术中自制临时关节型抗生素骨水泥占位器治疗人工膝关节置换术后感染

全膝关节置换术后感染的发生率大致在1%左右。尽管尝试了包括抗生素长期压制、保留假体清创、清创后灌注冲洗及清创I期翻修在内的多种治疗方法，但对于关节置换术后超过4周的晚期慢性感染，采用取出假体植人抗生素骨水泥占位器的11期翻修方法疗效显著，已成为公认的“金标准”~对于膝关节而言，固定型抗生素骨水泥占位器植人术后容易发生软组织孪缩、关节僵硬强直等并发症，直接影响到再次假体植人术后的效果，关节nU抗生素骨水泥占位器可使患者在间隔期保留较高的生活质量和关节功能，有利于提高再次假体植人后的效果。但目前，在我国应用的关节型抗生素骨水泥占位器多为术中徒手制作，缺乏光滑的关节面，影响关节-活动度，降低临床疗效囚此，笔者研制了一套可以在术中制作的膝关节型骨水泥占位器压模器，并使用制成的占位器治疗膝关节置换术后感染，效果良好，现报告如下1临床资料2002年3月至2007年3月，使用自制关节型抗生素N水泥占位器治疗人土膝关节置换术后感染患者22例22膝。男10例20膝，女12例12膝，平均年龄59.6岁(3375岁)。初次置换到感染症状出现时间间隔平均6.7个月(1一14个月)。初次置换到进行11期翻修间隔时间平均4.7个月(3}9个月)人院时检查，所有患者血沉与C一反应蛋自均增高巧膝X线片显pus有骨溶解征像，其中17例做了ECT扫描，显T有核素浓聚。2治疗方法2.1压模器及抗生素骨水泥占位器的制作2.1.1版模器结构压模器包括股骨部件和胫骨部件)股骨部件由2个凹槽的磨具和连接机构构成，凹槽形状匹配股骨裸的儿何外形，连接机构类似合页状〔胫骨部分由2个类销钉状部件构成为实现加压成形过程，分别在边缘添加犷适“「万的螺栓部件。并依据国人膝关节解剖形态数据库(我科建立)设计了3种型号:平台及裸直径5住70,90mm，特点在于适l}}l国人骨骼大刁丫此设计已获国家实用新专利(专利号:200720141561.9)。2.1.2抗生素骨水泥占位器制作股骨部分制作:向40gYalac:os骨水泥粉剂，!‘加人6g万占霉素粉剂，充分搅拌混均后，加人骨水泥单体，搅拌，当骨水泥到成团期后压入内壁预涂乙醇的模具中待骨·水泥变硬后，打开模具，取出修整(图la)}胫骨部分制作:向20g1'ala}，骨水泥粉剂中加人3g万古霉素粉剂，同法混合、搅拌、压模、修整(图1b)0剩下的20g骨水泥再与3g万古霉素粉剂棍合后加人单体，当水泥快干时，固定关yi型抗生索骨水泥占位器(图2)。2.2手术技术2.2.1组织病理取脓肿处或关节液细菌培养，取炎性关yi囊做冰冻切片。2.2.2占位器植人术后处理早期的3例放置了灌注冲洗管,2根入水管与2根出水管，使用庆大霉素或利复星溶液灌注冲洗3}6周，连续进行3次冲洗液细菌培养均阴性时一拔管。静脉抗生索根据药敏选择，一般为万古霉素，6周后改为口服利福平6周。后期的19例伸用抗牛素骨水泥占位器患者术后3}5d引流小于50ml即拔除引流管，不再灌注冲洗，术后静脉及口服抗生素应用同前。2.2.3且期翻修重建待ESR,CRP恢复止常后可考虑fl期翻修，术中再进行冰冻切片检查，连续计一数5个高倍视野下平均每个高倍视野的中性粒细胞数小于5个，进行翻修。遵循“以最低的限制性获得可靠的稳定性”的原则，逐步利用假体的限制性来实现关节的稳定。采用裸限制性假体(LCC1},ZIMMER),骨缺损>1.5cm采用异体骨植骨螺钉固定或选择加强块，同时加用延长杆分散应力;严重畸形患者采用旋转铰链假体(RK,LINK),骨缺损i}]一使用骨水泥或异体·胃植骨填充。3结果3.1随访及关节功能评价术后3,6,12个月复查X线片，此后侮年随访复查X线片使用HSS评分系统进行疗效评价“，主观指标山随访员分发并统计满意度调查问卷。3.2一般结果所有患者获得完整随访，占位器植人均获成功，顺利拔管，平均占位器植八间隔时问为4.7个月(3}9个月),II期术前感染控制率为100711期术后平均随访时间29.8个月(10--64个月)，在最近随访时没有感染复发的病例3.3术前细菌培养术前20例细菌培养结果为阳性，2例阴性二阳性结果病例中，17例为单一细菌感染,3例为混合感染。9例为表皮葡萄球菌感染，4例为金黄色葡萄球菌感染,l例为白色葡萄球菌感染，其余3例为革兰氏}扦胜菌杆菌感染，混合感染3例为表皮葡萄球菌合并大肠杆菌感染l例、合并粪肠球菌感染1例、合并沙门菌1例;阴性结果病例中有1例病理回报疑似结核肉芽肿改变。3.4翻修技术应用且期翻修在占位器植人术后3}9个月进行〔11期手术发现所有病例有不同程度}p}}福.U}y}r}t积大小不一.采用LC}}}佣体II例，其中对于6例胫骨缺损>1.5cm的使用了胫骨金属加强块和延长杆，3例股骨缺损>>1.5cm使用了股肾金属加强块和延长杆，2例股骨、胫骨缺损均很严重都采用加强块及延长杆(图3)011例采用RK翻修，均有胫骨平台骨缺损，采用异体骨植骨和骨水泥填补。