Summary
Differenzialdiagnostik in der schmerzhaften Endoprothetik ist entscheidend für den Behandlungserfolg. Gemeinsame Aspiration ist präoperativ routinemäßig durchgeführt. Multiplex-Polymerase-Kettenreaktion des gemeinsamen aufziehen und die Beschallung Flüssigkeit ist ein möglich Werkzeug für schnelle Erregernachweis aus diesen Proben beschrieben.
Abstract
Bei orthopädischen Patienten sind ausländische Körper-assoziierten Infektionen, vor allem periprothetischen Gelenkinfektionen (PJIs), eine verheerende Komplikation der Endoprothetik. Infektion erfordert komplexe Behandlung, lange Krankenhausaufenthalte und verursacht erhebliche Kosten verursachen. Mehrere chirurgische Revisionen können bei diesen Patienten mit einem Verlust in der Funktion als auch in der Lebensqualität erforderlich.
Die routinemäßige präoperative Diagnostik gehören Blutuntersuchung für C - reaktives Protein (CRP) und andere Biomarker sowie gemeinsame Aspirat Analyse für Zellzahl, Differenzierung und Kultur. Intraoperative Exemplare für Histologie und Mikrobiologie sind auch standard-Verfahren. Die mikrobiologische Untersuchung des entfernten Implantate mit Beschallung, in Kombination mit der Umsetzung der Techniken der Molekularbiologie in der Mikrobiologie, repräsentieren zwei neuartige Techniken beschäftigt, die Differenzialdiagnostik PGI zu verbessern.
Wir stellen Ihnen hier die schrittweise Verfahren analysieren gemeinsam aufziehen und Beschallung Flüssigkeit mit einer Patrone-basierte multiplex Polymerase-Kettenreaktion (PCR) System. Ergebnisse wurden mit herkömmlichen Kulturen und Konsens Kriterien für PGI abgeglichen. Herkömmliche mikrobiologische Kulturen aus Gewebebiopsien, gemeinsame aufziehen und Beschallung Flüssigkeit zeigte eine Sensitivität von 66,7 % und 66,7 % 88,9 % bzw. und eine Spezifität von 82,3 %, 54,6 % und 61,5 %, beziehungsweise. Die PCR Diagnostik der Beschallung Flüssigkeit und zeigte eine Sensitivität von 50,0 % und 55,6 %, bzw. Gelenkflüssigkeit und beide eine Spezifität von 100,0 %. Beide PCR-Diagnostik kombiniert hatte eine Sensitivität von 66,7 % und eine Spezifität von 100,0 %. Die Multiplex-PCR stellt daher eine schnelle Diagnose-Tool mit mäßiger Empfindlichkeit aber hohe Spezifität bei der Diagnose von PGI.
Introduction
Schmerzhaften Arthroplasties sind eine diagnostische Herausforderung in der orthopädischen Chirurgie. Nach aseptischen Lockerung, PGI ist der zweite Grund, die meisten für Implantatversagen und präsentiert einen verheerenden Komplikationen nach der Operation der Endoprothetik. PGI ist schwierig zu behandeln und nur schwer zu diagnostizieren. Verpasste Diagnose eines PGI wird wahrscheinlich führen wiederkehrende Infektion mit großen Morbidität, Funktionsverlust und Verlust an Lebensqualität. Daher sollten Infektion ausgeschlossen werden, bei allen Patienten mit schmerzhaften Endoprothetik zu präsentieren, bevor therapeutische Maßnahmen eingeleitet werden.
Anamnese, klinische Untersuchung, Blutuntersuchung für CRP und weißen Blutkörperchen sowie Radiographie oder Szintigraphie des betroffenen Gelenkes bilden die Basisdiagnostik1. Die präoperative Routine gehört auch eine gemeinsame Sehnsucht unter sterilen Bedingungen wo immer möglich. Das Aspirat erworben ist ein sehr wertvolles Material in der weiteren Diagnostik.
Neben der Zellzahl und Zelldifferenzierung in gemeinsamen Aspirat als etablierte Assays2kann der Nachweis von Protein-Biomarkern Differenzialdiagnostik3,4,5helfen. Herkömmliche mikrobiologische Kultur bleibt der Goldstandard in der Erregernachweis. Biofilme, verursacht durch grampositive und gramnegative Bakterien sowohl Anhänger der Implantatoberflächen sind ein wichtiger pathogener Faktor in PJI. Daher wurde im Jahr 2007, das Ultraschall-Verfahren in der Diagnostik von ausländischen Körper-Infektionen in der orthopädischen Chirurgie stören Biofilmen auf entfernte Implantate erlauben Keimnachweis implementiert. Die Bakterien werden dadurch ihre Ruheform in eine aktive Form, die Erkennung in Kultur möglich wieder entnommen. Beschallung von entfernten Implantate zeigten eine höhere Empfindlichkeit als Kulturen von Gewebe Proben (78,5 % vs. 60,8 %)6.
