CC BY
22
Орипнальы дослдження
Original Researches
УДК 616.728.2-77-073:57.088.6 DOI: 10.22141/1608-1706.5.18.2017.114118
Король П. О.
Нацональний медичний унверситет iMeHi О.О. Богомольця, м. Ки/в, Украна Кивська мська l<лiнiчна лкарня № 12, м. Ки/в, Укра/на
Мкробюлопчна та серолопчна верифкащя
параендопротезних ускладнень при ендопротезуванш кульшових i колшних суглоб1в хворих на деформуючий остеоартроз
Резюме. Актуальнсть. На сьогодн у протезуванн суглоб'в е ряд досягнень: виготовлення штучних компонент суглоба, сучасн методи виконання дано! процедури, наявнсть нових яксних методик виготовлення протез'в. Однак залишаеться невиршеним питання верифкацн параендопротезних ускладнень кульшових i колнних суглоб'в хворих на деформуючий остеоартроз, що дагностовано за допомогою методв промене-во1 в'ауал'ааци. Мета. Визначити мкроболопчи! та серолопчн методи верифiкацi'¡ параендопротезних ускладнень при ендопротезуванн кульшових i колнних суглобв хворих на деформуючий остеоартроз. Матерали та методи. У рамках роботи здйснена мкроболотна верифкаця 115 проб крурпчного матералу, що одер-жаний при сануючих втручанняхiз вилученням компонент ендопротеза у 26хворихз ¡мплант-асоцмованою нфекцею. З метою серолопчно!верифкац!застосовувалось виявленняр'вня антитл до золотистого стафло-коку та погенного стрептококу за допомогою ¡муноферментного методу та методу прямо! гемаглютинаци у парних сироватках, а також знаходження у компонентах кровi С-реактивного блка. Дослджено 65 пацентв, верифковано 196 варантв сироватки, здйснено 796 серологчних теств. Результати. Комплексне мкробо-лопчне та мкроскопчне дослдження дозволило охарактеризувати спектр 'мов'рних збудникв у 90 % обсте-жених пацентв з !мплант-асоцйованою нфекцею. Дооперацйне мкроболопчне дослдження дозволяе у багатьох хворих встановити етолотний фактор нагноення у випадку грампозитивних мiкроорганiзмiв, особливо стафлококв i стрептококв. Висок рiвнi антистафлококових антитл спостергали у 18,6 % хворих, як i антистрептол'шну О. Цей факт не тльки пдтверджував наявнсть iнфекцi¡ вдповдно! етологн, але й свдчив про ймовiрнiсть гематогенного шляху нфкування навколопротезних тканин як наслдок септичного стану. Виявлення у сироватц кров'1 С-реактивного блка свдчило про наявнсть запального процесудо операци у 68,4 % хворих. Висновки. У хворих на деформуючий остеоартроз з дагностованими параендопротезними усклад-неннями висяно схожа за типом бактер!, з домнуванням грампозитивно! флори. Пiдвищенi значення антитл до золотистого стафлококу та погенного стрептококу мають дагностичне значення при передоперацйних параедопротезних ускладненнях i клнчному спостереженн пацентв псля оперативного втручання. Ключовi слова: мкроболоачна та серологчна верифкаця; параендопротезне ускладнення; деформуючий остеоартроз; кульшов'1 та колiннi суглоби
Травма
Вступ
Останшми десятирiччями набувае значно! актуальной! питання захворюваност на деформуючий остеоартроз кульшових i колшних cyrao6iB [1]. Це пов'язано, по-перше, з шгенсифшащею статичного навантаження на даш суглоби, а по-друге, з попршен-ням демографiчноl ситуацй' в Укра'1ш та збшьшенням
частки ошб пенсшного вшу, яы становлять основний масив хворих з ураженнями кульшових i колшних су-глобiв [5].
