אבחון הרומן ב מהדורה שכיחיםהחלפת: שתל Sonication ואת תגובת שרשרת פולימראזית מולטיפלקס

Gunnar T.R. Hischebeth; Sascha Gravius; Johanna K. Buhr; Ernst Molitor; Matthias D. Wimmer; Achim Hoerauf; Isabelle Bekeredjian-Ding; Thomas M. Randau

doi:10.3791/55147

Summary

אבחון משלים בשכיחיםהחלפת כואב היא קריטית להצלחה בטיפול. השאיפה המשותפת מתבצע באופן שגרתי preoperatively. מולטיפלקס תגובת שרשרת פולימראזית בין וביופסיה משותפת את הנוזל sonication, כלי ריאלי עבור זיהוי הפתוגן מהירה מדגימות אלה מתואר.

Abstract

בחולים אורתופדיים, זרים הגוף-הקשורים זיהומים, במיוחד periprosthetic דלקות מפרקים (PJIs), הם סיבוך הרסנית של שכיחיםהחלפת. זיהום דורש טיפול מורכב, עלול לגרום זמן אשפוז וגורם עלויות ניכר. מהדורות מרובות כירורגי יכול להיות נחוץ בחולים אלה, עם אובדן בתפקוד גם כמו איכות החיים.

האבחון לפני הניתוח שגרתית כוללות בדיקת דם בשביל חלבון מגיב C (חלבון), אחרים סמנים ביולוגיים, כמו גם ניתוח וביופסיה משותפת עבור ספירת תאים, התמיינות והתרבות. דגימות פוסט ניתוחית עבור היסטולוגיה ומיקרוביולוגיה הם גם הליך סטנדרטי. הבדיקה מיקרוביולוגית של שתלים שהוסר עם sonication, בשילוב עם היישום של טכניקות מיקרוביולוגיה, ביולוגיה מולקולרית מייצגים שתי טכניקות הרומן מועסקים כיום כדי לשפר את האבחון דיפרנציאלית של PJI.

אנו מציגים כאן את ההליך הדרגתיים שבניתוח וביופסיה משותפת ונוזלים sonication, באמצעות מערכת תגובת שרשרת (PCR) המבוסס על מחסנית פולימראז מולטיפלקס. התוצאות היו מתאימים נגד תרבויות קונבנציונאלי וקריטריונים הסכמה עבור PJI. של ביופסיות רקמות, תרבויות מיקרוביולוגית קונבנציונאלי משותף וביופסיה, נוזל sonication הראתה רגישות של 66.7%, עומד על 66.7% ו- 88.9%, בהתאמה, וספציפיות של 82.3%, 54.6% ו- 61.5%, בהתאמה. ה-PCR לאבחון של הנוזל sonication ואת הנוזל המשותפת הראתה רגישות של 50.0% ו 55.6%, בהתאמה, וספציפיות שני של 100.0%. שתי בדיקות PCR בשילוב היו רגישות של 66.7% וספציפיות של 100.0%. ה-PCR מולטיפלקס לכן מציג כלי אבחון מהירה עם רגישות בינונית אבל ירידה לפרטים גבוהה באבחון PJI.

Introduction

Arthroplasties כואב הם אתגר אבחוני לכירורגיה אורטופדית. לאחר ויסירו aseptic, PJI הוא הסיבה השנייה רוב לכישלון ההשתלה, מציג סיבוך הרסנית לאחר הניתוח שכיחיםהחלפת. PJI הוא קשה לטיפול, קשה לאבחן. התגעגעתי אבחון של PJI עלול לגרום זיהום חוזר ונשנה, עם תחלואה הגדולות, אובדן התפקוד של אובדן של איכות החיים. לכן, זיהום צריך לשלול בחולים כל עם שכיחיםהחלפת כואב, לפני האמצעים הרפואיים מבוצעים.

היסטוריה, בדיקה קלינית, בדיקה דם עבור ה-CRP ו בספירת תאי הדם הלבנים, כמו גם רדיוגרפיה או szintigraphy של המפרק הנגוע מהווים את אבחון בסיסי¹. השגרה לפני הניתוח גם לכלול את השאיפה המשותפת בתנאים סטריליים בכל מקום אפשרי. וביופסיה רכשה הינו חומר בעל ערך רב בתוכנית נוספת האבחון.

מלבד ספירת התאים, תאית התמיינות ב וביופסיה משותפת כמו מבחני ומבוססת², זיהוי סמנים ביולוגיים החלבון עשוי לסייע אבחון משלים³^,⁴^,⁵. תרבות מיקרוביולוגית קונבנציונאלי נשאר תקן הזהב בזיהוי הפתוגן. Biofilms, הנגרמת על ידי חיידקים גראם גראם שליליים וגם ו"היסטוריון משטחים השתל, הם גורם מרכזי פתוגניים PJI. לכן, ב- 2007, ההליך sonication בוצע בתוכנית האבחון של זיהומים זרים הגוף-הקשורים לכירורגיה אורטופדית שיבוש biofilms שבשתלים שהוסר כדי לאפשר זיהוי הפתוגן. החיידק ובכך לקוחים מתוך הטופס המנוחה שלהם אל הטופס הפעיל, ביצוע איתור בתרבות אפשרי שוב. Sonication של שתלים שהוסר הראו רגישות גבוהה יותר מאשר תרבויות רקמות דגימות (78.5% לעומת 60.8%)⁶.

מבחן הגברה חומצת גרעין (NAT), כגון PCR, עבר לאחרונה לתוך הטווח של קלינאים ואנשי מיקרוביולוגים לאבחן PJI. במיוחד בחולים שקיבלו טיפול אנטיביוטי לפני הניתוח, זה היה מראה כי ה-PCR לאבחון מועיל בזיהוי אורגניזמים סיבתי⁷^,⁸^,⁹. לאחרונה, מולטיפלקס PCR מערכת חדשה, תוכנן במיוחד עבור זיהומים השתל רקמת (האם), הוצג. זו מערכת מבוססת דיו מציע מגוון רחב של סמנים גנומית זיהוי פתוגנים וסמנים עמידות לאנטיביוטיקה. בין מגוון יישומים הם סימנים רבים לכך (דלקות מפרקים תותבת, באתר כירורגית דלקות, זיהומים הקשורים קרדיולוגיה, זיהומים הקשורים קטטר, רגל סוכרתית זיהומים, העור העמוקות וזיהומים רקמות, שתל זיהומים, וזיהומים פציעה צריבה), פאנל רחב של חומר מדגם יכול לשמש עבור טכניקה זו (sonication נוזל נוזל synovial, מטליות, רקמות, מוגלה, וביופסיה/תפליט, biofilm)¹⁰^,¹¹^,¹².