3.5功能及患者满意度患者术后步态基本恢复正常。I期占位器植人前HSS评分仅为40.5士5.9，占位器植入术后提高到65.8士7.5,疼痛明显缓解，完成且期翻修术后最近随访时达88.7士5.1}9例对治疗结果满意，12例非常满意。4讨论关节置换术后感染一般可分为4种类刑:I型，术后早期感染((<4周)}1I型，晚期慢性感染()4周);l型，急性血源性感染;W型，临床症状不明显而术中培养阳性的感染。对于且型感染，采用取出假体植人抗生素a,,,水泥占位器的且期翻修方法疗效显著.已成为公认的“金标准”。所谓的II期翻修方法具体包括:I期取出原假体彻底清创，做细菌培养及药敏试验，植入抗生素骨水泥占位器，待感染控制后再行II期翻修植人新假体。对于膝关旧fu言，早期使用的固定型抗生素骨水泥占位器植人后容易发生大量瘫痕产生、软组织挛缩以及废用性骨丢失等问题，直接影响手术疗效，是临床上非常棘手的问题而关节型抗生素骨水泥占位器能提供高浓度抗生素直接作用于局部，维持2次手术间隔期间关节活动，限制瘤痕形成，避免软组织孪缩(否则常会导致肢体不等长)，易化且期手术假体植人目前，在我国关节型抗生索骨水泥占位器制备很不规范，多为术中徒手制作，缺乏光滑的关节面，不能使患者在间隔期保持较高的生活质量和关节功能，限制了其临床效果。因此，笔者依据我科建立的‘卜国人膝关节解剖形态数据库，研制了一套可以在术中制作的膝关节型骨水泥占位器压模器，并获国家实用新型专利，专利号:200720141561.9)下面就此压模器制成的占位器治疗膝关节置换术后感染的相关问题逐条讨论。4.1掺合抗生素的选择虽然有证实万古霉素复合妥布霉索的抗生索骨水泥具有更广泛的抗菌谱，并能促进互相的释放而应用于商品化的关节型抗生素骨水泥占位器(PROSTALAC)，但国内尚无妥布霉素粉剂，因此本组占位器只有单用万古霉素作为掺和抗生索，骨关.0感染患者阳性球菌感染率较高，绝大多数对万古霉素敏感7。最近连续报道万古耐药菌株的发现，对笔者临床辅助静脉与口服抗生素以形成短期的高效杀菌环境具有很好的提不。4.2占位器制作问题适量抗生素并不影响骨水泥的抗压强度，曾有报道向40g骨水泥中加人8g抗生索，制成的占位器力学上仍是安全可靠的a二而一般认为每40g骨水泥中加人至少3.6抗生素，即可获得有效释放动力学以及局部持续释放治疗剂量的抗生素9〔笔者制作抗生素骨水泥占位器时，参照以往研究，向每40};骨水泥中加人6g抗生素使用实践发现，并没有严重的占位器折断发生，一方面说明这种为一法制备的占位器强度可以满足患者需要;另一方面应归因于减轻负重的拄拐行走。至于操作过程中单用20g骨水泥与3g万古霉素搀和，用以固定关节型抗生索骨水泥占位器，确实会对下一次占位器的取出造成难度，因此笔者小自控制固定用抗生素在[l}:I团后期使用。至于取出时造成新的骨缺损的担忧也曾经历过这一过程，但当发现不牢靠固定的关节型占位器在患者使用过程中不仅会给患者带来疼痛，发生在骨水泥占位器与胃·之间的微动更叮能加重了A缺损，因此笔者尽量在固定与易于取出之间寻找平衡的操作。4.3占位器摩擦界面大多数现有关节型占位器主要强调恢复光滑的关节面形状，提供临时关节功能。如P1}OSTALAC的摩擦界面是小的金属对聚乙烯组合，虽然有报道称感染清除率可高达92%}-'。一“1，但仍有金属和聚乙烯异物，不利于感染控制。此外，金属和聚乙烯的关节面减少r抗生素的释放面积，另外许多利用原假体制备的占位器一也存在此类问题。因此，笔者使用压模器加压制备光滑的摩擦界面，占位器完全由抗生素骨水泥制成，无金属及聚乙烯异物，应用于临床证实它既可以保证感染的有效控制(感染控制率100%)，又能很好地保留关节的活动能力(I期术后膝关节HSS评分提高)，提高了患者的生活质量，同时提高了II期手术时软组织的质量，这与以往在髓、膝关节上的应用报道类似u4.4全身静脉抗生素的应用高浓度抗生素骨水泥制作的占位器植人体内后，在体内形成一个抗生素释放系统，释放有治疗作用浓度的抗生素达数月之久，安全有效，比静脉使用抗生素效果更好‘7〔有作者在且期翻修置换治疗关节置换术后感染时，仅在I期清创术后与II期再换术后使用抗生素5}7d,平均随访5.7年，感染控制率达92%}'3.,a:。笔者的抗生素使用方案也是在不断摸索和学习借鉴的基础上逐步调整的:仅在I期清创术后与II期翻修术后使用抗生素，取消灌注冲洗，缩短了住院时间，这样不但降低了治疗费用，减轻了患者的痛苦，而且加快了医院周转。4.5间隔期时间I期清创到II期翻修间隔时间太短，感染复发率高，效果差，瘫痕软化过程不彻底，II期手术困难。间隔时间太长，虽然减少了感染复发的机会，但延长了患者的痛苦，而且由于患肢肌肉萎缩、骨f7丢失，势必延长翻修后康复时间，关节功能也会受到影响。因此，本组一般间隔全少3个月，这与国外报道癖痕软化，周围软组织恢复较好的弹性，便于术中暴露，至少需要3个月相一致n。