Nukleinsäure-Amplifikation Tests (NAT), z. B. PCR, ist vor kurzem umgezogen in den Anwendungsbereich von Klinikern und Mikrobiologen, PJI zu diagnostizieren. Vor allem bei Patienten, die Antibiotika-Therapie vor der Operation erhielten, zeigte sich, dass die diagnostische PCR vorteilhaft ist bei der Ermittlung der begründenden Organismen7,8,9. In letzter Zeit wurde ein neue multiplex-PCR-System, speziell für Implantat und Gewebe Infektionen (ITI), eingeführt. Diese Patrone basierende System bietet eine Vielzahl von genomischer Marker zur Identifizierung von Krankheitserregern und Antibiotikaresistenz-Marker. Unter seinen Einsatzbereich sind zahlreiche Indikationen (prothetische Gelenkinfektionen, Operationssitus Infektionen, Kardiologie-im Zusammenhang mit Infektionen, Katheter-assoziierten Infektionen, diabetische Fuß-Infektionen, tiefe Haut und Gewebe Infektionen, Implantat-Infektionen, und brennen-Wundinfektionen) und eine breitere Gruppe von Probenmaterial eignen sich für diese Technik (Beschallung Flüssigkeit, Gelenkflüssigkeit, Tupfer, Gewebe, Eiter, Aspirat/Exsudat und Biofilm)10,11,12.
Der größte Vorteil des Verfahrens, im Vergleich zu konventionellen Mikrobiologie ist Geschwindigkeit: der verursachenden Erreger innerhalb von Stunden identifiziert werden kann. Darüber hinaus erkennt diese PCR-System eine breite Gruppe von gen-kodierte Antibiotikaresistenz-Markern, so dass die Einleitung der gezielten antibiotischen Therapie frühzeitig. Mit Hilfe der PCR können Chirurgen zwischen infizierten und nicht infizierten Patienten in einem sehr frühen Stadium in der diagnostischen Verfahren11unterscheiden können. Hier präsentieren wir Ihnen das Protokoll um dieses Multiplex-PCR, schnell diagnostizieren PGI aus gemeinsamen Aspirat und Beschallung Flüssigkeit durchzuführen.
Protocol
Diese Studie wurde von der lokalen Ethikkommission (046/09, Rev. 3) genehmigt. Informed Consent und Datenschutzerklärung wurden alle eingeschlossenen Patienten entnommen.
1. gemeinsame Aspiration
Hinweis: Das Verfahren sollte in einem chirurgischen Theater oder eine Intervention Zimmer mit vergleichbaren aseptischen Bedingungen durchgeführt werden. Betreuung durch eine Krankenschwester oder Arzt Unterstützung ist hilfreich aber nicht zwingend.
- Der Patient in Rückenlage auf einer Prüfung-Bett zu positionieren. Dafür, dass das Gelenk des Interesses der Kleidung ist. Dichten oder lange Körperbehaarung mit elektrischen Haarschneider zu verkürzen. Entfernen Sie keine Körperbehaarung mit einem Rasiermesser. Positionieren Sie eine Sonographie in Anteroposterior Richtung, wenn das Hüftgelenk punktiert werden soll. Soll das Knie punktiert werden, legen Sie eine Knierolle unter das Knie des Patienten so, dass die Knie in einer leicht gebeugten Position13liegt.
- Ein Instrumententisch mit der folgenden sterile Ausrüstung vorbereiten: sterile Tupfer, eine gefenstert sterile Abdeckung drapieren, sterile Einweg Skalpell, Spitzen chirurgischen Klinge (Typ #11) und sterile 10-mL-Spritze mit steriler Kanüle (20 Gauge, 80 mm). Alkoholische Haut Desinfektionsmittel, Blutentnahmeröhrchen und eine pädiatrische Blut Kultur Kanne separat festgelegt.
- Kleid in einem OP-Kittel, Haube und Maske und sterile Handschuhe anziehen.
- Waschen Sie die Haut des Patienten an der Einstichstelle (z. B. überlegene Recessus14 für die Knie und anterolateralen Portalbereich für die Hüfte) mit einem Haut-Desinfektionsmittel.
Hinweis: Dagegen die erforderliche Belichtungszeit für das verwendete Desinfektionsmittel (in der Regel 90 s am Knie, 120 s an der Hüfte für alkoholische Desinfektionsmittel). -
Decken Sie die Einstichstelle mit einem fenestrierten sterile Abdeckung drapieren. Identifizieren Sie die Einstichstelle.
Hinweis: Für das Knie ist die richtige Website 2 cm über dem oberen Patella-Pole und 2 cm Lateral der lateralen Facette. Finden Sie für die Hüfte anteriore superior Beckenkamm Wirbelsäule und kaudal bis im Einklang mit der oberen After bewegen. Sicherstellen Sie, dass die Website seitlich auf die Femoral Arterie (ca. 4 cm) ist, die immer palpiert15sein.- Machen Sie eine kleine Stichinzision durch die Haut (3-4 mm breit und tief) mit den Spitzen Skalpellklinge an der Einstichstelle. Gelten Sie Lokalanästhetika nicht, da sie falsche negative in der mikrobiologischen Kultur aufgrund ihrer bakteriostatische Wirkung verursachen können.