היתרון הגדול ביותר של ההליך, לעומת מיקרוביולוגיה המקובלת, הוא מהירות: ניתן לזהות את הפתוגן סיבתי בתוך שעות. בנוסף, מערכת ה-PCR זו מזהה פאנל רחב של סמנים ההתנגדות מקודד ג'ין, המאפשר אתחול של יישוב טיפול אנטיביוטי בשלב מוקדם. בסיועם של PCR, מנתחים תוכל להבחין בין חולים נגועים, לבריא בשלב מוקדם מאוד הליך האבחון¹¹. כאן, אנו מציגים הפרוטוקול לבצע PCR מולטיפלקס הזה, במהירות לאבחון PJI בין וביופסיה משותפת sonication נוזל.

Protocol

מחקר זה אושרה על ידי ועדת האתיקה המקומית (046/09, הכומר 3). הסכמה מדעת והצהרת פרטיות הנתונים התקבלו מחולים כל כלול.

1. השאיפה המשותפת

הערה: ההליך יש לבצעו תיאטרון כירורגי או חדר התערבות בתנאים דומים אספטי. סיוע ע י אחות או הסיוע של הרופא הוא מועיל, אבל לא חובה.

מקם את החולה במצב פרקדן על מיטה בדיקה. ודא המפרק עניין ללא בגדים. קצר שיער צפוף או זמן הגוף בעזרת קוצץ חשמלי. לא להסיר את שיער הגוף עם סכין גילוח. הצב פלואורוסקופ בכיוון anteroposterior אם מפרק הירך היא מנוקבת. אם הברך היא מנוקבת, מניחים גליל הברך מתחת לברך של המטופל כך הברך נשענת המיקום מעט flexed¹³.
להכין טבלת מכשיר עם הציוד סטרילי הבא: מטליות סטרילי, תלוי fenestrated כיסוי סטרילי, האיזמל חד פעמי סטרילי, להב מחודד כירורגי (סוג #11) וכן סטרילי 10 מ"ל מזרק עם בצינורית סטרילי (20 מד, 80 מ מ). יצאו אלכוהוליים העור מחטא, צינורות איסוף דם, בקבוקון הדם בילדים תרבות בנפרד.
שמלת שמלת כירורגי, מכסה המנוע, מסכה, לשים כפפות סטריליות.
לשטוף ביסודיות העור של המטופל החדירה (למשל recessus מעולה¹⁴ באזור הברך, anterolateral פורטל על הירך) עם חיטוי העור.
הערה: אכפת לך את זמן החשיפה הנדרש לחיטוי בשימוש (בדרך כלל 90 s בברך, 120 s בירך על חיטוי אלכוהולי).
מכסים החדירה עם תלוי fenestrated כיסוי סטרילי. זיהוי החדירה.
הערה: עבור הברך, האתר הנכון הוא 2 ס מ מעל הקוטב צלחית העליון של 2 ס מ לרוחב כדי היבט לרוחב. על הירך, למצוא את הכסל הקדמי ולעבור על הקליפה עד קו עם symphysis העליון. ודא כי האתר הוא לרוחב בעורק הירך (בערך 4 ס מ), אשר יכול תמיד להיות palpated¹⁵.
1. עושים חתך קטן דקירה דרך העור (3-4 מ מ רחב ועמוק) עם הלהב האזמל המחודד החדירה. אל תחיל הרדמה מקומית כפי הם עלולים לגרום שווא שליליות בתרבות מיקרוביולוגית, עקב השפעתם bacteriostatic.
לצרף את הצינורית בתגית סכינים סטריליים של המזרק. הכנס את הצינורית דרך החתך דקירה. בהפסקה מעולה של מפרק הברך, לכוון בזווית של 45° הגבי ו המדיאלי, לקראת ההפסקה מתחת לקוטב העליון של עצם הפיקה, המחט עד לעומק של 5 ס מ. לשאוב את נוזל המפרק על ידי ציור את הבוכנה של המזרק.
1. השתמש fluoroscope הדרכה כאשר ניקב של מפרק הירך. הכנס את המחט החדירה, מכוון medially בזווית של 60°. בתחתית, ודא כי קצה המחט מכוון בצוואר תותבת. לקדם את הצינורית עד לעומק של 8 ס מ (עמוק יותר בחולים אדיפוז) תוך כ רפה בעברית, עד נוזל המפרק מושגת. להחזיק את המחט בתנוחה תוך כ רפה בעברית, כדי למנוע גירוד של פני השטח תותבת.
  הערה: קשר של קצה המחט עם הפרוטזה מבטיחה מיצוב intraarticular. בדרך כלל, לא יותר מ 5 מ של נוזל יכול להיות טופס aspirated מפרק הירך, מפרק הברך תניב יותר מ 10 מ"ל.
2. לאחר הסרת הצינורית, להחיל ההלבשה הפצע סטרילי החתך דקירה. כדי למנוע היווצרות המטומה, להחיל תחבושת על הרגל עם דחיסה קלה.
להעביר את וביופסיה משותפת שנאספו לתוך גורמים מכילים הדגימה. ודא שיטות עבודה סטרילית ברחבי.
1. עבור חיסון + בקבוקי שתייה צידניות תרבות דם בילדים עם הנוזל משותפת aspirated לחטא את הקרום של. הבקבוק תרבות דם בילדים עם חומר חיטוי אלכוהולי. לשים על בצינורית טריים על גבי המזרק, להזריק 1 עד 3 מ ל נוזל המפרק aspirated לתוך הבקבוק תרבות דם. מערבבים עצבנות או סיבוב עדין¹⁶.
2. הכנה של הדגימה וביופסיה משותפת מקורית, הסר את הצינורית של המזרק. פתח צינור אוסף דם ללא תוספים, להזריק 1 מ"ל של וביופסיה לתוך הצינור באוסף הזה. להחליף והדקו את המכסה לניתוח ה-PCR.
  הערה: משלוח הדגימה למעבדה למיקרוביולוגיה ללא דיחוי לניתוח ה-PCR. מדגם זהה, תרבויות ואנאירוביים מיקרוביולוגית המקובלת גם ניתן להגדיר¹⁷.
3. העברת 1 עד 4 מיליליטר וביופסיה משותפת לתוך צינור אוסף דם המכילה EDTA תא ספירת ובידול². הספינה הדגימה למעבדה ביוכימיה ללא כל דיחוי.

