探讨保留假体的清创术治疗关节置换术后早期假体周围感染的疗效。
回顾性分析2011年1月至2015年10月采用保留假体的清创术治疗的初次关节置换术后3个月内假体周围感染患者49例，男29例，女20例；年龄62.38±14.56岁（范围26~82岁）。膝关节假体周围感染27例，髋关节假体周围感染22例。术前23例患者出现窦道。手术失败定义为：因感染复发再次接受手术；窦道迁延不愈、持续渗出，受累关节严重疼痛；因感染导致患者死亡；术后需持续应用抗生素。
微生物培养阴性18例（36.7%），培养阳性31例（63.3%）。其中甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌培养阳性率28.6%（14/49）、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌培养阳性率4%（2/49）、耐甲氧西林表皮葡萄球菌培养阳性率2% （1/49）、真菌及混合感染培养阳性率2%（1/49）。术后随访（68.34±14.02）个月（范围39~94个月）。末次随访时，膝关节假体周围感染患者膝关节协会评分（Knee Society Score，KSS）膝评分由术前的（38.37±12.39）分提高至（82.26±10.50）分（t= -17.09，P<0.001），KSS功能评分由术前的（42.19±10.14）分提高至（75.22±11.60）分（t=-12.53，P<0.001）；髋关节假体周围感染患者Harris髋关节评分由术前（47.41±8.39）分提高至（86.41±6.07）分（t=-23.38，P<0.001）。6例手术失败，失败率12%（6/49），原因为感染复发再次接受外科手术，失败时间距手术时间（5.75±3.00）个月（范围1.5~10个月）。
对初次髋、膝关节置换术后3个月内的假体周围感染，采用保留假体的清创术可取得较好的早中期疗效，但有一定的手术失败率。
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关节置换术后假体周围感染（periprosthetic joint infection，PJI）的发生率较低，但后果却是灾难性的。PJI可以升高患者死亡率，增加医疗花费总额，降低患者生活质量，给患者和社会造成巨大的负担[1,2,3]。治疗PJI的最佳方案，目前仍有争议。对关节外科医生和患者来讲，保留假体的清创术具有一定的吸引力。创伤小，可以避免不必要的假体取出，进而保留骨量，防止假体周围骨折。但文献报道中，保留假体的清创术失败率超过50%[4,5]。另外，对保留假体清创术的手术适应证尚未达成共识，一般用于术后早期感染和急性血源性感染。
多篇涉及脊柱手术的大样本回顾性研究结果表明，局部应用抗生素，尤其是万古霉素，在保证安全性的同时可有效降低感染发生率[6,7,8,9,10,11]。Sweet等[6]通过比较1 732例接受常规静脉抗生素治疗和911例接受静脉联合局部应用抗生素治疗的脊柱手术患者发现，加用局部抗生素使感染的发生率从2.6%降低至0.2%。O'Neill等[8]发现，对高危脊柱手术患者，例如有既往脊柱创伤史的患者，通过局部加用抗生素术后感染发生率由13%降至0。
造成保留假体的清创术成功率高低不一的原因众多，其中手术技术是重要的影响因素，另外抗感染治疗策略的有效性也与手术成功率息息相关。我们认为，高质量的保留假体的清创术，全身应用联合关节腔局部应用抗生素，采用高度一致的标准化治疗流程，可以提高PJI治疗的成功率。本研究回顾性分析采用保留假体的清创术治疗初次髋、膝人工关节置换术后3个月内出现的PJI病例，观察保留假体的清创术治疗PJI的成功率及术后患肢功能改善情况。研究目的：①探讨保留假体的清创术治疗PJI的时机；②探讨保留假体的清创术的技术要点；③探讨有效的抗生素应用方案。
