічного втручання на кульшовому суглобі становить 20 % [3], на колінному суглобі — у межах 5 %, у пацієнтів старечого віку — близько 10 % [7].
Наприклад, затрати в Америці на терапію запального процесу в кульшовому суглобі вимірюються в межах від 100 до 150 доларів США.
Згідно з інформацією Хірургічної академії США, кожного року там здійснюється хірургічних втручань на суглобах загальною кількістю 300 тисяч. Хірургічне втручання на суглобах нижніх кінцівок оцінюється в 1,5 млн доларів. Слід також зазначити, що на терапію інфекційних параендопротезних ускладнень витрачається сума у розмірі 400 млн доларів.
Слід підкреслити, що, за даними зарубіжних вчених, кількість інфекційних ускладнень досягає від 1 до 40 % [1, 3]. Розбіжності у результатах статистики зумовлені перш за все різницею у чисельності оброблених клінічних історій.
У наукових працях останніх років кількість інфекційних гнійних процесів була у межах від 2 до 5 % [8].
У наукових працях українських клінічних лікарень наведені такі цифри: в ортопедичній клініці Дніпра інфекційні процеси діагностовано у 5 % пацієнтів після 150 ендопротезувань, за результатами клініки імені Ситенка інфекційні нагноювання було діагностовано у 80 пацієнтів після виконання 1200 ендопротезувань.
Однак залишається невирішеним питання верифікації параендопротезних ускладнень кульшових і колінних суглобів хворих на деформуючий остеоартроз, що діагностовані за допомогою методів променевої візуалізації.
Мета роботи — визначити мікробіологічні та серологічні методи верифікації параендопротезних ускладнень при ендопротезуванні кульшових і колінних суглобів хворих на деформуючий остеоартроз.
Матеріали та методи
У рамках роботи здійснена мікробіологічна (культуральна та бактеріоскопічна) верифікація 115 проб хірургічного матеріалу, що одержаний при сануючих втручаннях з вилученням компонентів ендопротеза у 26 хворих з імплант-асоційованою інфекцією. Мікрофлору взято з хірургічного матеріалу 22 пацієнтів (84,6 %). Грампозитивну флору вивчено від 15 з 22 пацієнтів, лише грамнегативну флору — від 3 пацієнтів; у 12 (54,5 %) хворих із ділянки хірургічного втручання, незалежно від кількості проб, виділено одну схожу культуру.
Для серологічної верифікації застосовувалось виявлення рівня антитіл до золотистого стафілококу та піогенного стрептококу за допомогою імуноферментного методу та методу прямої гемаглютинації у парних сироватках, а також знаходження у компонентах крові С-реактивного білка. Дослідження проводилось у всіх пацієнтів, незалежно від мікробіологічної верифікації, із зразками збудників, що висіяні зі структур суглобів при хірургічному втручанні. У роботі було досліджено 65 пацієнтів, верифіковано 196 варіантів сироватки, здійснено 796 серологічних тестів.
Результати та обговорення
За даними аналізу культурального дослідження отриманого матеріалу, найбільш поширеними виявились стафілококи, що були висіяні у 14 з 22 пацієнтів (63,6 %), частіше — золотистий стафілокок. З інших мікроорганізмів у культурі виділяли: Streptococcus, Enterobacter, Corynebacterium тощо. Грамнегативні культури було вивчено у 7 пацієнтів (у 3 — синьогнійна паличка, у 1 — ентеробактерії, у 2 — кишкова паличка та у 1 — клебсієла пневмонії); від 2 пацієнтів — синьогнійна паличка у комплексі з коками, лише з середовища накопичення — у деяких зразках культур. Запального процесу не спостерігалось у 2 (9,1 %) пацієнтів.
Аналіз частоти отримання деяких мікроорганізмів за видом відносно числа досліджених проб наведено в табл. 1.
За результатами отриманих даних: серед 115 проб, що виконано, із 70,6 % зразків висіяно 104 культури, переважно за рахунок монокультури — 54 %. У культурах, що було отримано, переважали грампозитивні бактерії — 78 %.