2. PCR דיאגנוסטיקה

ודא כל ההתקנים שלוש (lysator במנתח, הטייס; ראה טבלה של החומרים) הם מחוברים כראוי. יצאו כל ציוד הדרושים לביצוע הבדיקה (את מחסנית ה-PCR צינור מיקס מאסטר, מדגם צינור, מדגם מכסה הצינורית, 0 - 200 µL micropipette ועצות פיפטה סטרילי) על הספסל עבודה.
מפשירים את הצינור מיקס מאסטר לפני תחילת ההליך, על-ידי הגדרתו בטמפרטורת החדר. כל מתכלים (מיקס מאסטר צינור מחסנית, מדגם צינור) הם כבר prelabeled עם ברקוד.
להסיר את הכובע של הצינור הדגימה. לקחת 180 µL של הדגימה שנאספו (וביופסיה משותפת, ראו סעיף 1; או נוזל sonication, עיין בסעיף 4) עם פיפטה, העברת אותו המדגם צינור. סגור את הצינור מדגם עם הצינורית מדגם המכיל חלבון קינאז K וג'ין בקרה פנימית לבקרת איכות של זרימת העבודה כולו.
אל תא הטייס, לפתוח את תוכנת ההפעלה על-ידי נגיעה "הבדיקה החדשה" הכפתור בפינה השמאלית התחתונה. הזן הנתונים של המטופל או מזהה מדגם באמצעות מסך המגע. כדי לבחור את הדגימה, בחר תחילה "תחתום-מחסנית" מהרשימה הנפתחת, ואז "מיטות" כמצב היישום, ובחר בסופו של דבר "נוזל synovial" או "sonication נוזל" כסוג מדגם. לחץ על לחצן התחל.
סרוק את הברקוד בתחתית הצינורית הדגימה. הכנס את הצינור מדגם lysator.
הערה: תהליך פירוק להתחיל באופן אוטומטי ולקחת כ 30 דקות לסיום. הספירה לאחור העצר על המסך lysator יציין פירוק תסתיים.
בחר המדגם על המסך הטייס כדי לבטל את נעילת ברכבת התחתית מדגם lysator. להסיר את הצינור מדגם lysator, לסגור את המכסה העליון של lysator. העברת הצינור מדגם לתוך החריץ צינור מדגם של מיכל הדיו PCR. להכניס את הצינור mastermix מופשר לחריץ mastermix של מיכל הדיו PCR.
בצע את ההוראות על המסך תא הטייס, סורק את מחסנית ה-PCR עם צינור mastermix ולדגום.
הכנס את מיכל הדיו PCR לתוך החריץ מחסנית המצוין של מנתח. כאשר תסיים, מנתח משחררת את מיכל הדיו.
הערה: התנאים PCR מוגדרות מראש על ידי היצרן ואין אפשרות לשנותן על-ידי המשתמש. למידע נוסף עיין במדריך היישום של היצרן. תהליך ה-PCR תופעל אוטומטית ולקחת כ 4 שעות 10 דקות.
להסיר ולמחוק את מיכל הדיו. מסך מגע תא הטייס, לבחור "בדיקות הנוכחי" בפינה השמאלית התחתונה, ואז לבחור את מזהה המדגם הנכון כדי להציג את תוצאות הבדיקה. לשמור את התוצאות על הזיכרון של המחשב, ואת הדפסה או ייצוא (דרך כונן USB) לעיון נוסף.
הערה: לדווח על התוצאה של ה-PCR, כולל זיהוי הפתוגן וזיהוי סמנים ההתנגדות, למנתח הפלסטי ללא דיחוי. פאנל עם חומצה deoxyribonucleic (DNA) 114, היעדים פתוגנים חיידקים ופטריות נמצאו בדרך כלל השתל דלקות וזיהומים רקמות רכות, יחד עם הסימנים עמידות לאנטיביוטיקה הנפוץ ביותר הוא ניתח.

3. ניתוח: אוסף דגימה פוסט ניתוחית

הערה: הגרסה שכיחיםהחלפת ניתוח דורשת רמה מומחה של מיומנות ומומחיות; לקבלת סקירה מקיפה של הניתוחים, נא עיין בספרי הלימוד של המנתח¹⁸. תיאור מלא ומפורט של הליך כירורגי יהיה טוב מעבר להיקף של מאמר זה. כאן הדגש הוא על הפרטים של איסוף הדגימה, טרום ניתוח. בניתוח שכיחיםהחלפת מהדורה, להימנע מינהל יחיד שוט לאנטיביוטיקה טיפול מונע, כדי לא לסכן את התוצאות של הדגימות מיקרוביולוגית שהתקבל במהלך הניתוח. הקפדה על כלל זה מומלץ, אם כי המנהג הוא שנוי במחלוקת¹⁹^,²⁰. השתמש בגישה כירורגית קיימים המשותף במידת האפשר. גישות ניתוח נוסף להתפשר רקמות רכות ולהגדיל את היווצרות צלקת.

