Совершенствование тактики комплексного лечения пациентов с перипротезной инфекцией в области тазобедренного сустава (экспериментально-клиническое исследование)

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и
задачи исследования, освещены научная новизна и практическая значимость,
изложены основные положения, выносимые на защиту, представлены сведения о
реализации и апробации работы, объеме и структуре диссертации.

В первой главе диссертационной работы представлен анализ научных
публикаций по проблеме лечения пациентов с перипротезной инфекцией в
области тазобедренного сустава. При рассмотрении актуальности исследования
установлено, что ППИ в области ТБС, несмотря на относительно низкую частоту
развития,являетсясложнойдлялеченияпатологией.Эффективность
санирующих операций варьирует в широком диапазоне и далеко не всегда
позволяет купировать хронический инфекционный процесс. Методы локальной
антибактериальной терапии призваны повысить частоту купирования инфекции.
Общепринятый метод двухэтапного лечения пациентов с ППИ в области ТБС
демонстрирует наилучшие результаты, однако он связан с выраженной
хирургической агрессией и неизбежно приводит к развитию массивных костных
дефектов и обширных послеоперационных гематом. Отсутствие данных о
структуре костных дефектов, их влияния на развитие рецидива хронической
ППИ, а также отсутствие персонифицированной схемы тромбопрофилактики
предопределили цель и задачи настоящего диссертационного исследования.
Во второй главе представлены материалы и методы диссертационной
работы, включавшей ретроспективную и проспективную клинические, а также
экспериментальную части.
Ретроспективная клиническая часть работы была проведена на основе
данных медицинской документации 316 пациентов, проходивших лечение в
отделении гнойной хирургии №4 НМИЦ ТО им. Р.Р. Вредена. В анализ были
включены пациенты с первичной санацией в объеме: удаление эндопротеза и
установка антимикробного спейсера из полиметилметакрилата (ПММА).
Средний возраст пациентов составил 60 лет с межквартильным интервалом
(МКИ) 50 – 69 лет. Женщины (n=172; 55,1%) незначительно превалировали над
мужчинами (n=142; 44,9%). Средний срок наблюдения за пациентами составил
2,1±1,1 лет.
На первом этапе анализа были исключены 50 пациентов из 316 в связи с
отсутствием обратной связи иили данных о втором этапе лечения в регистре
эндопротезирования. В ходе дальнейшего изучения на втором этапе были
исключены 26 пациентов с асептическими ревизиями в анамнезе. В итоговый
анализ вошли 240 пациентов с ППИ, развившейся после первичной
артропластики ТБС.
В ходе изучения анализировали следующие показатели: костные дефекты в
области вертлужной впадины (ВВ) и в проксимальном отделе бедренной кости
(БК) по классификации W. Paprosky и по разработанной оригинальной рабочей
классификации (ОРК) (табл.1.), тип ППИ по классификации D.T.Tsukayama et al.
(1996), возбудители ППИ, сроки ожидания санирующей операции после
манифестации инфекции, а также наличие рецидива инфекционного процесса
после санирующих операций.
Таблица 1.
Соответствие костных дефектов по классификации W.Paprosky
и по предложенной оригинальной рабочей классификации (ОРК).
Костные дефекты по классификации W. Paprosky
Костные дефекты по ОРК
Вертлужная впадинаБедренная кость
Тип S1 и 2А1и2
Равномерные
Дефекты2B и 2С3А
Тип L
3А и 3B3B и 4
2B и 2С1и2
Тип А3A и 3В1и2
Неравномерные3A и 3В3А
Дефекты1 и 2А3А
Тип F1 и 2А3В и 4
2B и 2С3В и 4
После сбора первичных данных проводили анализ влияния вышеуказанных
факторов на размеры костных дефектов, а также на вероятность развития
рецидива ППИ. Изучали также структуру возбудителей ППИ в области ТБС в
зависимости от размера костных дефектов и оценивали их влияние на развитие
рецидива хронического инфекционного процесса.
В проспективную часть исследования были включены 120 пациентов с
хронической ППИ в области ТБС, которым в 4-ом отделении гнойной хирургии
ФГБУ «НМИЦ ТО им. Р.Р. Вредена» выполняли удаление эндопротеза и
установку антимикробного спейсера. Средний возраст пациентов составил 62
года (МКИ 53 – 70). Мужчины(n=69; 57,5%) незначительно (p 0,05)
превалировали над женщинами (n=51; 42,5%).
Пациенты были разделены на 4 группы по 30 человек в зависимости от
сроков функционирования дренажной системы и схемы проведенной им
тромбопрофилактики (ТП). В исследовании применяли две схемы ТП. Согласно
традиционной схеме введение антикоагулянтов начинали до операции, при
назначении её модификации – не ранее 12 часов после операции. По
длительности работы дренажных систем 3 и 4 суток соответствовали
стандартному сроку, а одни сутки – короткому сроку их функционирования.
В I группе использовали традиционную схему ТП и стандартный срок
дренирования, во II группе – модифицированную схему ТП и стандартный срок
дренирования. В группе III применяли модифицированную схему ТП и короткий
срок дренирования раны.
Положительныерезультатыэкспериментальнойчастиисследования
позволили сформировать отдельную IV группу пациентов, которым после
разрешения Локального этического комитета НМИЦ ТО им. Р.Р. Вредена
вводили предложенную в эксперименте полимерную композицию на фоне
модификации ТП и короткого срока дренирования.
Ревизионное эндопротезирование ТБС было выполнено в среднем через 175
дней (МКИ 135–208) после проведения первого этапа лечения. Средний срок
наблюдения после реимплантации эндопротеза ТБС составил 182 дня (МКИ
120–240) для клинических групп I – III. В IV клинической группе средний срок
наблюдения составил 110 дней (МКИ 85 – 133) после установки спейсера.
Входепроспективнойчасти исследованияоценивалидинамику
лабораторных показателей: количество эритроцитов, уровень гемоглобина и С-
реактивного белка до операции, а также на 1-е, 4-е, 7-е и 12-е сутки после
операции. Для сравнения периоперационной кровопотери были изучены:
длительность операции, объем интраоперационной кровопотери, количество
дренажного отделяемого, количество пункционного аспирата, суммарная
кровопотеря (интраоперационная и дренажная кровопотеря). Безопасность
тромбопрофилактики оценивалась при помощи ультразвукового сканирования
вен нижних конечностей на 10-12 сутки после операции. Помимо кровопотери
были изучены размеры костных дефектов в области ТБС, возбудители ППИ, а
также их влияние на развитие рецидива хронического инфекционного процесса.
В экспериментальной части работы выполнены 4 серии на 23 белых крысах
и 22 кроликах породы Шиншилла Советская. В ходе предварительного
экспериментабылотобранаоптимальнаяконцентрацияингибитора
фибринолиза. В первой серии проведено тестирование растворов с различным
содержанием транексамовой кислоты (ТК) и поливинилпирролидона (ПВП). В
результате отобраны 2 образца с наилучшими показателями времени остановки
кровотечения из мягкотканной раны печени крысы (Рис. 1.), из которых в
следующей серии экспериментов на большем количестве подопытных животных
(n=10) был отодран наиболее эффективный образец.

а)б)
Рис. 1. Этапы предварительного эксперимента:
а) локализация печени крысы
б) удаленный фрагмент малой доли печени крысы.

В основном эксперименте композиция дополнена антибиотиком. Изучены
еегемостатическийиантибактериальныйэффекты.Втретьейсерии
эксперимента оценивали время остановки кровотечения из костной раны
подвздошной кости кролика (Рис. 2.) относительно контроля (физиологический
раствор).

а)б)
Рис. 2. Этапы основного эксперимента:
а – мобилизация крыла подвздошной кости кролика
б – удаленный фрагмент крыла подвздошной кости

Достигнутый положительный результат позволил провести заключительную
четвертуюсериюэксперимента:моделированиестафилококковой
периимплантной инфекции бедренной кости кролика. Испытуемым животным
вводили инфицированную спицу в канал бедренной кости (Рис. 3), которую в
опытной группе перед имплантацией обрабатывали полимерной композицией, в
контрольной группе – физиологическим раствором.

а)б)
Рис. 3. Этапы подготовки и инфицирования канала бедренной кости
кролика:
а – инфицированная спица в микробной взвеси перед установкой в канал;
б – имплантация инфицированной спицы.
Гистологически была изучена динамика реакций перифокальных тканей на
на 14-ые, 21-ые и 28-ые сутки после имплантации инфицированной спицы.
Статистический анализ выполняли в программе Statistica for Windows
(версия 10). Сравнение количественных признаков проводили с использованием
критериев Манна-Уитни и Краскела-Уоллиса. При сравнении относительных
величин применяли критерий Хи-квадрат и расчет относительного риска. Для
поиска связи между явлениями проводили корреляционный анализ Спирмена с
расчетом коэффициента корреляции (КК).
В третьей главе представлены результаты ретроспективного изучения
историй болезней 266 пациентов.
Наше исследование установило, что доля пациентов со стойкой ремиссией
ППИ после выполнения санирующего этапа оперативного лечения составила
71,8%. При этом в случаях развития рецидива ППИ (28,2%) пациентам
выполняли переустановку спейсера или вторичную хирургическую обработку
раны, а в ряде случаев – резекционную артропластику ТБС в сочетании с
пластикой осевым лоскутом из латеральной широкой мышцы бедра. Доли
пациентов, у которых удалось купировать ППИ, составили соответственно
67,7%, 35,0% и 67,7%. При этом эффективность переустановки АЦС оказалась
сопоставима с первичной имплантацией, а выполнение санации без удаления
спейсера продемонстрировало крайне низкую эффективность.
После исключения пациентов с асептическими ревизиями в анамнезе (n=26)
итоговая эффективность купирования ППИ после первичной артропластики ТБС
(n=240) составила 76,2%. Выявлено, что Грам(–) возбудители ППИ (ОР 1,7; ДИ
1,0–2,9) и штаммы семейства Streptococcus spp. (ОР 1,9; ДИ 1,2–3,0) являлись
значимыми предикторами неудачи лечения и существенно повышали риск
рецидивов ППИ при выполнении санации у профильных пациентов, что
позволило отнести данные патогены к факторам риска рецидива впервые
выявленной хронической перипротезной инфекции в области ТБС.
Частота встречаемости костных дефектов в области ТБС после операций
первичного эндопротезирования и развития ППИ составила: S – 44,6%, А –
28,7%, F – 14,6% и L – 12,1%. Изучение влияния костных дефектов на частоту
развития рецидивов ППИ в области ТБС показало, что костные дефекты типа L,
сформированные в ходе санации инфекционного очага, статистически значимо
(p<0,05) повышали риск рецидивов ППИ в 2,1 раза (ДИ 1,4 – 3,3) (Рис.4). Установленаслабаякорреляционнаясвязьмеждудлительностью инфекционного процесса и размером дефектов костей, образующих ТБС (КК=0,26; p<0,05). 60% ОР=2,1; ДИ 1,4 – 3,348% Частота рецидивов, % 50% 40% 30%27% 21%23% 20% 10% 0% L SAFR Типы костных дефектов по ОРК Рис. 4. Влияние типа костных дефектов на развитие рецидивов ППИ в области ТБС. В четвертой главе диссертации представлены результаты проведенного эксперимента на животных. В ходе предварительного эксперимента на крысах была отобрана оптимальная по составу полимерная гемостатическая композиция, содержащая в 1 мл 25 мг транексамовой кислоты и 100 мг поливинилпирролидона. Данный состав продемонстрировал в эксперименте значимое (p<0,05) снижение времени остановки кровотечения по сравнению с контролем. После добавления 3,2 мг гентамицина новая полимерная композиция была изучена в основном эксперименте на кроликах, в ходе которого проведена оценка ее влияния на длительность кровотечения из костной раны. Положительный относительно контроля результат (p<0,05) позволил использовать полученную НПК в заключительной серии эксперимента. Применениеразработаннойкомпозициипродемонстрировало положительное влияние на процессы регенерации в инфицированной костной ране. При этом в опытной группе животных было отмечено снижение выраженности инфекционного воспаления и ускорение процессов костного ремоделирования к 28 суткам (Рис.5). а)б) Рис. 5. Микрофото среза бедренной кости на 28-е сутки после установки инфицированной спицы Киршнера животным контрольной (а) и опытной (б) групп, окраска гематоксилином и эозином. а) декомпактизация кортикальной пластинки (ув. х 200) (указана стрелкой) б) сформированная фиброзная пластинка - по краю (ув. х 100) (указана стрелкой). В пятой главе проведен сравнительный анализ влияния различных схем периоперационного ведения профильных пациентов в ходе санирующих операцийсустановкойАЦС.Клиническизначимыйидостоверный положительный эффект (p<0,05) выявлен при использовании оригинальной методикипрофилактикипериоперационнойкровопотери,сочетающей отстроченное введение антикоагулянтов с коротким сроком дренирования послеоперационной раны в течение одних суток. В частности, предложенный способ периоперационного ведения пациентов с ППИ в области ТБС, на который был получен патент РФ на изобретение № RU № 2739684 С1, позволил снизить объем суммарной кровопотери в среднем на 300 мл в отношении традиционной схемы периоперационного ведения (Рис. 6). Установленныйкровосберегающийэффектпривелксокращению необходимость в переливании дозы аллогенной крови и свежезамороженной плазмы объемом по 300 мл при использовании модифицированной схемы по сравнению с традиционной схемой. Рис. 6. Показатели суммарной кровопотери в изучаемых группах. Использование полимерной композиции и модифицированной тактики периоперационного ведения в группе IV позволило купировать инфекционный процесс в 93% случаев, что было сопоставимо (p>0,05) с эффективностью
лечения без ее применения (90%), однако статистически значимо (p<0,05) превышало данный показатель в ретроспективной группе 76,2%. Комплексная оценка результатов клинического и экспериментального исследования позволила сформулировать алгоритм выбора лечебной тактики для пациентов с ППИ ТБС с учетом факторов риска развития рецидива ППИ, применениемкоторогоспособствовалоснижениючастотырецидивов хронического инфекционного процесса (Рис. 7). В соответствии с алгоритмом на дооперационном этапе проводится анализ рентгенограмм и возбудителя ППИ. В случае выявления Гр(–) бактерий, Streptococcus spp. или костных дефектов типа L целесообразно в конце операции ввести пациенту НПК. В случае выявления иных возбудителей или отсутствии верифицированного микроорганизма, а также костных дефектов типов S, A или F, пациента рекомендуется вести по стандартному протоколу антибиотикотерапии. Старт тромбопрофилактики следует выполнять не позднее 12 часов после операции по достижению гемостаза в операционной ране, а ее дренирование проводить в течение одних суток. В заключении подведены общие итоги проведенной работы, представлены сведения по решению всех пяти задач диссертационного исследования и кратко обсуждены полученные результаты. АБ – антибиотиксАБТ – системная антибиотикотерапия лАБТ – локальная антибиотикотерапияТБС – тазобедренный сустав НПК – новая полимерная композицияЦПСБ – цефоперазонсульбактам ОРК – оригинальная рабочая классификацияMRS – methicillin-resistant strains– ППИ – перипротезная инфекцияметициллинорезистентные штаммы Рис. 7. Усовершенствованный алгоритм выбора лечебной тактики у пациентов с ППИ в области ТБС. Выводы 1. Установка спейсера позволяет достичь купирования ППИ в 76,2% случаев, при этом выделение штаммов Streptococcus spp. и Грам(–) возбудителей статистическизначимо(р 0,05)снижаетэффективностьлечения соответственно в 1,7 раза (ДИ 1,0 – 2,9) и 1,9 раза (ДИ 1,2 – 3,0). В случае развития первого рецидива ППИ переустановка антимикробного цементного спейсера демонстрирует эффективность (67,2%), схожую с его первичной имплантацией (р>0.05), а вторичная хирургическая обработка без замены такого