За кількістю культур бактерій, що отримано з різних проб окремого пацієнта, було визначено значні коливання: від виділення декількох культур з колонії до виділення значної кількості на поверхні зі щільним середовищем, за прямою методикою вирощування мікроорганізмів.
При бактеріоскопії хірургічної середи з використанням забарвлення за Грамом було внесено деякі зміни, що стосуються детальної інформації щодо обробки культур хірургічного матеріалу.
У 80 із 104 проб, що вивчались, виявлено грампозитивні коки, які переважно розташовані у типовому місті, що притаманно для Staphilococcus та Streptococcus.
В 11 зразках знайдено разом із грампозитивними культурами грампозитивні мікроорганізми негеометричної форми, що різняться за розміром, з доповненнями і без доповнень, за морфологічними та геометричними параметрами більше схожих на Сorinobacteium. Грамнегативні бактерії знайдено тільки в 4 зразках, що подібні до паличок та Diploсoссus.
Обробка знайдених зразків у цілому верифікує дані культурального аналізу та підтверджує цілковите переважання грампозитивних бактерій. Слід зазначити, що в 10 % зразках наявні грампозитивні коринобактерієподібні мікроорганізми, знайдені у культурах тільки двох проб, тобто по одній культурі гемолітичної арканобактерії та одній коринобактерії. Даний факт говорить про не повністю верифікований зразок бактерії або іншої патогенної культури. Це впливатиме на чутливість та результативність терапії з наступним повторним випадком імплант-асоційованої інфекції і вимагає проведення додаткових звичайних мікробіологічних досліджень, розрахованих на виділення таких мікроорганізмів. Краще вдається виділення та ідентифікація грампозитивних коків, таких як St.haemolyticus та інші. Грамнегативні мікроорганізми за допомогою мікроскопії виявляються гірше, ніж за допомогою культурального дослідження. У 9 % проб бактеріоскопія не виявила присутності мікроорганізмів, що може зумовлюватись їх невеликою кількістю в досліджуваному матеріалі чи нерепрезентативністю останнього, особливо коли досліджується одна проба. Видається доцільним також застосування в паралельному режимі різних способів забарвлення мазків, наприклад за Грамом і Нільсеном тощо.
Таким чином, комплексне мікробіологічне та мікроскопічне дослідження дозволило охарактеризувати спектр імовірних збудників у 90 % обстежених пацієнтів з імплант-асоційованою інфекцією.
За результатами аналізу серологічної верифікації перед хірургічним втручанням у 47,5 % паціентів верифіковано рівні антитіл до піогенного стрептококу. Слід зазначити, що у 17,4 % пацієнтів підвищені значення антистрептолізину О. Діагностичні рівні антитіл до піогенного стрептококу знайдено майже у 93 % випадків. Отримані дані підтверджували і параметри бактеріологічної верифікації, а в деяких випадках переважали ці показники. Підвищені значення антистафілококових антитіл знайдено майже у 18,6 % пацієнтів.
Знаходження у компонентах крові С-реактивного білка вказувало на виявлення запалення в період перед втручанням у 68,4 % пацієнтів. Слід зазначити, що майже в 50 % випадків концентрація С-реактивного білка була високою і досягала меж від 50 до 100 мкг в 1 мілілітрі, що вказувало на підвищену активність патологічного процесу. Протягом 10–14 діб від хірургічної операції частота визначення титрів антитіл до золотистого стафілококу і піогенного стрептококу була на тому ж рівні, що і до хірургічного втручання. Однак слід зазначити, що активність патологічного процесу, що верифікована значенням С-реактивного білка, значно зменшилась, що відображалось кількісними параметрами.
Через місяць спостерігалось зменшення активності інфекційного захворювання. Спираючись на показники антитіл до золотистого та піогенного стрептококу, тенденція зменшення запалення була більш значимою. Слід зазначити, що в даному випадку спостерігалось зниження кількісних показників С-реактивного білка майже в 3 рази. Можна припустити, що така оптимізація параметрів серологічних реакцій спостерігалась завдяки знищенню патологічного запального вогнища в компонентах суглобів, яке було досягнуто внаслідок ефективно проведеного оперативного втручання. Внаслідок цього активність запалення в ділянці ураження значно знизилась.