לפרק רקמות עד הקפסולה משותפת חשוף היטב. לבצע את arthrotomy עם מזרק בהיכון, נוזל אז עוד יותר המפרק ניתן לאסוף לתוך המזרק סטרילי לצורך ניתוח נוסף כאמור לעיל (צעדים 1.7.1-1.7.3).
הערה: אין נוזלים שטיפת חומר מחטא חייב לשמש עד הסרת השתל, נלקחו דגימות רקמה.
להסיר את השתלים משותפת. מיד לאחר הסרת, להעביר את החלקים השתל לתוך מיכל פלסטיק סטרילית עם מכסה אוויר, מים-חזק.
הערה: הוראות מפורטות להסרת השתל ניתן למצוא בספרות לפי הספר (ברך, למשל: וירץ. et al., 16.4 פרק²¹; הירך, למשל: קלאס. et al., פרק 14.5.1²²). מכשירים מסוימים ייתכן שיהיה צורך, כפי שהצהירה להנחיות היצרן. הטכניקה להסרת השתל משתנה במידה ניכרת בין השתל שונים סוגים ושיטות קיבעון. ערכה של נכרים, מקדחה, פטיש הזזה, ערכה להסרת הציפורן לשדי אוניברסלי מועילים בהסרת שתלים משולב גרמית²³^,²⁴.
להשתמש מגרד חדה סטרילי, מלקחיים, rongeur כדי להסיר את רקמת קרום מממשק שתל עצם. להעביר במדגם מייצג של הרקמה לתוך מיכל פלסטיק סטרילית עם בורג, על מכסה, כמה דגימות מיקרוביולוגיה, היסטולוגיה.
הערה: רימר יכול לשמש כדי לנקות את תעלת מדולרי של כל הרקמות הרכות. בנוסף, לוקחים רקמה synovial ודוגמאות קפסולה מפרקיות לבדיקה ולאחסן אותם במיכלים סטרילי. חייב להיות התאספו דגימות לפחות ארבעה בסך הכל.
לשלוח כל דגימות וחלקים explanted למעבדה למיקרוביולוגיה באופן מיידי.
הערה: אנטיביוטיקה ניתנת לאחר מכן. הבחירה של האנטיביוטיקה הנכונה היא חיונית והוא חייב להיות²⁵^,ההחלטה בפעוט²⁶. מושגים טיפוליים חייב הפוסק על לוח הבינתחומי של מנתחים, מיקרוביולוגים מראש.
להשלים את הטריה של האתר לשעבר השתל על ידי הסרת כל רקמות שמראה סימנים של פסולת (כגון פוליאתילן ללבישה, מתכת או מלט חלקיקים) או זיהום, נמק (רקמות מוגלתי, avascular, מצופות פיברין, עלי הלוואי קרומיים או "sludgy"). הסר את עצמות המת או osteitic. הסר כל חומר זר כגון ברגים, חוטים, cerclages, עצם מלט פסולת או תפרים שאינם resorbable (ראה קלאס. et al., פרק 14.5.3²²).
להשקיית באתר כירורגית באמצעות חומר מחטא את הפצע של בחירה באמצעות מזרק 50-mL. להשקיית עם כמויות רבות (לפחות 3 ליטר) של פתרון דומה מאוד עם מערכת שטיפה פעמו. כרווח ייתכן שיהיה צורך לייצב את משותפת²⁷.
לסגור את הפצע בעזרת מצופים מיקרוביאלית תפרים עמוק resorbable כמוסה או fascia (polyglactin קלועה התפרים, מצופים triclosan, USP 2), ו התת-עורית (polyglactin קלועה התפרים, מצופים triclosan, USP 0). סגור את העור בעזרת תפרים קטוע-resorbing (monofilic פוליפרופילן, USP 0 או USP 2-0).

4. sonication

הערה: הקפד לעבוד אך ורק גילוח ורחיצה כירורגית. השתמש ספסל אבטחה Class II עם אוויר-זרימה עיבוד נוסף של החומר explanted.

פתח את מיכל פלסטיק מחזיק הפרוטזה explanted של חדר הניתוח (ראה שלב 3.2) תחת ספסל עבודה אוויר-זרימה, ולהוסיף פתרון נתרן כלוריד 0.9% סטרילי עד הגוף הזר explanted מכוסה לפחות 80% (כ – 500-800 מ"ל).
סגור את מיכל פלסטיק. לנער היטב או להתסיס את מיכל פלסטיק באמצעות מערבל מערבולת בעוצמה גבוהה עבור העברה ס' 30 מיכל פלסטיק לתוך האמבט sonication. בדוק את רמת הנוזלים באמבטיה sonication.
הערה: רמת נוזל אמבטיה sonication חייב להיות זהה בתוך המיכל פלסטיק. ודא כי מיכל פלסטיק אינה יכולה להיות מוצפת אם יש צורך להוסיף או להסיר נוזלי מהאמבטיה sonication.
Sonicate הדגימה עבור 5 דקות עם תדירות של 40 ± 2 קילו-הרץ וכוח צפיפות 0.22 ± 0.04 W/ס מ². טלטול או מערבולת הדגימה ביסודיות ב-30 s.
הערה: Sonication פעמים בין 1-5 דקות הם הטובים ביותר לצורך המסת biofilms, ללא כל השפעה על יכולת הקיום חיידקי²⁸.
בתוך הספסל זרימה שכבתית, לאסוף 50 מ של נוזל sonication, להעביר אותו צינור סטרילי, בחוזקה חתום.
ליצירת נוזל מרוכז sonication, centrifuge את הצינור 10 דקות ב- g x כ- 4,200. עוזב נפח שיורית של 10 מ"ל, למחוק את תגובת שיקוע הנותרים עם פיפטה. Resuspend בגדר pipetting ו vortexing.
לחסן מתאימים תרבות המדיה (למשל דם אגר, אגר שוקולד, אגר Sabouraud, אגר של Schaedler, ואנקומיצין Kanamycin אגר או מרק thioglycolate) עם 0.5 מ ל נוזל מרוכז sonication בכל. לחסן את הבקבוקון תרבות דם בילדים עם 2 מ"ל כפי שתואר לעיל (ראה שלב 1.7.1). העברת 1 מ"ל של נוזל מרוכז sonication לתוך צינור אוסף דם ללא תוספים עבור ניתוח ה-PCR.
להעביר את המדיה תרבות חוסנו החממה (35 ° C, 5% CO₂). תקופת דגירה התרבויות של 14 ימים, ולבדוק צמיחה מדי יום.
אחרי 14 יום למחוק התרבויות עם אין צמיחה ולדווח גם שלילית. אם הגידול מזוהה, לבצע זיהוי הפתוגן באמצעות בדיקות רגישות וטכניקות זיהוי סטנדרטיים. דווח התוצאה המנתח ללא דיחוי.
הערה: כאן, זיהוי של פתוגנים בוצע באמצעות לייזר בסיוע מטריקס desorbtion/יינון - זמן של טיסה (MALDI-TOF) ספקטרוסקופיה. בדיקות רגישות מיקרוביאלית בוצעה עם³⁰^,²⁹^,מנתח semiautomated³¹.