纳入标准：①初次人工髋或膝关节置换术后3个月内出现PJI，符合肌肉与骨骼感染协会制定的PJI诊断标准[12]；②术中确认假体位置良好，假体固定牢固，无松动迹象，采用保留假体的清创术治疗；③采用成功率及术后患肢功能改善评估手术疗效；④随访2年以上。
排除标准：①术中假体保留失败行一期或二期翻修手术患者；②患者软组织条件差。
纳入2011年1月至2015年10月收治的患者49例，男29例，女20例；年龄（62.38±14.56）岁（范围26~82岁）；体重指数（25.18±2.15）kg/m2（范围19.6~30.1 kg/m2）。膝关节置换术后27例，初次诊断为骨关节炎20例、类风湿关节炎6例、膝关节结核1例；髋关节置换术后22例，初次诊断为股骨头坏死14例、发育性髋关节脱位2例、创伤性关节炎3例、骨关节炎2例、髋关节结核1例。
49例入院时切口部位均伴有不同程度的红肿热痛，其中23例有窦道形成。红细胞沉降率为（40.98±16.12）mm/1 h（范围7~74 mm/1 h），C-反应蛋白为（33.14±31.54）mg/L（范围4~131 mg/L）。膝关节患者摄膝关节正侧位X线片、髋关节患者摄骨盆正位X线片，显示髋、膝关节置换术后假体位置良好，未见假体松动迹象。
术前准备：若患者近期有抗生素应用史，就诊后立即停止使用，停用1周后行关节腔穿刺。若患者近期未应用抗生素，入院后立即行关节腔穿刺。将抽取液体送生化常规、血培养及鉴定、常规药敏定量检测，血培养时间至少2周。
膝关节：硬膜外麻醉，仰卧位，取膝关节正中切口，切除瘢痕组织。切开关节囊前再次行关节腔穿刺抽液，如有液体送病原学检查。采用髌旁内侧入路切开关节囊，取出聚乙烯垫片，探查股骨侧及胫骨侧假体，若假体固定牢固则选择清创及保留假体。若有窦道，探查窦道内外口，切除窦道。彻底暴露关节囊后方，清除脓性分泌物、股骨侧及胫骨侧纤维组织、炎性增生组织、滑膜组织，直至显露正常肌肉组织。取不同部位三处以上炎性组织送病理学检查。用刷子清理股骨侧假体及胫骨侧假体，生理盐水反复冲洗术区，双氧水浸泡术区，再次生理盐水冲洗，0.5%（5 g/L）聚维酮碘浸泡术区至少15 min。再次术区消毒，重新铺单，更换手术器械，所有手术人员更换手术衣、手套。以大量生理盐水冲洗术区，安装聚乙烯垫片，再次以生理盐水冲洗术区，术中冲洗液体积总量达6 L。安放一根术区引流管，局部撒入0.5 g万古霉素粉剂，逐层关闭切口。
髋关节：硬膜外麻醉，健侧卧位，患侧在上。取髋关节后外侧入路，切除瘢痕组织。行关节腔穿刺抽液，送病原学检查。钝性分离臀大肌，进入关节后将股骨头脱位，探查假体。若假体固定牢固，选择清创及保留假体，取下髋臼内衬及人工股骨球头。若有窦道，则探查窦道内外口，切除窦道。彻底清除脓性分泌物、髋臼侧及股骨侧纤维组织、炎性增生组织，直至露出正常肌肉组织。取不同部位三处以上炎性组织送病理学检查。用刷子清理髋臼杯内部及股骨柄近端，用生理盐水反复冲洗术区、双氧水浸泡、再次生理盐水冲洗、0.5%聚维酮碘浸泡至少15 min。再次术区消毒，重新铺单，更换手术器械，所有手术人员更换手术衣及手套。大量生理盐水冲洗术区，安装髋臼内衬及人工股骨球头，复位人工关节，再次以生理盐水冲洗。安置两根引流管，一根置于髋关节近端（医用三通管），用于术后给药；一根置于髋关节远端，用于术区引流。局部撒入0.5 g万古霉素粉剂，逐层关闭切口。
术前静脉应用，术中局部应用万古霉素粉剂，术后抗生素应用包括静脉、关节腔局部及口服途径（表1）。术后关节腔局部使用抗生素时，先抽吸关节腔内液体，再注入抗生素。
手术前后及术中抗生素使用方法
手术前后及术中抗生素使用方法
| 给药部位及途径 | 培养阳性患者 | 培养阴性患者 |
|---|---|---|
| 术中局部 | 0.5 g万古霉素粉剂 | 0.5 g万古霉素粉剂 |
| 静脉 | 术前30 min敏感抗生素（万古霉素1 g或泰能1 g）；术后敏感抗生素14 d（万古霉素1 g，1次/12 h；或泰能1 g，1次/8 h） | 术前30 min万古霉素1 g；术后万古霉素14 d（1 g，1次/12 h） |
| 术后关节腔局部 | 病原微生物为多重耐药菌、真菌、多重细菌感染时，用敏感抗生素14 d（万古霉素0.5 g或泰能1 g） | 一天注射2次，分别为万古霉素0.5 g和泰能1 g，14 d |
| 口服 | 静脉及局部抗生素应用停止后，口服喹诺酮类药物及利福平，至少1个月。至少连续两次红细胞沉降率和C-反应蛋白降至正常范围时停用 | 静脉及局部抗生素应用停止后，口服喹诺酮类药物及利福平，至少1个月。至少连续两次红细胞沉降率和C-反应蛋白降至正常范围时停用 |
术后1、3、6、12个月及之后每年随访一次。采用膝关节协会评分（Knee Society Score，KSS）评估膝关节功能，采用Harris评分评估髋关节功能。
随访期间出现以下任意一种情况定义为手术失败：①再次因感染接受外科手术；②窦道迁延不愈，持续渗出，有严重的关节疼痛；③因感染导致患者死亡；④持续使用抗生素。
采用SPSS 22.0统计软件（SPSS，美国）进行统计分析。手术前后临床功能评分的比较采用配对设计资料t检验，检验水准α值取双侧0.05。采用Kaplan-Meier生存曲线分析保留假体的清创术后假体生存时间。
术中探查见所有假体均固定牢固，无一例松动。手术时间为（81.96±15.20）min（范围38~110 min），术中出血量（365.00±122.74）ml（范围210~800 ml），术区引流管留置时间（4.32±1.60）d（范围2~7 d），所有切口均一期愈合。
随访（68.34±14.02）个月（范围39~94个月）。末次随访时膝关节PJI患者KSS膝评分由术前（38.37±12.39）分（范围18~62分）提高至（82.26±10.50）分（范围49~96分），差异有统计学意义（t=-17.09，P<0.001）；KSS功能评分由术前（42.19±10.14）分（范围26~67分）提高至（75.22±11.60）分（范围41~90分），差异有统计学意义（t=-12.53，P<0.001）。髋关节PJI患者Harris髋关节评分由术前（47.41±8.39）分（范围32~58分）提高至（86.41±6.07）分（范围71~96分），差异有统计学意义（t=-23.38，P<0.001）。
本组49例，微生物培养阴性18例（36.7%），培养阳性31例（63.3%）。其中甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌培养阳性率28.6%（14/49）、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌培养阳性率4.1%（2/49）、耐甲氧西林表皮葡萄球菌培养阳性率2.0%（1/49）、真菌及混合感染培养阳性率2.0%（1/49，表2）。至末次随访时，所有患者红细胞沉降率及C-反应蛋白均降至正常范围。
病原微生物培养结果
病原微生物培养结果
| 病原微生物 | 例数 | 失败例数 |
|---|---|---|
| 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 | 2 | 0 |
| 耐甲氧西林表皮葡萄球菌 | 1 | 0 |
| 甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌 | 14 | 2 |
| 金黄色葡萄球菌+真菌 | 1 | 0 |
| 表皮葡萄球菌 | 2 | 0 |
| 金黄色酿脓葡萄球菌 | 1 | 0 |
| 人葡萄球菌 | 2 | 1 |
| 大肠杆菌 | 1 | 0 |
| 肺炎克雷伯菌 | 2 | 0 |
| 粪肠球菌 | 1 | 0 |
| 鲍曼不动杆菌 | 1 | 0 |
| 奇异变形杆菌 | 1 | 0 |
| 伤寒沙门菌 | 1 | 0 |
| 光滑念珠菌 | 1 | 0 |
| 培养阴性 | 18 | 3 |
| 合计 | 49 | 6 |
末次随访时6例手术失败，手术成功率87.8%（43/49）。手术失败时间距保留假体的清创术（5.75±3.00）个月（范围1.5~10个月）。6例失败患者中，3例（2例为甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌、1例培养阴性）再次行感染清创术得到控制；2例（1例为人葡萄球菌、1例培养阴性）行清创、假体取出及关节旷置术后感染得到控制；1例（培养阴性）再次行清创术，术后感染复发，假体取出及关节旷置后感染仍无法控制，最终截肢。
以任意原因导致的治疗失败为终点事件，本组假体生存时间为（83.19±4.14）[95% CI（75.09，91.30）]个月，5年生存率为72.1%（图2）。至末次随访无一例出现假体相关并发症（图3，图4）。
虽然保留假体清创术是迫切需要施行的手术而非急诊手术，但随感染时间延长其手术成功率会下降[13]。究竟人工关节假体植入后多久出现的感染采用保留假体的清创术可以获得满意的效果，目前尚无定论。由包括法国传染病协会、矫形外科及创伤协会等多个工作组共同制定的PJI指南提出，保留假体清创术应用于假体植入后4周内出现的感染，同时不应将窦道的出现作为禁忌证[14]；2014年费城举办的PJI国际共识建议将这一时限定为术后3个月[15]；2018年费城举办的PJI国际共识建议保留假体的清创术应用于出现感染症状时间小于4周的患者[16]。Lora-Tamayo等[17,18]通过大样本多中心临床研究发现，对致病菌为葡萄球菌和链球菌的PJI患者，假体植入1个月内与1~3个月内实施保留假体的清创术的成功率无统计学差异。Grammatopoulos等[19]通过统计18年间的保留假体的清创术病例发现，假体植入后4周内实施保留假体的清创术的成功率为73%，与假体植入4周后（69.4%）比较组间差异无统计学意义。因此他们认为，不论假体植入多久都可以采用保留假体的清创术进行治疗。这与Lesens等[20]的研究结论一致。Sendi等[21]发现，保留假体的清创术在髋关节置换术后3个月内出现PJI患者中的成功率高达78.6%。Aboltins等[22]报告人工关节植入后3个月内的PJI采用保留假体的清创术成功率高达87%。本研究对初次髋、膝人工关节置换术后3个月内出现感染的患者实施保留假体的清创术，平均随访68.3个月，手术成功率为87.8%，与文献报道结果基本一致。
彻底的清创是保证保留假体的清创手术成功的先决条件。我们在手术过程中更换了可动组件，即垫片（膝）、内衬和股骨球头（髋），目的是更好地暴露膝关节后方关节囊，暴露髋臼杯内部及股骨柄锥度，以达到更加彻底的清创效果。Lass等[23]发现，内衬及股骨头上黏附的细菌数多于髋臼杯和股骨柄。Grammatopoulos等[19]发现更换可动组件的保留假体清创术的10年生存率（79%）高于未更换组（52%）。Tsang等[13]发现，髋关节置换术后感染患者的保留假体的清创术中，相比未更换可动组件组（60.7%），更换组的成功率更高（73.9%）。Lora-Tamayo等[18]分析了349例髋、膝关节置换术后PJI患者的临床资料，发现通过更换可动组件可使保留假体清创手术的失败率降低33%。另有研究表明，保留假体清创术中不更换可动组件是术后失败的独立危险因素[24,25,26]。