У такому разі значення показників С-реактивного білка в діагностичному процесі мало велику цінність, зокрема, для моніторингу та прогнозування імплант-асоційованих ускладнень. Підвищення кількісних параметрів діагностичних титрів антитіл до золотистого стафілококу та піогенного стрептококу слід вважати важливим верифікуючим чинником у виявленні імплант-асоційованих ускладнень. Слід підкреслити, що гематогенне інфекційне імплант-асоційоване ускладнення зумовлювало сталість серологічних параметрів. Наприклад, у деяких пацієнтів із ревматоїдним артритом параметри ревматоїдного фактора після оперативного втручання були такими, як і до операції. У 65 пацієнтів верифіковано бактерії в культурі в 50 зразках бактерій, а реакцію аглютинації виконано у 32 пацієнтів з 58 зразків бактерій, що виявилися придатними для цього тесту; у 23 — до грампозитивної флори та у 9 — до грамнегативних збудників. Діагностичні рівні антитіл було верифіковано в усіх 32 пацієнтів проти 58 виділених від них культур, що визначає етіологічну роль даних бактерій у формуванні імплант-асоційованої інфекції.
Таким чином, виникнення імплант-асоційованого ускладнення призводить до формування таких концентрацій антитіл, які корелюють з параметрами, що верифікуються при гнійному кістково-суглобовому інфікуванні.
Висновки
У хворих на деформуючий остеоартроз з діагностованими параендопротезними ускладненнями висіяно схожі за типом бактерії, з домінуванням грампозитивної флори. Підвищені значення антитіл до золотистого стафілококу та піогенного стрептококу мають діагностичне значення при передопераційних параедопротезних ускладненнях і клінічному спостереженні пацієнтів після оперативного втручання.
Конфлікт інтересів. Автор заявляє про відсутність конфлікту інтересів при підготовці даної статті.
Список литературы
1. Маколкин В.И. Коксартроз — вопросы этиологии, эпидемиологии, клинических проявлений и новых подходов к лечению / В.И. Маколкин, Ю.В. Пак, И.В. Меньшова // Терапевтический архив. — 2007. — № 1. — С. 81-85.
2. Малишкіна С.В. Медико-біологічні дослідження штучних біоматеріалів для ортопедії та травматології / С.В. Малишкіна, Н.В. Дєдух // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2010. — № 2. — С. 93-100.
3. Медикаментозное лечение остеоартроза / C.B. Королева, С.Е. Львов, Е.В. Григорьев, С.Е. Мясоедова // Травматология и ортопедия. — 2006. — № 3. — С. 76-81.
4. Назаренко Г.И. Коксартроз. Восстановительное лечение и послеоперационная реабилитация / Г.И. Назаренко, В.А. Епифанов, И.Б. Героева. — М.: Медицина, 2005. — 144 с.
5. Ткаченко М.М. Основные остеосцинтиграфические параметры операбельности при эндопротезировании тазобедренных суставов / М.М. Ткаченко, П.О. Король // Травма. — 2015. — Т. 16, вип. 3. — С. 53-55.
6. Ударцев Е.Ю. Реабилитация больных с посттравматическим коксартрозом / Е.Ю. Ударцев, Е.А. Распопова // Вопросы курортологии, физиотерапии и ЛФК. — 2009. — № 2. — С. 26-30.
7. De Smet K.A. Revisions of metal-on-metal hip resurfacing: lessons learned and improved outcome / K.A. De Smet, C. Van Der Straeten, M. Van Orsouw // Orthop. Clin. North Am. — 2011. — Vol. 42, № 2. — P. 259-269. — doi: 10.1016/j.ocl.2011.01.003.
8. Stuchin S.A. Anatomic diameter femoral heads in total hip arthroplasty: a preliminary report / S.A. Stuchin // J. Bone Joint Surg. Am. — 2008. — Vol. 90(Suppl. 3). — P. 52-56. — doi: 10.2106/JBJS.H.00690.
9. Kawasaki M. Quality of the after several treatments for osteoarthritis of the hip / M. Kawasaki, Y. Hasegawa, S. Sakano // J. Orthop. Sci. — 2003. — Vol. 8, № l. — P. 32-35. — doi: 10.1007/s007760300005.
/56-1.jpg)