תוצאות

הנוכחות של PJI, כפי שהוגדר על ידי האסיפה הקונצנזוס של השלד והשרירים זיהום החברה (קבצי msi של), נחשב מוכח כאשר נכחו אחד הקריטריונים העיקריים או לפחות. שלושה מתוך חמישה קריטריונים משניים. הקריטריונים העיקריים כוללים נוכחות של פיסטולה או זיהוי של. חיידק שתי הדגימות מיקרוביולוגית נפרדים. קריטריונים משניים לכלול ספירת תאים חיוביים (> לויקוציטים 3000/µL) או חיובית תאית התמיינות (> 85% נויטרופילים גרנולוציטים) ב וביופסיה משותפת, חיובי קצב ה-CRP והצטברות בדם דגימות, היסטולוגיה חיובי בדגימות רקמה או הזיהוי של. חיידק מיקרוביולוגית מדגם אחד בלבד¹⁹. רגישות חושבו למבחן הגברה חומצת גרעין (NAT), לעומת תקן הזהב של קבצי msi. פרטי החולה, כולל פתוגנים שאותרו, ניתנת טבלה1.

תוצאות שלנו הראו רגישות בינונית עבור ה-PCR לאבחון של נוזל sonication וביופסיה משותפת (50.0% ו- 55.6%) אך יחודיות מאוד חזקה של 100%¹¹. בכל פעם PCR לאבחון (סה כ n = בדיקות 62) הראו ממצא חיובי וביופסיה משותפת (n = 31) או הנוזל sonication (n = 31), המחלה באותו זוהה בהמשך אחד של התרבויות מיקרוביולוגית קונבנציונלי. ה-PCR של הדגימות שונה מהמקרים הלא-זיהום הראה אין שקר חיוביים תוצאה (ראה איור 1).

ה-PCR לאבחון לא הצליחו לזהות כמה פתוגנים שהוכחו עם שיטות קונבנציונליות תרבות מיקרוביולוגית. 6 מתוך 16 (37.0%) נכון גורמי מחלה הדגימות sonication נוזלים, 5 מתוך 13 (38.0%) פתוגנים מתרבות משותפים נוזלים היו פספס PCR לזיהוי. לרוב, האבחון PCR החמיץ זיהוי coagulase שלילי staphylococci (8 מתוך 11). האבחון PCR בשילוב של שני חומרים (נוזל המפרק וביופסיה ולא sonication, "איחדו PCR") לזהות מקרים זיהום 12 מתוך 18 (רגישות 66.7%, 95% CI: 41.0 86.7%, ראה טבלה 2).

figure-results-1860
איור 1: תוצאות סיכום של NAT. הגרף מתאר את התוצאות מסוכמים מדגימות החולה קולקטיבית. בצד ימין הוא הקבוצה של חולים התאמת קריטריונים PJI, בצד שמאל הוא הקבוצה לא. העמודות מסמנות את השיטות הגברה של חומצות גרעין. תוצאות חיוביות שגויות. ותשלילים שווא מוצגים באדום כאחוז של הסכום הכולל. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

ג'וינט	סיבת התיקון	התאמות של קבצי msi של קריטריונים?	טיפול אנטיביוטי הקודם?	Sonication תרבות נוזלים	תרבות משותפת וביופסיה	NAT sonication תרבות	וביופסיה משותפת NAT
מפרק הירך	התרופפות אספטי	לא	לא
הברך	התרופפות אספטי	לא	לא	Staphlococcus epidermidis
הברך	התרופפות אספטי	לא	לא	Dermabacter hominis
הברך	התרופפות אספטי	לא	לא
הברך	התרופפות אספטי	לא	לא	Leifsonia aquatica
מפרק הירך	התרופפות אספטי	לא	לא
הברך	התרופפות אספטי	לא	לא
הברך	חוסר יציבות	לא	לא
מפרק הירך	luxation כרונית	לא	לא	סטפילוקוקוס haemolyticus
הברך	התרופפות אספטי	לא	לא
מפרק הירך	התרופפות אספטי	לא	לא
מפרק הירך	התרופפות אספטי	לא	לא	Staphlococcus epidermidis
הברך	חוסר יציבות	לא	לא
הברך	דלקת חריפה	כן	כן	Pseudomonas aeruginosa	Pseudomonas aeruginosa		Pseudomonas aeruginosa
הברך	דלקת חריפה	כן	לא	Escherichia קולי	Escherichia קולי	Escherichia קולי
מפרק הירך	דלקת כרונית	כן	לא	Corynebakterium spp.	Staphlococcus epidermidis
הברך	דלקת חריפה	כן	לא	Staphylococcus aureus	Staphylococcus aureus	Staphylococcus aureus	סטפילוקוקוס aureus
הברך	דלקת כרונית	כן	לא	סטרפטוקוקוס agalacticae	סטרפטוקוקוס agalacticae	סטרפטוקוקוס agalacticae	סטרפטוקוקוס agalacticae
מפרק הירך	דלקת כרונית	כן	כן		Staphylococcus aureus
הברך	דלקת כרונית	כן	לא	Staphlococcus epidermidis
הברך	דלקת כרונית	כן	כן	Staphlococcu epidermidis	Staphlococcus epidermidis
מפרק הירך	דלקת כרונית	כן	לא	Staphlococcus epidermidis	Staphlococcus epidermidis
הברך	דלקת כרונית	כן	לא	Staphlococcus epidermidis		Coagulase שלילי Staphylococci	Coagulase שלילי Staphylococci
מפרק הירך	דלקת כרונית	כן	לא	Staphylococcus aureus		Staphylococcus aureus
הברך	דלקת חריפה	כן	לא	Staphlococcus epidermidis	Staphlococcus epidermidis	Coagulase שלילי Staphylococci	Coagulase שלילי Staphylococci
מפרק הירך	דלקת חריפה	כן	לא		Staphlococcus epidermidis		Coagulase שלילי Staphylococci
מפרק הירך	דלקת כרונית	כן	לא	Staphlococcus epidermidis	Staphlococcus epidermidis
מפרק הירך	דלקת חריפה	כן	לא		Staphlococcus epidermidis	Coagulase שלילי Staphylococci
הברך	דלקת כרונית	כן	לא	Staphylococcus aureus	Staphylococcus aureus		סטפילוקוקוס aureus
מפרק הירך	דלקת כרונית	כן	לא	Enterococcus faecialis	Enterococcus faecialis	Enterococcus spp.	Enterococcus spp.
הברך	דלקת כרונית	כן	כן	Enterocuccus faecalis	Enterocuccus faecalis	Enterococcus spp.	Enterococcus spp.