На сьогодш у протезуванш суглобiв е ряд досягнень: виготовлення штучних компоненпв суглоба, сучасш методи виконання дано! процедури, наявнють нових ятсних методик виготовлення протезiв. Створено ве-
© «Травма», 2017 © Trauma, 2017
© Видавець Заславський О.Ю., 2017 © Publisher Zaslavsky O.Yu., 2017
Для кореспонденцп: Король Павло Олександрович, кандидат медичних наук, асистент кафедри радюлогп, Нацюнальний медичний уыверситет iменi О.О. Богомольця, бул. Т. Шевченка, 13, м. Ки'в, 02000, Укра'на; e-mail: [email protected]
For correspondence: Pavlo Korol, Candidate of Medical Sciences, Assistant of the Department of radiology, Bogomolets National Medical University, T. Shevchenko boulevard, 13, Kyiv, 02000, Ukraine; e-mail: [email protected]
лику ильисть сучасних спец1альних кл1н1к для здай-снення ендопротезувань, впроваджено реашмацшне та лабораторне супроводження для мрурпчних втручань, комплекси вщновлювальних методик [4].
Слд зазначити, що протезування суглоб1в р1зно! ло-кал1заци мае також 1 негативш сторони. Довол1 тяжке ускладнення — 1нфекц1йний процес. Значна частка гншних процес1в на етат р1зних пер1од1в х1рург1чного втручання, наслщки у вигляд1 септичного стану, гнш-ного некротичного процесу у ыстковш тканин1 шдуку-ють приск1пливе вивчення дано! проблеми [9].
Останшм часом смертнють в1д гн1йних патолог1чних сташв внасл1док х1рурпчного втручання на кульшово-му суглоб1 становить 20 % [3], на колшному суглоб1 — у межах 5 %, у пащентав старечого в1ку — близько 10 % [7].
Наприклад, затрати в Америц1 на терап1ю запального процесу в кульшовому суглоб1 вим1рюються в межах в1д 100 до 150 долар1в США.
Зпдно з 1нформац1ею Х1рурпчно1 академи США, кожного року там здшснюеться мрурпчних втручань на суглобах загальною кшьыстю 300 тисяч. Х1рурпч-не втручання на суглобах нижшх к1нц1вок оцшюеться в 1,5 млн долар1в. Слд також зазначити, що на тератю 1нфекц1йних параендопротезних ускладнень витрача-еться сума у розм1р1 400 млн долар1в.
Сл1д п1дкреслити, що, за даними заруб1жних вчених, к1льк1сть шфекцшних ускладнень досягае в1д 1 до 40 % [1, 3]. Розб1жност1 у результатах статистики зумовлеш перш за все р1зницею у чисельносп оброблених кшшч-них 1стор1й.
У наукових працях останн1х рок1в ыльысть шфек-ц1йних гн1йних процес1в була у межах вщ 2 до 5 % [8].
У наукових працях укра!нських клш1чних л1ка-рень наведеш так1 цифри: в ортопедичнш кл1н1ц1 Дн1пра 1нфекц1йн1 процеси д1агностовано у 5 % па-Шент1в п1сля 150 ендопротезувань, за результатами кшшки 1мен1 Ситенка 1нфекц1йн1 нагноювання було д1агностовано у 80 пащенпв п1сля виконання 1200 ендопротезувань.
Однак залишаеться невир1шеним питання верифь каци параендопротезних ускладнень кульшових 1 ко-лшних суглоб1в хворих на деформуючий остеоартроз, що д1агностован1 за допомогою метод1в променево! вь зуал1заци.
Мета роботи — визначити м1кроб1олог1чн1 та серо-лог1чн1 методи вериф1кацй' параендопротезних ускладнень при ендопротезуванш кульшових 1 колшних су-глоб1в хворих на деформуючий остеоартроз.