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Befestigen Sie die Kanüle Luer Slip der Spritze. Stecken Sie die Kanüle durch die Stichinzision. Auf die überlegene Aussparung des Kniegelenks Ziel in einem 45°-Winkel dorsalen und medialen, in Richtung der Aussparung unterhalb der oberen Pol der Kniescheibe, und stechen Sie die Nadel bis zu einer Tiefe von ca. 5 cm. Aspirat Gelenkflüssigkeit durch Herausziehen der Spritze Kolben.
- Verwenden Sie Sonographie Anleitungen, wenn ein Hüftgelenk zu punktieren. Stechen Sie die Nadel an der Einstichstelle, mit dem Ziel eine medial in einem Winkel von 60°. Die Sonographie sicherstellen Sie, dass die Spitze der Nadel auf die Prothese Hals gerichtet ist. Schieben Sie die Kanüle beim Absaugen, bis zu einer Tiefe von ca. 8 cm (tiefer bei adipösen vor), bis Gelenkflüssigkeit erreicht wird. Halten Sie die Nadel in Position beim Absaugen, kratzen an der Oberfläche der Prothese zu vermeiden.
Hinweis: Intraartikuläre Positionierung Kontakt der Kanülenspitze mit der Prothese gewährleistet. In der Regel nicht mehr als 5 mL Flüssigkeit sind angesaugte Formular ein Hüftgelenk, ein Kniegelenk erbringt mehr als 10 mL. - Nach dem Entfernen der Kanüle wenden Sie eine sterile Wundauflage auf die Stichinzision an. Um Hämatombildung zu verhindern, gelten Sie eine Bandage am Bein mit leichter Kompression.
- Verwenden Sie Sonographie Anleitungen, wenn ein Hüftgelenk zu punktieren. Stechen Sie die Nadel an der Einstichstelle, mit dem Ziel eine medial in einem Winkel von 60°. Die Sonographie sicherstellen Sie, dass die Spitze der Nadel auf die Prothese Hals gerichtet ist. Schieben Sie die Kanüle beim Absaugen, bis zu einer Tiefe von ca. 8 cm (tiefer bei adipösen vor), bis Gelenkflüssigkeit erreicht wird. Halten Sie die Nadel in Position beim Absaugen, kratzen an der Oberfläche der Prothese zu vermeiden.
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Übertragen Sie die gesammelten gemeinsamen Aspirat in die Probenbehälter. Sterile Arbeitstechniken im ganzen zu gewährleisten.
- Desinfizieren Sie für die Impfung der pädiatrischen Blut Kultur Küvette mit der angesaugten Gelenkflüssigkeit die Membran der pädiatrischen Blut Kultur Küvette mit alkoholischen Desinfektionsmitteln. Legen Sie eine neue Kanüle auf die Spritze und Spritzen Sie 1 bis 3 mL von angesaugte Gelenkflüssigkeit in den Blut-Kultur-Kolben. Durch sanfte Bewegung oder Drehung16mischen.
- Entfernen Sie für die Vorbereitung einer nativen gemeinsame Aspirat Probe die Kanüle aus der Spritze. Öffnen Sie eine Blut-Sammelröhrchen ohne Zusatzstoffe und Spritzen Sie 1 mL Aspirat in diesem Sammelröhrchen. Ersetzen Sie und befestigen Sie den Deckel für die PCR-Analyse.
Hinweis: Schiff der Probe für die Mikrobiologie-Labor ohne Verzögerung für die PCR-Analyse. Aus der gleichen Probe können herkömmliche mikrobiologische aerobe und anaerobe Kulturen auch17eingerichtet werden. - Übertragen Sie 1 bis 4 mL das gemeinsame Aufziehen in eine Blut-Sammelrohr mit EDTA für Zelle Graf und Differenzierung2. Schiff der Probe zu einem Biochemie Labor ohne Verzögerung.
(2) PCR-Diagnostik
- Sicherstellen Sie, dass alle drei Geräte (die Lysator, der Analyzer und das Cockpit; siehe Tabelle Materialien) unternehmungslustig korrekt sind. Alle Lieferungen, die für die Durchführung des Tests (PCR-Patrone, eine master-Mix-Tube, Probenröhrchen und Probe Rohr Mütze, 0 - 200 µL Mikropipette und sterilen Pipettenspitzen) auf der Werkbank benötigt dargelegt.
- Tauen Sie der master-Mix-Tube vor Beginn des Verfahrens durch die Festlegung es bei Raumtemperatur auf. Alle Verbrauchsmaterialien (master-Mix Rohr, Patrone und Probe) sind bereits mit einem Barcode prelabeled.
- Entfernen Sie die Kappe des Probenröhrchens. Nehmen Sie 180 µL der gesammelten Probe (gemeinsame Auwäldchen, siehe Abschnitt 1; oder Beschallung Fluid, siehe Abschnitt 4) mit einer Pipette und Transfer in die Probe tube. Schließen Sie das Probenröhrchen mit der Probe Rohr Kappe mit Proteinkinase K und eine interne Kontrolle gen für die Qualitätskontrolle des gesamten Workflows.
- Das Cockpit öffnen die Betriebssoftware durch Berühren der "neuen Tests" Knopf in der unteren linken Ecke. Geben Sie die Patientendaten oder eine Probe-ID über den Touchscreen. Um das Objekt auszuwählen, wählen Sie zuerst "ITI-Patrone" aus der Dropdown-Liste, dann "Orthopädie" als Application-Modus, und wählen Sie schließlich "Gelenkflüssigkeit" oder "Beschallung Flüssigkeit" als Probentyp. Drücken Sie die Schaltfläche "Start".