спейсера характеризуется крайне низкой (p<0,05) эффективностью (35,0%) и не может рассматриваться как операция выбора для данной категории пациентов. 2. На основе классификации W. Paprosky была разработана оригинальная рабочая классификация костных дефектов у пациентов с перипротезной инфекцией в области тазобедренного сустава, которая выделяет малые (S) и большие(L)равномерные,атакженеравномерныедефектыс преимущественным поражением тазовой кости в области вертлужной впадины (А) или проксимального отдела бедренной кости (F), частота выявления которых после операций первичного эндопротезирования составила: S – 44,6%, А – 28,7%, F – 14,6% и L – 12,1%, при этом большой равномерный дефект типа L являлся статистически значимым фактором риска рецидива ППИ после первого этапа лечения (ОР 2,1; ДИ 1,4 – 3,3). 3. Разработанная новая полимерная композиция продемонстрировала статистически значимое (p<0.05) сокращение времени остановки кровотечения, а также снижение выраженности инфекционного поражения костномозгового канала и ускорение процессов костного ремоделирования в экспериментах на животных. 4. Предложенная оригинальная методика профилактики периоперационной кровопотери при выполнении санирующего этапа, сочетающая отсроченное введение антикоагулянтов с коротким сроком дренирования послеоперационной раны в течение одних суток, продемонстрировала достоверное (p<0,05) уменьшение объемов суммарной кровопотери и перелитых компонентов крови присохраненииэффективноститромбопрофилактикиупациентовс перипротезной инфекцией в области тазобедренного сустава. 5. Сформулированные и обоснованные собственными исследованиями рекомендации по совершенствованию тактики комплексного лечения пациентов с перипротезной инфекцией в области тазобедренного сустава, включающие выделение пациентов с высоким риском рецидивов перипротезной инфекции после санирующих операций, оптимизацию локальной терапии, а также предложенный способ профилактики периоперационной кровопотери позволили повысить эффективность комплексного хирургического лечения профильных пациентов за счет значимого (p<0,05) снижения частоты рецидивов данного заболевания после первого этапа с 76,2% в ретроспективной группе до 91,1% в проспективной клинической группе наших пациентов. Практические рекомендации 1. В случаях развития рецидивов ППИ в области ТБС после первого этапа двухэтапного лечения нецелесообразно выполнять вторичную хирургическую обработку с сохранением антимикробного цементного спейсера, так как отказ от его удаления приводит к повторному развитию рецидива в 65% наблюдений. 2. При развитии первого рецидива хронического инфекционного процесса операцией выбора может быть переустановка антимикробного цементного спейсера,априповторныхрецидивахвкачествеальтернативного хирургическоговмешательстваможетбытьрассмотренарезекционная артропластика с пересадкой осевого мышечного лоскута из латеральной широкой мышцы бедра. 3. Для периоперационного ведения профильных пациентов целесообразно использовать предложенный нами способ профилактики кровопотери у пациентов с перипротезной инфекцией в области тазобедренного сустава (патент РФ на изобретение RU № 2739684 С1), позволяющий уменьшить объемы периоперационной кровопотери и перелитых компонентов крови при сохранении эффективности тромбопрофилактики. 4. Разработанная нами полимерная антимикробная композиция с гемо- статическим эффектом может быть рекомендована к интраоперационному применению в составе комплексного лечения у пациентов с выявленными факторами риска рецидивов ППИ: наличием большого равномерного костного дефекта типа L и/или участием в этиологии инфекции Streptococcus spp. и Грам(–) бактерий. 5. Предложенный и обоснованный нами усовершенствованный алгоритм периоперационного ведения пациентов с ППИ в области ТБС при выполнении санирующихоперацийобеспечиваетсокращениечастотырецидивов инфекционногопроцессапослеустановкиантимикробногоцементного спейсера, что позволяет рекомендовать его к клиническому применению для улучшения результатов комплексного лечения в целом.