Матер1али та методи
У рамках роботи здшснена м1кробюлопчна (куль-туральна та бактер1оскоп1чна) вериф1кащя 115 проб х1рург1чного матер1алу, що одержаний при сануючих втручаннях з вилученням компонент1в ендопротеза у 26 хворих з 1мплант-асоцшованою 1нфекц1ею. Мь крофлору взято з х1рург1чного матер1алу 22 пац1ент1в (84,6 %). Грампозитивну флору вивчено вщ 15 з 22 па-ц1ент1в, лише грамнегативну флору — вщ 3 пащенпв; у 12 (54,5 %) хворих 1з д1лянки х1рурпчного втручан-
ня, незалежно вiд кiлькостi проб, видтено одну схожу культуру.
Для серолопчно1 верифiкацii застосовувалось ви-явлення рiвня антитiл до золотистого стафiлококу та шогенного стрептококу за допомогою iмунофермент-ного методу та методу прямо1 гемаглютинацй' у парних сироватках, а також знаходження у компонентах кровi С-реактивного бiлка. Дослiдження проводилось у вшх пацieнтiв, незалежно вiд мкробюлопчно1 верифiкацii, iз зразками збудниыв, що вишяш зi структур суглобiв при хiрургiчному втручаннi. У роботi було дослщжено 65 пацieнтiв, верифiковано 196 варiантiв сироватки, здiйснено 796 серолопчних тестiв.
Результати та обговорення
За даними аналiзу культурального дослiдження отриманого матерiалу, найбiльш поширеними вияви-лись стафтококи, що були висiянi у 14 з 22 пащентав (63,6 %), частше — золотистий стафтокок. З iнших мiкроорганiзмiв у культурi видiляли: Streptococcus, Enterobacter, Corynebacteriumтощо. Грамнегативнi куль-тури було вивчено у 7 пащентав (у 3 — синьогншна па-личка, у 1 — ентеробактери, у 2 — кишкова паличка та у 1 — клебшела пневмонй'); вщ 2 пацieнтiв — синьогнш-на паличка у комплекс з коками, лише з середовища накопичення — у деяких зразках культур. Запального процесу не спостериалось у 2 (9,1 %) пащенпв.
Аналiз частоти отримання деяких мiкроорганiзмiв за видом вщносно числа дослiджених проб наведено в табл. 1.
За результатами отриманих даних: серед 115 проб, що виконано, iз 70,6 % зразыв висiяно 104 культури, переважно за рахунок монокультури — 54 %. У культурах, що було отримано, переважали грампозитивш бактерй' — 78 %.
За кшьыстю культур бактерш, що отримано з рiз-них проб окремого пащента, було визначено значнi коливання: вщ видiлення дек1лькох культур з колони до видтення значноi' ылькосп на поверхнi зi щiльним середовищем, за прямою методикою вирощування мь кроорганiзмiв.
При бактерiоскопii хiрургiчноi' середи з використан-ням забарвлення за Грамом було внесено деяы змши, що стосуються детально! шформаци щодо обробки культур хiрургiчного матерiалу.
У 80 iз 104 проб, що вивчались, виявлено грампо-зитивнi коки, яы переважно розташованi у типовому мюта, що притаманно для Staphilococcus та Streptococcus.
В 11 зразках знайдено разом iз грампозитивни-ми культурами грампозитивш мкрооргашзми не-геометрично1 форми, що рiзняться за розмiром, з доповненнями i без доповнень, за морфолопчними та геометричними параметрами бтьше схожих на Corinobacteium. Грамнегативш бактерй' знайдено тiльки в 4 зразках, що подiбнi до паличок та Diplom^us.