- Scannen Sie den Barcode auf der Unterseite des Probenröhrchens. Legen Sie das Probenröhrchen in den Lysator.
Hinweis: Die Lyse wird nun automatisch gestartet und nehmen ca. 30 min zu beenden. Countdown Timer auf dem Bildschirm Lysator wird angezeigt, wenn die Lyse abgeschlossen ist. - Wählen Sie das Beispiel auf dem Cockpit-Bildschirm das Probenröhrchen aus der Lysator freischalten. Entfernen Sie das Probenröhrchen aus der Lysator und schließen Sie die Lysator obere Abdeckung. Übertragen Sie das Probenröhrchen in das Musterfeld Rohr die PCR-Patrone. Mastermix-Slot der PCR Patrone stecken Sie die aufgetauten Mastermix Röhre.
- Folgen Sie den Anweisungen auf dem Cockpit-Monitor, scannen die PCR Patrone mit Mastermix und Probe Tube.
- Legen Sie die PCR-Patrone in den angegebenen Patrone Schlitz des Analysators. Wenn fertig, löst der Analyzer die Patrone.
Hinweis: Die PCR-Bedingungen sind vom Hersteller voreingestellt und können nicht vom Benutzer geändert werden. Für weitere Informationen siehe Anwenderhandbuch des Herstellers. Die PCR wird nun automatisch gestartet und ca. 4 h 10 min dauern. - Entfernen und entsorgen der Patrone. Wählen Sie auf dem Cockpit-Touchscreen "aktuelle Tests" in der linken unteren Ecke, dann wähle die richtige Probe-ID um die Testergebnisse anzuzeigen. Speichern Sie die Ergebnisse auf dem Gerätespeicher und drucken Sie oder exportieren Sie (über USB-Laufwerk) zu Referenzzwecken.
Hinweis: Melden Sie das Ergebnis der PCR, einschließlich Erreger Identifikation und Erkennung von Antibiotikaresistenz-Markern für den Chirurgen unverzüglich Eine Panel mit 114 Desoxyribonukleinsäure (DNA) Ziele der bakteriellen und pilzlichen Krankheitserreger gefunden in der Regel im Implantat Infektionen und Weichteilinfektionen, ist zusammen mit den am häufigsten verwendete Antibiotikaresistenz-Marker analysiert.
(3) chirurgischen Eingriff: Intraoperative Musterkollektion
Hinweis: Endoprothetik Revisionschirurgie erfordert ein Experte Maß an Geschick und Know-how; einen umfassenden Überblick über die chirurgischen Verfahren finden Sie in des Chirurgen Lehrbücher18. Eine vollständige und detaillierte Beschreibung des chirurgischen Eingriffs wäre weit über den Rahmen dieses Artikels. Hier ist der Fokus auf die Details der Probenentnahme und Pre-Analytik. Unterlassen Sie in Endoprothetik Revisionschirurgie, Verwaltung von einer einzigen Schuss Antibiotika-Prophylaxe, nicht zu die Ergebnissen der mikrobiologischen Proben während der Operation gefährden. Die Einhaltung dieser Regel wird empfohlen, obwohl diese Praxis umstritten19,20ist. Verwenden Sie die bestehende chirurgische Vorgehensweise für das Gelenk möglichst. Weitere chirurgische Ansätze werden Kompromisse Weichteile und Narbenbildung zu erhöhen.
- Gewebe zu sezieren, bis die Gelenkkapsel gut belichtet. Führen Sie die Arthrotomie mit einer Spritze parat, kann also weitere Gelenkflüssigkeit in die sterile Spritze zur weiteren Analyse dargelegten (Schritte 1.7.1-1.7.3) gesammelt werden.
Hinweis: Keine antiseptischen Lavage-Flüssigkeit müssen verwendet werden, bis das Implantat entfernt und Gewebeproben entnommen wurden. - Die gemeinsame Implantate zu entfernen. Sofort nach der Entfernung übertragen Sie die Implantat-Teile in einem sterilen Plastikbehälter mit einem Luft - und wasserdichten Deckel.
Hinweis: Detaillierte Anleitungen zur Entfernung des Implantats finden Sie in der Lehrbuch-Literatur (Knie, z. B.: Wirtz Et Al., Kapitel 16.421; Hüfte, z. B.: Claes Et Al., Kapitel 14.5.122). Spezielle Instrumente können erforderlich sein, wie von den Anweisungen des Herstellers angegeben. Das Implantat Entnahmetechnik variiert stark zwischen verschiedenen Implantattypen und Fixierung Methoden. Eine Reihe von Meißel und Bohrer, eine gleitende Hammer und einen universellen intramedulläre Nagel Entfernung Satz sind hilfreich bei der Beseitigung der knöchernen integrierte Implantate23,24. - Verwenden Sie eine sterile scharfe Kürette, Zangen und Rongeur, um Membran-Gewebe von der Knochen-Implantat-Oberfläche zu entfernen. Übertragen Sie eine repräsentative Probe des Gewebes in einem sterilen Kunststoff-Behälter mit einem Deckel anschrauben als Muster für Mikrobiologie und Histologie.
Hinweis: Eine Reibahle kann verwendet werden, um den medullären Kanal alle Weichteile zu löschen. Also, nehmen Sie synovialen Gewebe und Gelenk-Kapsel Proben für die Prüfung und in sterilen Behältern aufbewahren. Mindestens vier Exemplare insgesamt müssen erfasst werden. - Senden Sie alle Proben und explantierten Teile in der Mikrobiologielabor sofort.
Hinweis: Antibiotika können dann gegeben werden. Die Wahl der richtigen Antibiotika muss ist wichtig und eine individuelle Entscheidung25,26. Therapeutische Konzepte müssen vorher durch eine interdisziplinäre Gruppe von Chirurgen und Mikrobiologen auf entschieden werden. - Füllen Sie das Debridement der ehemaligen Implantationsstelle durch Entfernen von Gewebe, die Anzeichen von Schutt zeigt (z. B. Polyethylen Verschleiß, Metall oder Zement-Partikel) oder Infektionen und Nekrosen (eitrige, avaskuläre, Fibrin-beschichtet, häutigen oder "verschlammt" Gewebe). Entfernen Sie alle tot oder osteitic Knochen. Entfernen Sie alle Fremdkörper wie Schrauben, Drähte, Cerclages, Knochen-Zement-Schutt oder nicht resorbierbaren Fäden (siehe Claes Et Al., Kapitel 14.5.3.22).
- Der Operationsstelle mit einem Wunde Desinfektionsmittel der Wahl mit einer 50-mL-Spritze zu bewässern. Spülen Sie mit reichlich (mind. 3 L) der Ringer-Lösung mit einem gepulsten Lavage System. Ein Abstandhalter kann zur Stabilisierung der gemeinsamen27erforderlich sein.
- Schließen Sie die Wunde mit antimikrobiell beschichteten resorbierbaren Tiefe Nähte für die Kapsel oder Faszie (geflochtene Polyglactin Nähte, Triclosan-beschichtet, USP 2), und der Unterhaut (geflochtene Polyglactin Nähte, Triclosan-beschichtet, USP 0). Schließen Sie die Haut mit nicht resorbierbarem unterbrochene Nähte (Monofilic Polypropylen, USP 0 oder USP 2-0).
(4) Beschallung
Hinweis: Seien Sie vorsichtig, streng aseptisch zu arbeiten. Verwenden Sie eine Klasse II Biosicherheit Bank mit laminarer Luftströmung zur Weiterverarbeitung der explantierten Material.
- Den Kunststoff Behälter mit der explantierten Prothesen aus dem OP zu öffnen (siehe Punkt 3.2) unter eine laminare Luftströmung Arbeitstisch, und fügen Sie sterile 0,9 % Natriumchlorid-Lösung, bis der explantierten Fremdkörper ist bedeckt von mindestens 80 % (ca. 500-800 mL).
- Schließen Sie den Behälter für Plastik. Schütteln Sie oder rühren Sie den Kunststoffbehälter mit einem Vortex-Mixer auf hoher Intensität für 30 S. Übertragung der Kunststoffbehälter in der Beschallung Bad. Überprüfen Sie den Flüssigkeitsstand im Ultraschall-Bad.
Hinweis: Die Beschallung Bad Flüssigkeitsstand muss dasselbe wie im Inneren der Kunststoffbehälter. Stellen Sie sicher, dass die Kunststoffbehälter überflutet werden kann und bei Bedarf hinzufügen oder Entfernen von Flüssigkeit aus dem Ultraschall-Bad. - Beschallen Sie die Probe für 5 min mit einer Frequenz von 40 ± 2 kHz und macht Dichte 0,22 ± 0,04 W/cm2. Shake oder Wirbel der Probe gründlich für 30 s.
Hinweis: Beschallung Zeiten zwischen 1-5 min sind am besten für die Auflösung von Biofilmen, ohne Einfluss auf bakterielle Lebensfähigkeit28. - Im Inneren der Laminar-Flow Bank sammeln 50 mL der Flüssigkeit Beschallung und überträgt es auf eine sterile, dicht verschlossenen Röhre.
- Erstellen Sie eine konzentrierte Beschallung Flüssigkeit, Zentrifugieren Sie das Rohr für 10 min bei 4.200 x g. verlassen ein Restvolumen von 10 mL, entsorgen des restlichen Überstands mit einer Pipette. Das Pellet durch pipettieren und vortexen aufzuwirbeln.
- Geeignete Nährmedien (z. B. Blutagar, Schokolade Agar, Sabouraud-Agar, Schaedler Agar, Kanamycin-Vancomycin-Agar oder Thioglykolat Brühe) mit 0,5 mL konzentrierter Beschallung Flüssigkeit zu impfen. Die pädiatrische Blut Kultur Kolben mit 2 mL zu impfen, wie oben beschrieben (siehe Schritt 1.7.1). Übertragen Sie 1 mL konzentrierter Beschallung Flüssigkeit in ein Sammelrohr Blut ohne Zusatzstoffe für die PCR Analyse.
- Übertragen Sie die beimpften Kulturmedien in den Inkubator (35 ° C, 5 % CO2). Inkubation der Kulturen für 14 Tage und auf Wachstum täglich überprüfen.
- Verwerfen Sie nach 14 Tagen die Kulturen ohne Wachstum und Bericht als negativ. Wenn Wachstum erkannt wird, führen Sie Erreger Identifikation mittels standard Identifizierungstechniken und Empfindlichkeitsprüfungen. Melden Sie das Ergebnis der Chirurg unverzüglich.
Hinweis: Hier, Identifikation von Krankheitserregern erfolgte nach Matrix-unterstützte LASER Desorbtion/Ionisierung - Zeit der Flug (MALDI-TOF) Spektroskopie. Antimikrobielle Anfälligkeitstests erfolgte mit einem parallelisierter Analysator29,30,31.
Representative Results
Vorhandensein einer PJI, entsprechend den Festlegungen der Konsensuskonferenz des Muskel-Skelett-Infektion Gesellschaft (MSIS), galt als nachgewiesen, wenn ein wichtiges Kriterium oder mindestens drei von fünf Nebenkriterien vorhanden waren. Hauptkriterien sind Präsenz einer Fistel oder Nachweis eines Erregers in zwei separaten mikrobiologischen Proben. Nebenkriterien sind positive Zellzahl (> 3.000 Leukozyten/µL) oder positive Zelldifferenzierung (> 85 % neutrophilen Granulozyten) in gemeinsamen Aspirat positiv CRP und Sedimentation Rate im Blut Proben, positive Histologie in den Gewebeproben oder Nachweis eines Erregers in nur einem mikrobiologische Probe19. Sensitivität und Spezifität wurden für Nukleinsäure-Amplifikation Test (NAT), im Vergleich zu den Goldstandard MSIS berechnet. Patientendetails, einschließlich Krankheitserreger erkannt, sind in Tabelle 1angegeben.
Unsere eigenen Ergebnisse zeigten eine mäßige Empfindlichkeit für PCR Diagnostik der Beschallung Flüssigkeit und gemeinsame aufziehen (50,0 % und 55,6 %) aber eine sehr starke Spezifität von 100 %11. Wenn PCR-Diagnostik (Gesamt n = 62 Prüfungen) zeigten eine positive Feststellung in der gemeinsamen Aspirat (n = 31) oder die Beschallung Flüssigkeit (n = 31), demselben Erreger wurde später in eine der herkömmlichen mikrobiologischen Kulturen erkannt. Die PCR von den verschiedenen Proben-Infektion Fälle zeigten keine falschen positiven führen (siehe Abbildung 1).
Diagnostische PCR konnten einige Krankheitserreger zu erkennen, die mit herkömmlichen mikrobiologischen Kulturmethoden bewiesen wurden. 6 von 16 (37,0 %) wahre Krankheitserreger in die Beschallung Flüssigkeitsproben und 5 von 13 (38,0 %) Erreger aus der gemeinsamen Flüssigkeit Kultur wurden durch PCR Nachweis verpasst. Vor allem, verpasst die PCR-Diagnostik Erkennung des Coagulase-negativen Staphylokokken (8 von 11). Die kombinierte PCR-Diagnostik beider Werkstoffe (Absaugen und Beschallung Gelenkflüssigkeit, "gebündelt PCR") 12 von 18 Infektion Fällen richtig erkannt (Empfindlichkeit 66,7 %, 95 % CI: 41,0 86,7 %, siehe Tabelle 2).
Abbildung 1: Zusammenfassung von NAT Ergebnisse. Das Diagramm zeigt die zusammengefassten Ergebnisse aus der kollektiven Patientenproben. Auf der rechten Seite ist die Gruppe der Patienten PGI Suchkriterien auf der linken Seite der Gruppe, die nicht. Die Balken repräsentieren die Nukleinsäure-Amplifikationsverfahren. Falsch positive und falsch negative werden als Prozentsatz der Summe in rot angezeigt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
| Gelenk | Ursache der Revision | Spiele MSIS Kriterien? | Vorherige Behandlung mit Antibiotika? | Beschallung Fluid Kultur | Gemeinsame Aspirat Kultur | NAT-Beschallung-Kultur | NAT gemeinsame aufziehen |
| Hüfte | aseptische Lockerung | Nein | Nein | ||||
| Knie | aseptische Lockerung | Nein | Nein | Staphlococcus epidermidis |
|||
| Knie | aseptische Lockerung | Nein | Nein | Dermabacter hominis |
|||
| Knie | aseptische Lockerung | Nein | Nein | ||||
| Knie | aseptische Lockerung | Nein | Nein | Leifsonia Aquatica |
|||
| Hüfte | aseptische Lockerung | Nein | Nein | ||||
| Knie | aseptische Lockerung | Nein | Nein | ||||
| Knie | Instabilität | Nein | Nein | ||||
| Hüfte | chronische luxation | Nein | Nein | Staphylokokken haemolyticus |
|||
| Knie | aseptische Lockerung | Nein | Nein | ||||
| Hüfte | aseptische Lockerung | Nein | Nein | ||||
| Hüfte | aseptische Lockerung | Nein | Nein | Staphlococcus epidermidis |
|||
| Knie | Instabilität | Nein | Nein | ||||
| Knie | akute Infektion | Ja | Ja | Pseudomonas aeruginosa | Pseudomonas aeruginosa | Pseudomonas aeruginosa |
|
| Knie | akute Infektion | Ja | Nein | Escherichia coli |
Escherichia coli |
Escherichia coli |
|
| Hüfte | chronische Infektion | Ja | Nein | Corynebakterium spp. |
Staphlococcus epidermidis |
||
| Knie | akute Infektion | Ja | Nein | Staphylococcus aureus | Staphylococcus aureus | Staphylococcus aureus | Staphylokokken aureus |
| Knie | chronische Infektion | Ja | Nein | Streptokokken agalacticae |
Streptokokken agalacticae |
Streptokokken agalacticae |
Streptokokken agalacticae |
| Hüfte | chronische Infektion | Ja | Ja | Staphylococcus aureus | |||
| Knie | chronische Infektion | Ja | Nein | Staphlococcus epidermidis |
|||
| Knie | chronische Infektion | Ja | Ja | Staphlococcu epidermidis |
Staphlococcus epidermidis |
||
| Hüfte | chronische Infektion | Ja | Nein | Staphlococcus epidermidis |
Staphlococcus epidermidis |
||
| Knie | chronische Infektion | Ja | Nein | Staphlococcus epidermidis |
Coagulase-negative Staphylokokken |
Coagulase-negative Staphylokokken |
|
| Hüfte | chronische Infektion | Ja | Nein | Staphylococcus aureus | Staphylococcus aureus | ||
| Knie | akute Infektion | Ja | Nein | Staphlococcus epidermidis |
Staphlococcus epidermidis |
Coagulase-negative Staphylokokken |
Coagulase-negative Staphylokokken |
| Hüfte | akute Infektion | Ja | Nein | Staphlococcus epidermidis |
Coagulase-negative Staphylokokken |
||
| Hüfte | chronische Infektion | Ja | Nein | Staphlococcus epidermidis |
Staphlococcus epidermidis |
||
| Hüfte | akute Infektion | Ja | Nein | Staphlococcus epidermidis |
Coagulase-negative Staphylokokken |
||
| Knie | chronische Infektion | Ja | Nein | Staphylococcus aureus | Staphylococcus aureus | Staphylokokken aureus |
|
| Hüfte | chronische Infektion | Ja | Nein | Enterokokken faecialis |
Enterokokken faecialis |
Enterokokken spp. |
Enterokokken spp. |
| Knie | chronische Infektion | Ja | Ja | Enterocuccus faecalis |
Enterocuccus faecalis |
Enterokokken spp. |
Enterokokken spp. |
Tabelle 1: Patientendetails und erkannten Erreger. Tabellarische Ergebnisse der Patienten Details, einschließlich die Ursache der Revisionschirurgie, die MSIS Kriterien entsprechen und die gefundenen Erreger in konventionellen Mikrobiologie und NAAT Analyse.
| Kriterien | PCR beschallen | PCR-Aspirat | Gepoolte PCR |
| P-Wert | 0.0036 | 0,0013 | 0,0001 |
| Empfindlichkeit | 50,0 % | 55,6 % | 66,7 % |
| Spezifität | 100,0 % | 100,0 % | 100,0 % |
| Positiver prädiktiver Wert | 100,0 % | 100,0 % | 100,0 % |
| Negativen prädiktiven Wert | 59,1 % | 61,9 % | 68,4 % |
Tabelle 2: Ergebnisse der mikrobiologischen Methoden. Tabellarische Ergebnisse der Evaluierung der PCR Diagnostik der Beschallung Flüssigkeit, gemeinsame aufziehen und zusammengefasste PCR. N = 31 Probe Absaugen und Beschallung, bzw. n = 62 für die gepoolten Daten der PCR.
Discussion
Fremdkörper-Infektion ist eine aufkommende Problem in Orthopädie und Unfallchirurgie mit kostspieligen Behandlung, lange Krankenhausaufenthalte und funktionalen Mangel an den betroffenen Gelenken. Die differentielle Diagnose ist schwierig. Viele Forscher und Kliniker geben Aufmerksamkeit auf dieses Thema genauer finden wollen und zuverlässige Methoden zur diagnose von Fremdkörper verbundenen Infektionen. Bis heute sind viele verschiedene Diagnose-Tools werden ausgewertet und in den diagnostischen Weg32umgesetzt.
Das Ultraschall-Verfahren ist eine wertvolle Methode, zeigen eine bessere Empfindlichkeit als konventionelle Kulturen von Gewebe Proben6. In unserer Studie haben wir gezeigt, dass Beschallung flüssige Kulturen eine Sensitivität von 88,9 % mit einer Spezifität von 61,5 haben %. Konventionelle Kulturen aus Gewebeproben und gemeinsame Aspiraten hatte eine Sensitivität von 66,7 % mit einer Spezifität von 82,3 % und 84,6 %, beziehungsweise. Andere Forscher zeigen ähnliche Ergebnisse für diese herkömmlichen mikrobiologischen Verfahren6,33,34,35. Es wird oft kritisiert, dass Ultraschall Verfahren anfällig für Verschmutzung, deshalb besondere Sorgfalt bei der Handhabung der Proben angewendet werden muss.
Die Möglichkeit der Nachweis von DNA von einer ursächlichen Erreger in Gewebeproben oder Flüssigkeiten ist faszinierend. NAT ist ein schnelles Verfahren, das Ergebnisse innerhalb von ein paar Stunden, im Vergleich zu den zeitaufwändigen mikrobiologische Kultur liefern kann. Ohne Zweifel NAT hat eine gute Empfindlichkeit bei der Erkennung von Krankheitserregern, aber halten Sie das Risiko von Verunreinigungen, so fehlt Spezifität36erkennen. Der große Vorteil dieser PCR-Technik bei der Diagnose von PGI wurde vor allem bei Patienten, die Antibiotika-Therapie in der Nähe von Chirurgie oder für einen längeren Zeitraum7,8erhalten dokumentiert. Studien deuten darauf hin, dass NAT Beschallung Flüssigkeit Sensitivität und Spezifität37weiter steigen kann. Leider ist diese Technik im Labor, durch seine aufwändige Workflow nicht routinemäßig zur Verfügung.
Es gibt bestimmte Einschränkungen für die PCR-Technik im Allgemeinen: NAT erkennt DNA keine Differenzierung zwischen lebensfähig und nicht lebensfähige Bakterien, Interpretation der Ergebnisse erschwert. Breite Palette PCR erkennt nur 16 ribosomale Ribonukleinsäure (16 s rRNA), keine Unterscheidung zwischen pathogenen37. Spezifischer Systeme erkennen nicht routinemäßig gen-kodierte Antibiotikaresistenz-Marker. Eine gezielte antibiotische Therapie kann daher ohne weitere Empfindlichkeitsprüfungen beschränkt werden.
In dieser Studie angewandte System überwindet diese Einschränkungen, Unterscheidung zwischen bestimmten Bakterien und gen-kodierte Antibiotikaresistenz-Markern zu identifizieren. Alles in allem können NAT Assays als eine schnelle und nützliche Ergänzung gelten PGI7,8,9,38bestätigen.
Es ist notwendig, im gemeinsamen Streben und in der Chirurgie im Voraus planen: Probenbehälter müssen steril und bereit, und Prompt Probentransport muss verfügbar sein. Chirurgen sollten ihre Mikrobiologen geplanten Verfahren und was kurze Probenmaterial zu erwarten. Wenn Durchführung der gemeinsamen Streben, streng sterilen Bedingungen sichergestellt werden muss, um iatrogene Infektion des Gelenks zu verhindern. Bei adipösen Patienten Gelenkpunktion kann eine Herausforderung sein und Röntgendurchleuchtung Beratung kann hilfreich sein. Endoprothetik Revisionschirurgie erfordert ein sehr hohes Maß an Kompetenz und sollte nur von einem erfahrenen Chirurgen durchgeführt werden. Explantierten Material nicht in den OP-Saal nicht länger als nötig aufbewahrt werden, sondern so schnell wie möglich an der Mikrobiologe gesendet werden. Ein sehr wichtiger Bestandteil im Rahmen dieses Protokolls ist das potentielle Risiko einer Kontamination. Nicht nur während der Proben zu sammeln, sondern auch beim Umgang mit den Proben in der Mikrobiologie-Labor müssen alle beteiligte Personal (Orthopäde, Krankenschwestern, Techniker, Mikrobiologen) schnell und präzise zu arbeiten und haben angemessene Ausbildung in den Verfahren.
Beschallung und NAT sind wertvolle Hilfsmittel bei der Diagnose von Implantat-assoziierten Infektionen. Die Ergebnisse sollten jedoch immer sorgfältig hinterfragt werden. Es wird empfohlen, Besprechung der Ergebnisse in einem Round-Table-Gespräch der orthopädischen Chirurgen, Mikrobiologen und Infektionskrankheiten Spezialisten und Pathologen, die individuelle Behandlungsstrategie zu vereinbaren.
Zur Umsetzung dieser Technik in der Diagnostik kann weg von PGI mehrere Vorteile haben. Es ist eine schnelle Diagnose mit einem Ergebnis innerhalb von Stunden. Durch die Analyse von mehreren gen kodierte Antibiotikaresistenz-Markern kann eine gezielte antibiotische Therapie frühzeitig in den klinischen Verlauf erfolgen. Als Nebeneffekt können breit-Spektrum Antibiotika für die Indikationen gespeichert werden, wo sie wirklich gebraucht werden. Anderen Probentypen (z.B. Gewebeproben, Tupfer, Hämatom, etc.) können auch nach unserem Protokoll untersucht werden. Da die PCR-Patrone ein geschlossenes System ist, ist keine Fehlerbehebung notwendig oder möglich auf der Anwenderseite. Eine Anpassung des Protokolls muss durch den Hersteller erfolgen. In Software und Hardware (Patrone) kontinuierlich vom Hersteller Änderungen zur Erweiterung des Systems, aber keine Details über die genauen Änderungen in neueren Versionen veröffentlicht werden.
Disclosures
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Acknowledgments
Die Autoren möchten Curetis GmbH für die Unterstützung dieser Studie danken.
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 |
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