除了物理清创，化学清创在保留假体的清创术中也扮演着十分重要的角色。本组应用生理盐水、3%（30 g/L）过氧化氢、稀释的聚维酮碘组合冲洗术区，以期达到更好的清创效果。在关节置换术中通过使用抗菌溶液可以减少术中细菌接种量。van Meurs等[27]通过比较五种抗菌溶液的杀菌能力和细胞毒性发现，稀释的聚维酮碘在维持宿主细胞活力的同时可提供最佳的杀菌能力。稀释的聚维酮碘成分包含聚乙烯吡咯酮碘、分子碘和游离碘，其中游离碘可以穿透细胞，引起氧化、失活，从而具有杀菌活力[28,29]。在脊柱、心血管、泌尿系统及普外科手术中，通过使用稀释的聚维酮碘可有效降低感染的发生[30,31,32,33]。Gilotra等[34]在兔膝关节PJI模型中于关节腔中灌洗不同液体。结果表明，与单纯生理盐水组相比，使用稀释的聚维酮碘后金属假体表面细菌数量是生理盐水组的1/20，聚乙烯垫片界面细菌数量是生理盐水组的1/10。Brown等[35]发现，在全膝及全髋关节置换术中使用稀释的聚维酮碘冲洗关节腔，其术后3个月内PJI发生率是未使用组的1/6。
目前，化学清创可采用生理盐水和具有杀菌能力的液体，但用量仍无定论。本组常规使用6 L冲洗液。Niki等[36]发现，在骨水泥型膝关节置换手术中4 L无菌生理盐水冲洗液足以去除大小超过1 μm的骨和聚甲基丙烯酸甲酯碎屑。由此他们推测，鉴于细菌直径也在1 μm左右，4 L冲洗液也许可以清除细菌。但是此模型没有考虑生物膜的定植。另一体外研究表明，借助高压脉冲冲洗枪，3 L生理盐水无法彻底清除已经形成的生物膜[37]。2018年费城制定的PJI国际共识建议，保留假体的清创术中使用6~9 L含有生理盐水和具有杀菌活力的液体进行冲洗[16]。
为了增加保留假体的清创术的成功率，本组在静脉应用敏感抗生素的基础上，联合术中、术后关节腔局部应用抗生素。PJI的发生往往伴随着生物膜的形成，相比于浮游细菌，清除生物膜内的细菌更加棘手[38,39,40]。生物膜是造成细菌抵抗抗生素的单一重要因素。尽管一定的抗生素浓度可以防止生物膜的形成，但是消除已经形成的生物膜却截然不同。研究表明，若要消除被生物膜包被的细菌，其所需的最小生物膜消除浓度（Minimum Biofilm Eradication Concentration，MBEC）是消除浮游细菌所需最小抑菌浓度的100~1000倍。如果试图通过静脉使用抗生素使关节局部抗生素浓度达到MBEC，就足已引起全身毒性反应[41]。局部使用万古霉素粉剂不仅不会增加第三体磨损[42]，还可在维持全身低水平的同时达到局部高治疗浓度[43]。与静脉使用万古霉素相比，关节腔局部应用万古霉素在达到血清治疗浓度的同时，其局部浓度也要高出很多，且在血清及局部达到的治疗浓度可维持24 h[44]。Edelstein等[45]通过建立耐甲氧西林金黄色葡萄球菌致病的兔关节PJI模型，证实全身应用万古霉素联合关节腔应用万古霉素粉剂的感染治愈率达100%。Riesgo等[46]报告了74例接受保留假体的清创术治疗的PJI患者，其中36例术中应用聚乙烯吡咯酮碘冲洗联合局部应用万古霉素粉剂，与38例对照组相比手术成功率从63%提高至83.3%。Tsumura等[47]在PJI保留假体的清创术中，通过灌洗的方式，针对不同病原微生物局部应用敏感抗生素，包括万古霉素、泰能等9种抗生素，失败率为22.2%。本研究中静脉联合局部使用抗生素2周，之后改为口服抗生素，根据随访情况决定何时停止使用抗生素，最少口服4周，因此总抗生素应用时间最少6周。这与2018年费城制定的PJI国际共识中所提到的抗生素使用时间一致[16]。
综上所述，清创术是否彻底具有主观性，高质量的物理及化学清创、合理有效的抗生素应用对手术成功具有关键作用。针对初次髋、膝关节置换术后3个月内出现的PJI，采用保留假体清创，更换可动组件，全身联合局部应用抗生素，可以获得比较满意的临床疗效，但仍有一定的手术失败率。