Обробка знайдених зразыв у цiлому верифiкуe данi культурального аналiзу та пiдтверджуe цiлковите пере-важання грампозитивних бактерiй. Слiд зазначити, що в 10 % зразках наявш грампозитивш коринобактерie-
Таблиця 1. Частота видлення р!зних вид!в м!кроорган!зм!в з проб операц!йного матер!алу
у хворих з парапротезною 1нфекц1ею
За типом збудника
Число проб, що вивчено З них визначених культур Кшькють культур загалом Золотистий стафшокок Гемол^ичний стрептокок Епiдерм. стафшокок Streptococcus spp. Enterococcus faecalis Corynebacterium Gemella spp. Eubacterium spp. Кишкова паличка КлебЫела пневмонп Enterobacter cloacae Синьогнiйна паличка Citrobacter freundi
104 28 11 6 4 13 2 14 3 6 1 2 13 1
115 84
75,6 %
56х 14 5 3 1 4 1 10 3 3 1 1 9 1
Примтка:х — знаменник: чисельнСть проб з вис1яними монокультурами.
подабш мкрооргашзми, знайдеш у культурах тльки двох проб, тобто по одщй кулыурГ гемолггачно! арканобак-тери та однiй коринобактери. Даний факт говорить про не повнютю верифюэваний зразок бактери або шшо! патогенно! культури. Це впливатиме на чутливiсть та ре-зультативнiсть терапи з наступним повторним випадком iмплант-асоцiйовано! шфекци i вимагае проведення до-даткових звичайних мiкробiологiчних дослщжень, розра-хованих на видтення таких мiкроорганiзмiв. Краще вда-еться видлення та щентифкащя грампозитивних коив, таких як 8(.Наето1уйст та шш. Грамнегативнi мщроорга-шзми за допомогою мкроскопи виявляються прше, н1ж за допомогою культурального дослщження. У 9 % проб бактерюскошя не виявила присугностi мiкроорганiзмiв, що може зумовлюватись !х невеликою кшьистю в досль джуваному матерiалi чи нерепрезентатившстю останньо-го, особливо коли дослщжуеться одна проба. Видаеться доЦльним також застосування в паралельному режимi рiзних способiв забарвлення мазков, наприклад за Гра-мом i Нтьсеном тощо.
Таким чином, комплексне мщробюлопчне та мь кроскопiчне дослiдження дозволило охарактеризувати спектр iмовiрних збудниив у 90 % обстежених пащен-пв з iмплант-асоцiйованою iнфекцiею.
За результатами аналiзу серологiчно! верифiкацi! перед хiрургiчним втручанням у 47,5 % пащентав верифь ковано рiвнi антитт до пiогенного стрептококу. Слiд зазначити, що у 17,4 % пащенпв шдвищеш значення антисгрептолiзину О. Дiагностичнi рiвнi антитiл до т-огенного стрептококу знайдено майже у 93 % випадыв. Отриманi данi тдтверджували i параметри бактерюло-гiчно! верифшаци, а в деяких випадках переважали цi показники. Пiдвищенi значення антистафтококових антитiл знайдено майже у 18,6 % пащентав.
Знаходження у компонентах кровi С-реактивного бтка вказувало на виявлення запалення в перiод перед втручанням у 68,4 % пащентав. Слщ зазначити, що майже в 50 % випадив концентрация С-реактивного бiлка була високою i досягала меж вiд 50 до 100 мкг в 1 мтш-
трi, що вказувало на пщвищену активнiсть патолопчно-го процесу. Протягом 10—14 дiб вщ хiрургiчно! операци частота визначення тигрiв антитт до золотистого ста-фтококу i тогенного стрептококу була на тому ж рiвнi, що i до мрурпчного втручання. Однак слiд зазначити, що актившсть патологiчного процесу, що верифшована значенням С-реактивного бiлка, значно зменшилась, що вщображалось к1льк1сними параметрами.
Через мюяць спостерiгалось зменшення активностi шфекцшного захворювання. Спираючись на показники антитт до золотистого та тогенного стрептококу, тенденция зменшення запалення була бтьш значимою. Слщ зазначити, що в даному випадку спостериалось знижен-ня кшьисних показник1в С-реактивного бтка майже в 3 рази. Можна припустити, що така оптимiзацiя парамегрiв серологiчних реакцiй спостерiгалась завдяки знищенню патологiчного запального вогнища в компонентах сугло-бiв, яке було досягнуто внаслiдок ефективно проведеного оперативного втручання. Внаслiдок цього активнiсть запалення в дтянщ ураження значно знизилась.
У такому разi значення показниыв С-реактивного бiлка в дiагностичному процеш мало велику цiннiсть, зокрема, для мониторингу та прогнозування iмплант-асоцшованих ускладнень. Пiдвищення кiлькiсних па-рамегрiв дiагностичних титрiв антитiл до золотистого стафтококу та пiогенного стрептококу слщ вважати важливим верифiкуючим чинником у виявленш гмп-лант-асоцiйованих ускладнень. Слщ пiдкреслити, що гематогенне iнфекцiйне iмплант-асоцiйоване усклад-нення зумовлювало сталiсть серолопчних парамегрiв. Наприклад, у деяких пащентав iз ревмато!дним артритом параметри ревмато!дного фактора пiсля оперативного втручання були такими, як i до операци. У 65 пащенпв верифшовано бактери в культурi в 50 зразках бактерш, а реакцш аглютинаци виконано у 32 паць ентiв з 58 зразкiв бактерш, що виявилися придатними для цього тесту; у 23 — до грампозитивно! флори та у 9 — до грамнегативних збудниыв. Дiагностичнi р1вш антитiл було верифiковано в ушх 32 пацiентiв проти
58 видiлених вiд них культур, що визначае етiологiчну роль даних бактерш у формуваннi iмплант-асоцшова-hoï шфекци'.
Таким чином, виникнення iмплант-асоцiйованого ускладнення призводить до формування таких концен-трацiй антитл, яю корелюють з параметрами, що верифь куються при гншному юстково-суглобовому iнфiкуваннi.
Висновки
У хворих на деформуючий остеоартроз з дiагносто-ваними параендопротезними ускладненнями вишяно схож! за типом бактери', з домшуванням грампозитив-но1 флори. Щдвищеш значення антитiл до золотистого стафтококу та пiогенного стрептококу мають дiагнос-тичне значення при передоперацiйних параедопротез-них ускладненнях i клiнiчному спостереженш пащен-тiв пiсля оперативного втручання.
Конфлiкт ÎHTepecÎB. Автор заявляе про вщсутнють конфлiкту iнтересiв при шдготовщ дано1 статтi.
Список л1тератури
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. Малишкта С.В. Медико-бiологiчнi до^дження штучних бiоматерiалiв для ортопеды та травматологи / С.В. Малишкша, Н.В. Дедух // 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. 3235. — doi: 10.1007/s007760300005.
Отримано 07.09.2017 ■
Король П. А.
Национальный медицинский университет имени А. А. Богомольца, г. Киев, Украина Киевская городская клиническая больница № 12, г. Киев, Украина
Микробиологическая и серологическая верификация параэндопротезных осложнений при эндопротезировании тазобедренных и коленных суставов пациентов с деформирующим остеоартрозом
Резюме. 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. Доопераци-онное 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 па-раэндопротезными 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.
Ключевые слова: микробиологическая и серологическая верификация; параэндопротезное осложнение; деформирующий остеоартроз; тазобедренные и коленные суставы
P.O. Korol
Bogomolets National Medical University, Kyiv, Ukraine Kyiv Clinical City Hospital N12, Kyiv, Ukraine
Microbiological and serological verification of paraendoprosthetic complications of hip and knee arthroplasty in patients with deforming osteoarthritis
Abstract. 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 Grampositive flora. Elevated values of antibodies to Staphylococcus au-reus and Streptococcus pyogenes are of diagnostic importance in case of preoperative paraendoprosthetic complications and clinical observation of patients after surgery.
Keywords: microbiological and serological verification; paraendo-prosthetic complications; deforming osteoarthritis; hip and knee joints