טבלה 1: פרטי החולה ואת פתוגנים שזוהו. תוצאות טבלאי הפרטים החולה, כולל את סיבת ניתוח תיקון, הקריטריונים של קבצי msi של התאמת פתוגנים שזוהו ב מיקרוביולוגיה קונבנציונאלי וניתוח NAAT.

קריטריונים	PCR Sonicate	PCR וביופסיה	PCR במאגר
ערך P	0.0036	0.0013	0.0001
רגישות	50.0%	55.6%	66.7%
ירידה לפרטים	100.0%	100.0%	100.0%
ערך ניבוי חיובי	100.0%	100.0%	100.0%
ערך ניבוי שלילי	59.1%	61.9%	68.4%

בטבלה 2: התוצאות של שיטות מיקרוביולוגית. תוצאות טבלאי של הערכת האבחון של נוזל sonication, וביופסיה משותפת PCR במאגר ה-PCR. N = 31 הדגימה וביופסיה, sonication, בהתאמה, n = 62 עבור הנתונים במאגר ה-PCR.

Discussion

גוף זר זיהום היא בעיה המתעוררים, אורטופדי, ניתוח טראומה עם טיפול יקר, אשפוז ארוך, מחסור פונקציונלי של המפרקים הנגועים. האבחון דיפרנציאלי הוא מאתגר. חוקרים ומטפלים רבים נותנים תשומת לב לנושא זה, שואפים למצוא יותר מדויק, שיטות אמין כדי לאבחן גוף זר הקשורים זיהומים. עד כה, כלי אבחון שונים רבים מתבצעת הערכה ויושמו תוך הנתיב אבחון³².

ההליך sonication היא שיטה שלא יסולא בפז, מציג רגישות יותר מאשר של דגימות רקמה⁶תרבויות קונבנציונלי. במחקר שלנו, הראינו כי תרבויות נוזלים sonication יש רגישות של 88.9% עם יחודיות של 61.5%. של דגימות רקמות וגם aspirates משותפת המקובלת תרבויות היו רגישות של 66.7% עם זה הדבר 82.3% ו ל 84.6%, בהתאמה. חוקרים אחרים מראים תוצאות דומות עבור אלה הליכים מיקרוביולוגית קונבנציונאלי⁶^,³³^,³⁴^,³⁵. זה הוא לעתים קרובות ביקורת על כי הליך sonication הוא נוטה זיהום, אז יש לקחת טיפול מיוחד בטיפול הדגימות.

האפשרות של זיהוי ה-DNA של פתוגן סיבתי דגימות רקמה או נוזלים הוא מסקרן. NAT הוא הליך מהיר יכול לספק תוצאות בתוך כמה שעות, לעומת השיטות גוזלת זמן תרבות מיקרוביולוגית. ללא ספק, נט יש רגישות טובה באיתור גורמי מחלה, אבל לעצור את הסיכון של גילוי מזהמים, ולכן חסר ירידה לפרטים³⁶. היתרון הגדול של שיטה זו PCR באבחון PJI תועדה במיוחד בחולים שקיבלו טיפול אנטיביוטי קרוב לניתוח או עבור תקופת⁷^,עוד⁸. מחקרים מראים כי NAT של נוזל sonication עלול להגביר עוד יותר רגישות³⁷. למרבה הצער, טכניקה זו זמינה לא שגרתי במעבדות, עקב זרימת העבודה גוזלת זמן שלה.

ישנן הגבלות מסוימות על טכניקת ה-PCR באופן כללי: NAT מזהה ה-DNA עם אין בידול בין חיידקים כלכלית בת קיימא, מקשה על פרשנות של התוצאות. PCR מגוון רחב רק יזהה חומצה ריבונוקלאית 16 30s ריבוזומלי (16 rRNA), לא להבדיל בין פתוגנים³⁷. מערכות מסוימות יותר מאתר באופן שגרתי סמנים ג'ין מקודד עמידות לאנטיביוטיקה. טיפול אנטיביוטי יישוב ולכן ייתכן מוגבלת ללא בדיקות רגישות נוספת.

המערכת החלת במחקר זה מתגבר על חלק מגבלות אלו, הבחנה בין חיידקים מסוימים וזיהוי סמנים ההתנגדות גן מקודד. באופן כללי, מבחני NAT יכולה להחשב קומפלמנטציה מהיר, יעיל כדי לאשר PJI⁷^,⁸^,⁹^,³⁸.

יש צורך לתכנן מראש השאיפה המשותפת, בניתוח: מכולות המדגם להיות סטרילית ומוכנה, ועל מדגם בשורת התחבורה חייב להיות זמין. מנתחים צריכים לעדכן את שלהם מיקרוביולוגים על הליכים המתוכננת ועל מה לטעום חומר לצפות. כאשר מבצע את השאיפה המשותפת, בתנאים סטריליים לחלוטין והקפדה, כדי למנוע זיהום iatrogenic של המפרק. בחולים אדיפוז, ניקוב משותף יכול להיות מאתגר, הדרכה fluoroscopic יכול להיות מועיל. מהדורה שכיחיםהחלפת הניתוח דורש רמה מאוד גבוהה של מומחיות, וזה צריך להתבצע רק על ידי מנתח מנוסה. חומר explanted לא צריך להישמר בחדר הניתוח יותר מהנדרש, אך ניתן לשלוח את מיקרוביולוג בהקדם האפשרי. חלק מאוד קריטי בתוך פרוטוקול זה הוא הסיכון הפוטנציאלי של זיהום. תוך איסוף הדגימות אלא גם תוך כדי טיפול הדגימות במעבדה למיקרוביולוגיה, כל אנשי הצוות מעורב (מנתח אורתופדי, אחיות, טכנאים, מיקרוביולוגים) חייב לעבוד במהירות ובדייקנות, ויש הכשרה מתאימה בהליכים.