笔者发现，本组患者I期占位器植人术后能基本维持肢体长度与软组织张力，很快部分负重下地活动，由于占位器功能好，很多患者甚至当做正常关节使用达9个月而不愿行II期翻修。此外，在II期翻修时，关节周围软组织的挛缩与粘连较轻，组织软化，出血较少，手术操作时间短，患者术后康复快综上所述，本研究研制的压模器可以制作出良好的膝关节临时关节型占位器，获得了国家专利，临床应用具有治疗期间保留较好关n功能、降低且期手术难度、无须长期灌注及可靠的感染控制力等优点，治疗人工膝关节置换术后感染效果可靠。此外，减少了抗生素用量，减轻了患者的经济负担与痛苦，加快病床的周转是其潜在效益。参考文献 Durbhakula SM,Czajka J,Fuchs MD. Antibiotic-loaded articulating cement spacer in the 2-stage exchange of infected total knee arthroplasty[J].Journal of Arthroplasty,2004,(06):768-774.Thabe H,Schill S. Two-stage reimplantation with an application spacer and combined with delivery of antibiotics in the management of prosthetic joint infection[J].Operative Orthopadie und Traumatologie,2007,(01):78-100.Joseph TN,Chen AL,Di Cesare PE. Use of antibiotic-impregnated cement in total joint arthroplasty[J].Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons,2003,(01):38-47.Leunig M,Chosa E,Speck M. A cement spacer for two-stage revision of infected implants of the hip-joint[J].International Orthopaedics,1998,(04):209-214.Garvin KL,Hanssen AD. Infection after total hip arthroplasty.Past,present,and future[J].Journal of Bone and Joint Surgery-American Volume,1995,(10):1576-1588.Insall JN,Ranawat CS,Aglietti P. A comparison of four models of total knee-replacement prostheses[J].Journal of Bone and Joint Surgery-American Volume,1976,(06):754-765.Jiranek WA,Hanssen AD,Greenwald AS. Antibiotic-loaded bone cement for infection prophylaxis in total joint replacement[J].Journal of Bone and Joint Surgery-American Volume,2006,(11):2487-2500.Springer BD,Lee GC,Osmon D. Systemic safety of high-dose antibiotic-loaded cement spacers after resection of an infected total knee arthroplasty[J].Clinical Orthopaedics and Related Research,2004,(427):47-51.Penner MJ,Masri BA,Duncan CP. Elution characteristics of vancomycin and tobramycin combined in acrylic bone-cement[J].Journal of Arthroplasty,1996,(08):939-944.Evans RP. Successful treatment of total hip and knee infection with articulating antibiotic components:a modified treatment method[J].Clinical Orthopaedics and Related Research,2004,(427):37-46.