Sonication NAT הכלים החשובים באבחון זיהומים הקשורים השתל בקרב אנשי עסקים ותיירים כאחד. עם זאת, התוצאות צריך תמיד להיחקר בזהירות. אנו ממליצים דיון בתוצאות בדיון שולחן עגול של מנתחים אורטופדיים מיקרוביולוגים, מומחים למחלות זיהומיות, פתולוגים להסכים על האסטרטגיה הטיפולית בפעוט.

כדי ליישם שיטה זו בהאבחון הנתיב של PJI יכול יש מספר יתרונות. זה אבחון מהירה עם תוצאה בתוך שעות. עקב הניתוח של מספר גנים המקודדים ההתנגדות סמנים, טיפול אנטיביוטי יישוב יכול להתרחש בשלב מוקדם מאוד בקורס קליני. כתופעת לוואי, ניתן לשמור מגוון רחב אנטיביוטיקה עבור אינדיקציות במקומות בהם יש באמת צורך. סוגי דגימה אחרים (למשל דגימות רקמה, מטליות, שטף דם, וכו ') יכול ייחקרו גם על פי הפרוטוקול שלנו. מאז מחסנית ה-PCR היא מערכת סגורה, אין פתרון בעיות הוא הכרחי או אפשרי בצד המשתמש. כל עיבוד של הפרוטוקול חייב להיות מיושם על ידי היצרן. תוכנה והן חומרה (מחסנית) ללא הרף שינויים על ידי היצרן כדי לשפר את המערכת, אולם אין פרטים עשויים ציבורית על שינויים המדויק גירסאות חדשות יותר.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

המחברים רוצה להודות Curetis GmbH לתמיכה במחקר זה.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
sterile plastic container	Lock & Lock, Distributor ISI GmbH, Solingen, Germany	EAN 8803733184403	Transport container for implants
Bactosonic 14.2	Bactosonic, Bandelin, Berlin, Germany	3290	"Sonication machine"
50ml Falcon tubes	Becton & Dickinson, Heidelberg, Germany	352070	Centrifugation
PEDS medium blood culture flasks	Becton & Dickinson, Heidelberg, Germany	442194	culture medium
Columbia agar with 5% sheep blood	Becton & Dickinson, Heidelberg, Germany	254071	culture medium
Mac Conkey agar	Becton & Dickinson, Heidelberg, Germany	254078	culture medium
chocolate agar	Becton & Dickinson, Heidelberg, Germany	254089	culture medium
sabouraud agar	Becton & Dickinson, Heidelberg, Germany	254096	culture medium
thioglycolate bouillon	Becton & Dickinson, Heidelberg, Germany	221788	culture medium
Schaedler agar	Becton & Dickinson, Heidelberg, Germany	254084	culture medium
kanamycin/vancomycin agar	Becton & Dickinson, Heidelberg, Germany	254077	culture medium
Bactec FX blood culture system	Becton & Dickinson, Heidelberg, Germany	441386/441385	culture medium
Unyvero A50 Analyzer	Curetis, Holzgerlingen, Germany	60001	PCR machine
Unyvero L4 Lysator	Curetis, Holzgerlingen, Germany	60002	PCR machine
Unyvero C8 Cockpit	Curetis, Holzgerlingen, Germany	60003	PCR machine
Unyvero M1 Masterix Tube	Curetis, Holzgerlingen, Germany	10002	consumables PCR
Unyvero i60 ITI Cartridge	Curetis, Holzgerlingen, Germany	10040	consumables PCR
Unyvero Sample Tube Cap	Curetis, Holzgerlingen, Germany	10004	consumables PCR
Unyvero Sample Tube	Curetis, Holzgerlingen, Germany	10003	consumables PCR
S-Monovette 2.7ml	Sarstedt AG, Nümbrecht, Germany	05.1729.001	Transport container (aspirate)
scalpel typ 11	pfm medical, Cologne, Germany	200130011	scalpel for stab incision
PP Container 70mL 55x45mm	Sarstedt AG, Nümbrecht, Germany	759,922,721	Transport container (tissue specimen)
Vicryl Plus	Johnson&Johnson Medical GmbH, Ethicon Germany, Norderstedt, Germany	VCP247H	surgical suture material
Prolene 0	Johnson&Johnson Medical GmbH, Ethicon Germany, Norderstedt, Germany	EH7920H	surgical suture material
Prolene 2/0	Johnson&Johnson Medical GmbH, Ethicon Germany, Norderstedt, Germany	EH7697H	surgical suture material
Kodan Tinktur forte farblos	Schülke & Mayr GmbH, Norderstedt, Germany	104005	alcoholic skin disinfectant

References

Wimmer, M. D., et al. Evaluation of an interdisciplinary therapy algorithm in patients with prosthetic joint infections. Int Orthop. 37 (11), 2271-2278 (2013).
Trampuz, A., et al. Synovial fluid leukocyte count and differential for the diagnosis of prosthetic knee infection. Am J Med. 117 (8), 556-562 (2004).
Randau, T. M., et al. Interleukin-6 in serum and in synovial fluid enhances the differentiation between periprosthetic joint infection and aseptic loosening. PLoS One. 9 (2), e89045 (2014).
Deirmengian, C. A., Wongworawat, M. D. Editor's spotlight/take 5: diagnosing periprosthetic joint infection: has the era of the biomarker arrived. Clin Orthop Relat Res. 472 (111), 3250-3253 (2014).
Gollwitzer, H., et al. Antimicrobial peptides and proinflammatory cytokines in periprosthetic joint infection. J Bone Joint Surg Am. 95 (7), 644-651 (2013).
Trampuz, A., et al. Sonication of removed hip and knee prostheses for diagnosis of infection. N Engl J Med. 357 (7), 654-663 (2007).
Achermann, Y., Vogt, M., Leunig, M., Wust, J., Trampuz, A. Improved diagnosis of periprosthetic joint infection by multiplex PCR of sonication fluid from removed implants. J Clin Microbiol. 48 (40), 1208-1214 (2010).
Portillo, M. E., et al. Multiplex PCR of sonication fluid accurately differentiates between prosthetic joint infection and aseptic failure. J Infect. 65 (6), 541-548 (2012).
Qu, X., et al. PCR-based diagnosis of prosthetic joint infection. J Clin Microbiol. 51 (8), 2742-2746 (2013).
Borde, J. P., et al. Diagnosis of prosthetic joint infections using UMD-Universal Kit and the automated multiplex-PCR Unyvero i60 ITI((R)) cartridge system: a pilot study. Infection. 43 (5), 551-560 (2015).
Hischebeth, G. T., et al. Unyvero i60 implant and tissue infection (ITI) multiplex PCR system in diagnosing periprosthetic joint infection. J Microbiol Methods. 121, 27-32 (2016).
Prieto-Borja, L., et al. Evaluation of a commercial multiplex PCR (Unyvero i60(R)) designed for the diagnosis of bone and joint infections using prosthetic-joint sonication. Enferm Infecc Microbiol Clin. , (2016).
Bernau, A., Heeg, P. Intraarticular punctures and injections: indications--prevention of infection--technique--complications. Orthopade. 32 (6), 548-569 (2003).
Courtney, P., Doherty, M. Joint aspiration and injection and synovial fluid analysis. Best Pract Res Clin Rheumatol. 27 (2), 137-169 (2013).
Arnold, S., Meurer, A. Intra-articular punctures and injections. Orthopade. 42 (12), 1075-1086 (2013).
Geller, J. A., et al. Prospective Comparison of Blood Culture Bottles and Conventional Swabs for Microbial Identification of Suspected Periprosthetic Joint Infection. J Arthroplasty. 31 (8), 1779-1783 (2016).
Cross, M. C., et al. Utility of percutaneous joint aspiration and synovial biopsy in identifying culture-positive infected hip arthroplasty. Skeletal Radiol. 43 (2), 165-168 (2014).
Berry, D. J. . Revision total hip and knee arthroplasty. , (2012).
Parvizi, J., Gehrke, T. International Consensus Group on Periprosthetic Joint, I. Definition of periprosthetic joint infection. J Arthroplasty. 29 (7), 1331 (2014).
Ghanem, E., et al. Perioperative antibiotics should not be withheld in proven cases of periprosthetic infection. Clin Orthop Relat Res. 461, 44-47 (2007).
Wirtz, D. C. . AE-Manual der Endoprothetik - Knie. , (2011).
Claes, L. K., Peter, , Perka, , Carsten, , Rudert, , Maximilian, . AE-Manual der Endoprothetik - Hüfte und Hüftrevision. , (2012).
Herrmann, P., Thoele, P., Heppert, V. Infected knee prostheses. Part 2: chronic late infections. Oper Orthop Traumatol. 25 (3), 242-250 (2013).
Zweymuller, K. A., Steindl, M., Melmer, T. Anterior windowing of the femur diaphysis for cement removal in revision surgery. Clin Orthop Relat Res. 441, 227-236 (2005).
Osmon, D. R. Microbiology and Antimicrobial Challenges of Prosthetic Joint Infection. J Am Acad Orthop Surg. 25, 17-19 (2017).
Renner, L., Perka, C., Trampuz, A., Renz, N. Treatment of periprosthetic infections. Chirurg. 87 (10), 831-838 (2016).
Kuzyk, P. R., et al. Two-stage revision arthroplasty for management of chronic periprosthetic hip and knee infection: techniques, controversies, and outcomes. J Am Acad Orthop Surg. 22 (3), 153-164 (2014).
Kobayashi, N., Bauer, T. W., Tuohy, M. J., Fujishiro, T., Procop, G. W. Brief ultrasonication improves detection of biofilm-formative bacteria around a metal implant. Clin Orthop Relat Res. 457, 210-213 (2007).
Dubois, D., et al. Performances of the Vitek MS matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry system for rapid identification of bacteria in routine clinical microbiology. J Clin Microbiol. 50 (8), 2568-2576 (2012).
Cherkaoui, A., et al. Comparison of two matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry methods with conventional phenotypic identification for routine identification of bacteria to the species level. J Clin Microbiol. 48 (4), 1169-1175 (2010).
Barenfanger, J., Drake, C., Kacich, G. Clinical and financial benefits of rapid bacterial identification and antimicrobial susceptibility testing. J Clin Microbiol. 37 (5), 1415-1418 (1999).
Tande, A. J., Patel, R. Prosthetic joint infection. Clin Microbiol Rev. 27 (2), 302-345 (2014).
Portillo, M. E., et al. Advantages of sonication fluid culture for the diagnosis of prosthetic joint infection. J Infect. 69 (1), 35-41 (2014).
Scorzolini, L., et al. Sonication technique improves microbiological diagnosis in patients treated with antibiotics before surgery for prosthetic joint infections. New Microbiol. 37, 321-328 (2014).
Zhai, Z., et al. Meta-analysis of sonication fluid samples from prosthetic components for diagnosis of infection after total joint arthroplasty. J Clin Microbiol. 52 (5), 1730-1736 (2014).
Panousis, K., et al. Poor predictive value of broad-range PCR for the detection of arthroplasty infection in 92 cases. Acta Orthop. 76 (3), 341-346 (2005).
Rak, M., KavcIc, M., Trebse, R., Co, R. A. Detection of bacteria with molecular methods in prosthetic joint infection: sonication fluid better than periprosthetic tissue. Acta Orthop. 87 (4), 339-345 (2016).
Li, Z., Yu, A. Diagnostic value of a PCR-based technique for prosthetic joint infection. J Clin Microbiol. 52 (6), 2281-2282 (2014).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

130 sonication periprosthetic

This article has been published

Video Coming Soon

Keep me updated: