Методическая статья

Роман диагностики в Ревизионное эндопротезирование: имплантата Sonication и мультиплексной полимеразной цепной реакции

12.7K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/55147

⸱

3 декабря 2017 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Medical Microbiology, Immunology and Parasitology, University Hospital Bonn, 2Department of Orthopaedics and Trauma Surgery, University Hospital Bonn, 3Division of EU Cooperation/Microbiology, Paul-Ehrlich-Institute

В этой статье

Краткое содержание

Дифференциальная диагностика в болезненные сустава имеет решающее значение для успеха лечения. Совместное стремление регулярно проводится preoperatively. Описан мультиплексной ПЦР Объединенного аспирата и sonication жидкости, возможно инструмент для обнаружения быстрого возбудителя из этих образцов.

Аннотация

В ортопедических больных иностранных теле ассоциированных инфекций, особенно перипротезные совместное инфекций (PJIs), являются разрушительными осложнение эндопротезирование. Инфекция требует комплексного лечения, может привести к долгосрочной госпитализации и причины значительные расходы. Несколько хирургических изменения могут быть необходимы в этих больных, с потерей функции также как и качество жизни.

Рутинной предоперационной диагностики включают в себя исследование крови на C - реактивного белка (СРБ) и другие биомаркеров, а также анализ совместных аспирата для клеток, дифференциация и культуры. Интраоперационная образцы для гистологии и микробиологии являются также стандартная процедура. Микробиологическое исследование удалены имплантаты с sonication, в сочетании с внедрением методов молекулярной биологии в микробиологии, представляют собой два новых методов, в настоящее время работают для повышения дифференциальной диагностики PJI.

Мы представляем здесь поэтапный процедура анализа совместной аспирата и sonication жидкости, с использованием системы на основе картриджа мультиплекс полимеразной цепной реакции (ПЦР). Результаты были сопоставлены с обычных культур и критерии консенсуса для PJI. Обычные микробиологических культур от ткани биопсий, совместные аспирата и sonication жидкости показал чувствительность и 66,7%, 66,7%, 88,9%, соответственно и специфичность 82,3%, 54,6% и 61,5%, соответственно. ПЦР диагностики sonication жидкости и суставной жидкости, показал чувствительность 50,0% и 55,6%, соответственно и оба специфичность 100,0%. Обе ПЦР диагностики комбинированный имели чувствительность 66,7% и специфичность в 100,0%. Мультиплексной ПЦР поэтому представляет быстрый диагностический инструмент с умеренной чувствительности, но высокая специфичность в диагностике PJI.

Введение

Болезненные arthroplasties являются диагностические задачи в ортопедической хирургии. После асептического рыхления, PJI является второй наиболее причиной неудачи имплантата и представляет разрушительные осложнение после операции эндопротезирование. PJI трудно лечить и трудно диагностировать. Пропустили диагноз PJI воля вероятный результат в рецидивирующие инфекции, с тяжелой заболеваемости, потеря функции и потери качества жизни. Таким образом инфекции должна быть исключена всех пациентов, представляя с болезненным артропластика, прежде чем терапевтические меры.

Терпеливейшая история, диспансеризация, исследование крови на СРБ и белых кровяных телец, так как рентгенография или szintigraphy пораженного сустава составляют базовую диагностику1. Предоперационная обычной должна также включать совместное стремление в стерильных условиях, везде, где это возможно. Аспирата приобрела является весьма ценным материалом в дальнейшей диагностики.

Помимо клеток и дифференцировки клеток в совместном аспирата как устоявшихся анализы2выявление белковых биомаркеров может помочь в дифференциальной диагностике3,4,5. Обычные Микробиологические культуры остается золотым стандартом в обнаружения патогена. Биопленки, вызванных грамположительных и грамотрицательных бактерий и приверженцем поверхности имплантатов, являются основным патогенным фактором PJI. Таким образом в 2007 году, sonication процедура осуществлялась в диагностике иностранных теле ассоциированных инфекций в ортопедической хирургии, нарушая биопленке на имплантаты удалены разрешить обнаружение возбудителя. Бактерии, таким образом взяты из их упокоения формы на активную форму, что делает обнаружение в культуре можно снова. Sonication имплантаты удалены показали выше чувствительность чем культур тканей особей (78,5% против 60,8%)6.

Тест амплификации нуклеиновых кислот (NAT), например PCR, недавно переехал в сферу клиницистов и микробиологи диагностировать PJI. Особенно в больных, получавших терапию антибиотиками до операции было показано, что ПЦР диагностики является полезным в определении Каузативных организмов7,8,9. В последнее время была введена новая система мультиплексной ПЦР, специально для имплантации и тканей инфекции (ИТИ). Эта система на основе картриджа предлагает разнообразные геномные маркеры для идентификации патогенов и маркеры антибиотикорезистентности. Среди его применения являются многочисленные признаки (Ортопедическая совместной инфекции, хирургическое сайта инфекции, инфекций, связанных с кардиологии, катетер ассоциированных инфекций, инфекции диабетической стопы, глубокие инфекции кожи и тканей, имплантат инфекций, и сжечь раневые инфекции), и широкие группы материала образца могут быть использованы для этой техники (sonication жидкости, синовиальной жидкости, тампоны, ткани, гной, аспирационная/экссудатом и биопленки)10,,1112.

Самое главное преимущество процедуры, по сравнению с обычными микробиологии, является скорость: причинных патогенов могут быть определены в течение часов. Кроме того эта система ПЦР обнаруживает широкий группа ген закодированы сопротивления маркеров, позволяя начало целевых антибиотикотерапии на раннем этапе. С помощью ПЦР хирурги могут быть способны различать инфицированных и не инфицированных больных на очень ранней стадии в диагностической процедуры11. Здесь мы представляем протокол для выполнения этой мультиплексной ПЦР, быстро диагностировать PJI от совместных аспирата и sonication жидкости.

Протокол

Это исследование был одобрен Комитетом местных этики (046/09, Rev. 3). Информированного согласия и заявление о конфиденциальности данных были получены из всех пациентов включены.

1. совместное стремление

Примечание: Процедура должна выполняться в кинотеатр хирургического вмешательства номер или с сопоставимых асептических условиях. Помощи медсестры или врача помощи является полезным, но не является обязательным.

  1. Положение пациента в лежачем положении на экзамен кровати. Убедитесь, что совместных интересов свободной одежды. Укоротите плотной или длинные тела волосы с помощью электрической машинки. Не удаляйте тела волосы бритвой. Положение в переднезаднем направлении флюороскопа, если тазобедренного сустава является прокола. Если колена прокола, место рулон колена под колено пациента, таким образом, что колено упирается в слегка согнуты позиции13.
  2. Подготовить таблицу инструмент с стерильных следующее оборудование: стерильные, перфорированную стерильные Обложка пелерина, одноразовые стерильные скальпель, острые хирургические лезвия (тип #11) и стерильные 10 мл шприц с стерильных канюля (20 колеи, 80 мм). Изложены алкогольных кожу дезинфицирующим, пробирки и педиатрических крови культуры колбу отдельно.
  3. Платье в рукаву халата хирурга, капот и маска и надел стерильные перчатки.
  4. Тщательно вымойте кожу пациента на месте прокола (например Улучшенный recessus14 для колена и передне-боковой области портала для тазобедренного сустава) кожу дезинфицирующим средством.
    Примечание: Ум требуется выдержка для дезинфицирующий агент (обычно 90 s на колено, 120 s на бедра для алкогольных дезинфицирующих средств).
  5. Обложка прокол сайт с перфорированную стерильные Обложка пелерина. Определите место прокола.
    Примечание: Для колена, правильный сайт-2 см выше верхней надколенника полюса и 2 см латеральнее боковых граней. Для бедра найдите передней Улучшенный подвздошные ости и Перемещение каудально до соответствии с верхней симфиза. Убедитесь, что сайт является боковой бедренной артерии (примерно 4 см), который всегда может быть пальпируется15.
    1. Сделайте ножом небольшой разрез через кожу (3-4 мм широкий и глубокий) с лезвием острый скальпель на сайте проколам. Не применять местные анестетики, как они могут привести к ложным негативов в Микробиологические культуры, их бактериостатическим действием.
  6. Присоедините катетер к Luer slip шприца. Вставьте канюлю через надрез ножом. В улучшенных перерыва коленного сустава направлены под углом 45°, спинной и медиального направлении перерыва ниже верхнего полюса надколенника и вставить иглу в глубине из приблизительно 5 см. аспирационная суставной жидкости, растягивая поршень шприца.
    1. Используйте руководство флюороскопа при проколов тазобедренного сустава. Вставьте иглу на месте прокола, медиально направленные под углом 60°. В флюороскопа убедитесь, что кончик иглы указал на шее протез. Заранее канюлю на глубину примерно 8 см (глубже в жировой больных) во время аспирационных, пока суставной жидкости достигается. Удерживая иглу в положении аспирационных, чтобы избежать выскабливание поверхности протеза.
      Примечание: Контакт кончика иглы с протез обеспечивает внутрисуставные позиционирования. Как правило, не более 5 мл жидкости может быть придыхательным формы тазобедренного сустава, коленного сустава даст более чем 10 мл.
    2. После удаления канюли нанести ножом разрез Стерильная повязка. Чтобы предотвратить образование гематомы, примените бандаж в ногу с небольшим сжатием.
  7. Перенесите собранные совместных аспирата в контейнеры образца. Обеспечение стерильных рабочих методов во всем.
    1. Для прививки педиатрических крови культуры колбу с придыхательным суставной жидкости продезинфицируйте мембраны педиатрических крови культуры колбу алкогольных дезинфицирующим средством. Положите свежий канюля на шприц и вставляют 1-3 мл без наддува суставной жидкости флакон крови культуры. Смешайте нежный агитации или вращения16.
    2. Для подготовки образца родной совместных аспирата удалите катетер из шприца. Откройте пробирки без добавок и вставляют 1 мл аспирационная трубка этой коллекции. Установите и закрепите крышку для ПЦР-анализа.
      Примечание: Корабль образца в лабораторию микробиологии без промедления для ПЦР-анализа. От того же образца обычных микробиологических культур аэробных и анаэробных может также задаваться до17.
    3. Передача 1 до 4 мл совместного аспирата в пробирки, содержащие ЭДТА для игр и дифференциации клеток2. Корабль образца в лабораторию биохимии без каких-либо задержек.

2. ПЦР диагностика

  1. Убедитесь, что все три устройства (lysator, анализатор и кабины; см. таблицу материалы) и работает правильно. Изложены все материалы, необходимые для выполнения теста (ПЦР картридж, мастер смесь трубки, образец трубки и образец трубки колпачок, 0 - 200 мкл микропипеткой и советы стерильной пипеткой) на скамейке работы.
  2. Размораживание мастер смесь трубки перед началом процедуры, устанавливая его при комнатной температуре. Все расходные материалы (мастер смесь трубки, картридж и образец трубки) уже prelabeled с штрих-кодом.
  3. Снять крышку образец трубки. Возьмите 180 мкл собранных образцов (совместные аспирата, см. раздел 1; или sonication жидкость, см. раздел 4) с пипеткой и передачи его в образец трубки. Закройте образец трубки с крышку трубки образцов, содержащих протеин киназы K и гена внутреннего контроля для контроля качества всего рабочего процесса.
  4. В кабине, откройте программное обеспечение, касаясь «новый тест» кнопку в левом нижнем углу. Введите данные пациента или образец ID через сенсорный экран. Чтобы выбрать образец, сначала выберите «Ити-картридж» из раскрывающегося списка, затем «ортопедия» как режим приложения и наконец, выбрать «синовиальной жидкости» или «sonication жидкости» как образец типа. Нажмите кнопку Пуск.
  5. Сканировать штрих-код на нижней части образца трубки. Вставьте образец трубки в lysator.
    Примечание: Процесс лизис начнется автоматически и принять около 30 минут, чтобы закончить. Отсчет таймера на lysator экране будет указано, когда закончена lysis.
  6. Выберите образец на экране кабины, чтобы разблокировать метро образцов от lysator. Удалить образец трубки из lysator и закройте верхнюю крышку lysator. Передача образцов трубки в образец трубки слот картриджа ПЦР. Вставьте размороженные mastermix mastermix слот картриджа ПЦР.
  7. Следуйте инструкциям на экране монитора кабины, сканирование ПЦР патрон с mastermix и образец трубки.
  8. Вставьте картридж ПЦР в указанных картридж слот анализатора. Когда это сделано, анализатор выпускает картриджа.
    Примечание: Условия PCR заданы изготовителем и не могут быть изменены пользователем. Для получения дополнительной информации в руководстве производителя приложения. ПЦР процесс будет запускаться автоматически и занять около 4 ч 10 мин.
  9. Снимите и выбросьте картриджа. В кабине сенсорного экрана выберите «текущий тесты» в левом нижнем углу, а затем выбрать правильный пример ID для отображения результатов теста. Сохранить результаты на памяти машины и напечатать или экспортировать (через USB) для дальнейшего ведения.
    Примечание: Доклад результат ПЦР, включая идентификацию возбудителя и обнаружение маркеров сопротивления, к хирургу без промедления. Панель с 114 дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) целей бактериальных и грибковых патогенов обычно встречаются в имплантат и инфекций мягких тканей, наряду с наиболее распространенными маркеры антибиотикорезистентности анализируется.

3. хирургическая процедура: Интраоперационная проб

Примечание: Эндопротезирование хирургия требует экспертов уровня навыков и опыта; всесторонний обзор хирургических процедур обратитесь к хирурга учебники18. Полное и подробное описание хирургической процедуры бы далеко за рамки этой статьи. Здесь акцент делается на сбор образцов и предварительной аналитики. Эндопротезирование хирургия воздерживаться от администрации один выстрел Антибиотикопрофилактика, чтобы не скомпрометировать результатов микробиологических образцов, полученных во время операции. Рекомендуется придерживаться этого правила, хотя эта практика является спорным19,20. Используйте существующий хирургический подход с шарниром, когда это возможно. Дополнительные хирургические подходы компромисс мягких тканей и увеличение рубцов.

  1. Вскрыть ткани, до тех пор, пока хорошо подвергается суставной капсулы. Выполните артротомии с шприц на изготовку, так далее суставной жидкости могут быть собраны в стерильный шприц для дальнейшего анализа как указано выше (1.7.1-1.7.3 меры).
    Примечание: Не антисептические промывание жидкости должны использоваться до тех пор, пока имплантат удаляется и взяли образцы тканей.
  2. Удаление совместного имплантатов. Сразу после удаления передачи части импланта в стерильных пластиковый контейнер с воздуха и воды плотно крышкой.
    Примечание: Подробные инструкции для удаления имплантата можно найти в учебниках литературы (колено, например: Wirtz et al., глава 16.421; Бедра, например: Клас et al., глава 14.5.122). Конкретные инструменты могут оказаться необходимыми, как указано в инструкции производителей. Метод удаления имплантата значительно варьируется между различными имплантат типы и методы фиксации. Набор стамески и сверла, Раздвижные Молот и универсальный Интрамедуллярные ногтей удаление набора полезны в удаление костных имплантатов интегрированных23,24.
  3. Используйте стерильные резкое кюретка, щипцы и rongeur для удаления Ткани мембранные из интерфейса кость имплантат. Перевести репрезентативной выборки ткани в стерильных пластиковый контейнер с крышкой, как образцы для микробиологии и гистологии.
    Примечание: Конус может использоваться для очистки мозгового канала всех мягких тканей. Кроме того синовиальной ткани и суставной капсулы образцов для экспертизы и хранить их в стерильных контейнеров. По крайней мере четырех образцов в целом должны быть собраны.
  4. Отправьте все образцы и детали описаны в лабораторию микробиологии мгновенно.
    Примечание: Может затем быть дают антибиотики. Выбор правильного антибиотиков важно и необходимо индивидуальное решение25,26. Терапевтические концепции должны решаться на междисциплинарной группой хирургов и микробиологи заранее.
  5. Завершить хирургическая сайт бывшего имплантат, удалив любые ткани, которая показывает признаки мусора (например износа полиэтилен, металл или цемент частицы) или инфекции и некроз (гнойный, аваскулярный, фибрин покрытием, мембранные или «илистых» тканей). Удалите любые мертвых или osteitic кости. Удаление всех иностранных материалов, таких как винты, провода, cerclages, костный цемент мусора или не рассасывающиеся шовные материалы (см. Клас et al., глава 14.5.322).
  6. Орошения хирургической сайта с помощью рану дезинфицирующего средства выбора, с помощью шприца 50-мл. Орошения с достаточным количеством (по крайней мере 3 Л), раствора Рингера с системой импульсного лаважа. Заполнитель может быть необходимо стабилизировать совместных27.
  7. Закройте рану используя противомикробным покрытием рассасывающимся глубокие швы для капсула или фасции (плетеный полиглактин швы, триклозан покрытием, USP 2) и подкожной клетчатки (плетеный полиглактин швы, триклозан покрытием, USP 0). Закройте кожи, с использованием не resorbing Прерванный швами (monofilic полипропилен, USP 0 или USP 2-0).

4. sonication

Примечание: Будьте внимательны к работе строго асептически. Использование класса II биобезопасности скамейке с ламинарным потоком воздуха для дальнейшей обработки explanted материала.

  1. Откройте пластиковый контейнер, содержащий explanted протез из операционной комнате (см. шаг 3.2) под скамейке рабочей ламинарный поток воздуха и добавить стерильный раствор натрия хлорида 0,9% до explanted инородное тело охватывает по меньшей мере 80% (около 500-800 мл).
  2. Закройте пластиковый контейнер. Тщательно встряхнуть или агитировать пластиковый контейнер с помощью вихревой смеситель на высокой интенсивности передачи 30 s. пластиковый контейнер в sonication ванну. Проверка уровня жидкости в ванне sonication.
    Примечание: Sonication Ванна уровень жидкости должен быть таким же, как внутри пластикового контейнера. Убедитесь, что пластиковый контейнер не может быть затоплены и при необходимости добавлять или удалять жидкость из sonication ванна.
  3. Sonicate образец для 5 мин с частотой 40 ± 2 кГц и мощности плотность 0,22 ± 0,04 Вт/см2. Сотрясения или вихревого образец тщательно для 30 s.
    Примечание: Sonication раз между 1-5 мин являются лучшими для растворения биопленки, без какого-либо влияния на жизнеспособность бактерий28.
  4. Внутри ламинарного потока скамьи собирать 50 мл жидкости sonication и передать его на трубу стерильные, плотно закрытыми.
  5. Для создания концентрированных sonication жидкости, центрифуга трубки для 10 мин на 4200 x g., оставляя остаточным объемом 10 мл, отменить оставшиеся супернатант с пипеткой. Ресуспензируйте гранулы, закупорить и vortexing.
  6. Прививать подходит культуры средств массовой информации (например кровь агар, шоколадный агар, агар Sabouraud, Schaedler агар, канамицин-ванкомицин агар или thioglycolate бульон) с 0,5 мл концентрированной sonication жидкости. Прививать педиатрических крови культуры флакон с 2 мл, как описано выше (см. шаг 1.7.1). Перевести 1 мл концентрированного sonication жидкости в пробирки без добавок для ПЦР-анализа.
  7. Трансфер привитых СМИ культуры в инкубатор (35 ° C, 5% CO2). Инкубировать культур на 14 дней и проверьте для роста ежедневно.
  8. После 14 дней отбросить культур без роста и доклад как негативные. Если обнаруживается рост, осуществляют идентификации возбудителя, с использованием методов стандартной идентификации и восприимчивость тестирования. Доклад результат хирург без промедления.
    Примечание: Здесь, выявление возбудителей осуществлялась с помощью матрицы с помощью лазерной десорбции/ионизации - время полета (MALDI-TOF) спектроскопии. С29,30,полу автоматизированное анализатор31было выполнено тестирование антимикробной чувствительности.

Результаты

Присутствие PJI, как определено консенсуса совещания общества опорно инфекции (MSIS), был рассмотрен доказано, когда один из основных критериев или по крайней мере три из пяти незначительных критерии были представлены. Основные критерии включают в себя наличие свищей или обнаружения патогена в двух отдельных микробиологических образцов. Незначительные критерии включают в себя позитивных клеток (> 3000 лейкоциты/мкл) или позитивных клеток (> 85% нейтрофильных гранулоцитов) в совместном аспирата, позитивные СРБ и седиментации уровень в крови образцы, позитивные гистология в образцах тканей или выявление возбудителя в только один микробиологических образцов19. Чувствительность и специфичность были рассчитаны для испытания амплификации нуклеиновых кислот (NAT), по сравнению с золотой стандарт УСИС. Пациент детали, включая патогены обнаружено, приведены в таблице 1.

Наши собственные результаты показали умеренной чувствительности для ПЦР диагностики sonication жидкость и совместных аспирационная (50,0% и 55,6%), но очень сильный специфичность 100%11. Всякий раз, когда ПЦР диагностика (общий n = 62 тесты) показали положительный вывод в совместном аспирационная (n = 31) или sonication жидкость (n = 31), же возбудителя было обнаружено позже в одном из обычных микробиологических культур. ПЦР различных образцов-инфекции случаев показали не ложь, положительный результат (см. Рисунок 1).

Не удалось обнаружить некоторые патогены, которые оказались обычными Микробиологические культуры методами ПЦР диагностики. 6 из 16 (37,0%) правда патогенов в образцах жидкости sonication и 5 из 13 (38,0%) патогенов из Объединенного жидкости культуры были пропущены на ПЦР обнаружение. Главным образом ПЦР диагностики пропустил обнаружение ванкомицина отрицательных стафилококков (8 из 11). Комбинированные ПЦР диагностики обоих материалов (суставной жидкости аспирата и sonication, «пул PCR») правильно определены 12 из 18 случаев инфекции (чувствительность 66,7%, 95% ДИ: 41,0 86,7%, см. таблицу 2).

figure-results-1
Рисунок 1: Результаты резюме из нат. График изображает обобщенные результаты от коллективного пациентов образцов. На правой стороне — это группа, которая не группа больных PJI критериям, на левой стороне. Бары представляют методы амплификации нуклеиновых кислот. Ложных срабатываний и негативы ложных показаны красным цветом как процент от общего. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

СовместноеПричиной пересмотраМатчей УСИС критерии?Ранее лечение антибиотиками?Sonication жидкости культураСовместное аспирата культураNAT sonication культураСовместное аспирата NAT
Бедраразрыхление асептическоеНетНет
Коленоразрыхление асептическоеНетНетStaphlococcus
Epidermidis
Коленоразрыхление асептическоеНетНетDermabacter
hominis
Коленоразрыхление асептическоеНетНет
Коленоразрыхление асептическоеНетНетLeifsonia
Aquatica
Бедраразрыхление асептическоеНетНет
Коленоразрыхление асептическоеНетНет
КоленонестабильностьНетНет
Бедрахронический вывихНетНетСтафилококк
haemolyticus
Коленоразрыхление асептическоеНетНет
Бедраразрыхление асептическоеНетНет
Бедраразрыхление асептическоеНетНетStaphlococcus
Epidermidis
КоленонестабильностьНетНет
Коленоострая инфекцияДаДаСинегнойной палочкиСинегнойной палочкиСинегнойной
aeruginosa
Коленоострая инфекцияДаНетКишечная
палочки		Кишечная
палочки		Кишечная
палочки
БедраХроническая инфекцияДаНетCorynebakterium
SPP.		Staphlococcus
Epidermidis
Коленоострая инфекцияДаНетЗолотистый стафилококкЗолотистый стафилококкЗолотистый стафилококкСтафилококк
стафилококк
КоленоХроническая инфекцияДаНетСтрептококк
agalacticae		Стрептококк
agalacticae		Стрептококк
agalacticae		Стрептококк
agalacticae
БедраХроническая инфекцияДаДаЗолотистый стафилококк
КоленоХроническая инфекцияДаНетStaphlococcus
Epidermidis
КоленоХроническая инфекцияДаДаStaphlococcu
Epidermidis		Staphlococcus
Epidermidis
БедраХроническая инфекцияДаНетStaphlococcus
Epidermidis		Staphlococcus
Epidermidis
КоленоХроническая инфекцияДаНетStaphlococcus
Epidermidis		Ванкомицина отрицательные
Стафилококки		Ванкомицина отрицательные
Стафилококки
БедраХроническая инфекцияДаНетЗолотистый стафилококкЗолотистый стафилококк
Коленоострая инфекцияДаНетStaphlococcus
Epidermidis		Staphlococcus
Epidermidis		Ванкомицина отрицательные
Стафилококки		Ванкомицина отрицательные
Стафилококки
Бедраострая инфекцияДаНетStaphlococcus
Epidermidis		Ванкомицина отрицательные
Стафилококки
БедраХроническая инфекцияДаНетStaphlococcus
Epidermidis		Staphlococcus
Epidermidis
Бедраострая инфекцияДаНетStaphlococcus
Epidermidis		Ванкомицина отрицательные
Стафилококки
КоленоХроническая инфекцияДаНетЗолотистый стафилококкЗолотистый стафилококкСтафилококк
стафилококк
БедраХроническая инфекцияДаНетEnterococcus
faecialis		Enterococcus
faecialis		Enterococcus
SPP.		Enterococcus
SPP.
КоленоХроническая инфекцияДаДаEnterocuccus
faecalis		Enterocuccus
faecalis		Enterococcus
SPP.		Enterococcus
SPP.

Таблица 1: пациент детали и обнаруженных патогенов. Табличные результаты пациента деталей, включая причину повторной операции, УСИС критерии соответствия и обнаруженных патогенов в обычных микробиологии и NAAT анализа.

КритерииПЦР SonicateАспирационная PCRОбобщённые PCR
Значение P0,00360.00130,0001
Чувствительность50,0%55,6%66,7%
Специфика100,0%100,0%100,0%
Предсказательная ценность положительного результата100,0%100,0%100,0%
Предсказательная ценность отрицательного результата59.1%61,9%68,4%

Таблица 2: результаты микробиологических методов. Табличные результаты оценки ПЦР диагностики sonication жидкости, совместные аспирата и обобщённые ПЦР. N = 31 образца для аспирата и sonication, соответственно, n = 62 для объединения данных ПЦР.

Обсуждение

Инородное тело инфекции является новой проблемой в ортопедической и травматологической хирургии с дорогостоящего лечения, длинные госпитализации и функциональной недостаточности пораженных суставов. Дифференциальной диагностики является сложной задачей. Многие исследователи и врачи уделяют внимание к этой теме, стремятся найти более точные и надежные методы для диагностики инородного тела связанного инфекции. На сегодняшний день, многие различные диагностические инструменты в настоящее время оцениваются и реализовано диагностики путь32.

Sonication процедура является бесценным метод, показаны лучше чувствительность, чем обычные культур от образцов ткани6. В нашем исследовании мы показали, что sonication жидкости культуры имеют чувствительность 88,9% с специфичность 61,5%. Обычных культур от образцов ткани и совместных пунктаты имели чувствительность 66,7% с специфичность 82,3% и 84,6%, соответственно. Другие исследователи показывают аналогичные результаты для этих обычных процедур микробиологических6,33,34,35. Часто рецензировано что sonication процедура подвержен загрязнению, поэтому особое внимание должны приниматься при обработке образцов.

Возможность обнаружения ДНК причинных патогенов в образцов ткани или жидкости интригующим. NAT является быстрая процедура, которая может доставить результаты в течение нескольких часов, по сравнению с длительным Микробиологические культуры методами. Без сомнения NAT имеет хорошую чувствительность обнаружения патогенных микроорганизмов, но держать риск обнаружения загрязнений, таким образом не хватает конкретности36. Большое преимущество этого метода ПЦР в диагностике PJI был документально особенно у больных, которые получали антибиотикотерапию недалеко от хирургии или для длительного периода7,8. Исследования показывают, что NAT sonication жидкости могут повысить чувствительность и специфичность37. К сожалению этот способ доступен не регулярно в лабораториях, из-за длительных рабочих процессов.

Существуют определенные ограничения на метод ПЦР в целом: NAT обнаруживает ДНК с никаких различий между жизнеспособных и нежизнеспособных бактерий, что затрудняет интерпретацию результатов. Широкий диапазон PCR только обнаружит рибосомных 16S рибонуклеиновой кислоты (16S рРНК), не дифференциации возбудителей37. Более конкретные системы регулярно не обнаружить ген закодированы антибиотикам сопротивление. Целевые терапии антибиотиками может быть ограничен таким образом без дальнейшего тестирования восприимчивости.

Система, применяемая в этом исследовании преодолевает некоторые из этих ограничений, разграничения конкретных видов бактерий и идентификации генов кодировке сопротивление. В целом NAT анализов может рассматриваться как быстрый и полезные дополнения для подтверждения PJI7,8,9,38.

Это необходимо планировать в совместном стремлении и в хирургии: контейнеры для отбора проб должны быть стерильными и готов, и оперативное образца транспорта должны быть доступны. Хирурги должен информировать их микробиологов на запланированных процедур и что образец материала ожидать. При выполнении совместных аспирации, строго стерильных условиях должна быть обеспечена, для предотвращения ятрогенные инфекции сустава. В жировой больных Пункция сустава может быть сложным, и флюорографическая руководство может быть полезным. Эндопротезирование хирургия требует очень высокого уровня знаний и должны выполняться только квалифицированным хирургом. Описаны материал не должен храниться в операционной комнате дольше, чем необходимо, но как можно скорее направить микробиолог. Очень важная часть в этот протокол является потенциальный риск загрязнения. Не только во время сбора образцов, но также при обработке образцов в лаборатории микробиологии всех сотрудников, участвующих (ортопед-травматолог, медсестер, техников, микробиологов) должны работать быстро и точно и иметь надлежащую подготовку в процедурах.

NAT и Sonication являются ценными инструментами в диагностике имплантат ассоциированных инфекций. Тем не менее результаты должны всегда быть под сомнение тщательно. Мы рекомендуем, обсуждая результаты в круглом столе ортопедических хирургов, микробиологов и инфекционных заболеваний специалистов и патологоанатомов, договориться о индивидуальной терапевтической стратегии.

Чтобы реализовать этот метод в диагностике путь PJI может иметь несколько преимуществ. Это быстрая диагностика с результатом в течение часов. Благодаря анализу нескольких маркеров сопротивления ген закодированы целенаправленной терапии антибиотиками может иметь место на очень ранней стадии клинического течения. Как побочный эффект антибиотики широкого спектра могут быть сохранены для указания, где они действительно необходимы. Другие типы образцов (например образцов тканей, тампоны, гематомы и т.д.) также могут расследоваться согласно нашей протокола. Так как картридж ПЦР является закрытой системой, не устранение необходимых или возможных на стороне пользователя. Любое адаптация протокола должны осуществляться изготовителем. Изменения в программное обеспечение и аппаратное обеспечение (картридж) сделаны непрерывно производителя для укрепления системы, однако никаких подробностей публикуются на точные изменения в новых версиях.

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Curetis GmbH для поддержки этого исследования.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
стерильный пластиковый контейнер Замок и Замок, дистрибьютор ISI GmbH, Золинген, ГерманияEAN 8803733184403Транспортный контейнер для имплантатов
Bactosonic 14.2 Bactosonic, Bandelin, Берлин, Германия3290"Ультразвуковая машина"
50мл Falcon tubesBecton & Dickinson, Гейдельберг, Германия352070Центрифугирование
PEDS колбы для посева крови средней среды Бектон и Дикинсон, Гейдельберг, Германия442194питательной средой
агар Колумбия с 5% овечьей кровиБектон и Dickinson, Гейдельберг, Германия254071питательной средой
Mac Conkey agarBecton & Dickinson, Гейдельберг, Германия254078культурой средний
шоколадный агар Бектон и Dickinson, Heidelberg, Germany254089культуральная среда
sabouraud agar Бектон и Dickinson, Гейдельберг, Германия254096питательной средой
тиогликолят бульон Бектон и Dickinson, Гейдельберг, Германия221788питательной средой
Schaedler agarBecton & Dickinson, Heidelberg, Германия254084культуральная среда
канамицин/ванкомицин агарBecton & Dickinson, Гейдельберг, Германия254077питательной средой
Bactec FX система культивирования крови Бектон и Dickinson, Гейдельберг, Германия441386/441385питательная среда
Unyvero A50 AnalyzerCuretis, Хольцгерлинген, Германия60001ПЦР-машина
Unyvero L4 LysatorCuretis, Хольцгерлинген, Германия60002ПЦР-машина
Unyvero C8 CockpitCuretis, Хольцгерлинген, Германия60003ПЦР-машина
Unyvero M1 Masterix TubeCuretis, Хольцгерлинген, Германия10002расходные материалы PCR
Unyvero i60 ITI КартриджCuretis, Хольцгерлинген, Германия10040расходные материалы PCR
Unyvero Sample TubeCap Curetis, Хольцгерлинген,Германия 10004расходные материалы PCR
Unyvero Sample TubeCuretis, Хольцгерлинген, Германия10003расходные материалы PCR
S-Monovette 2,7млSarstedt AG, Nü mbrecht, Германия05.1729.001 Транспортировочный контейнер (аспират)
скальпель тип 11пфм медицинский, Кёльн, Германия200130011скальпель для колотого разреза
PP Container 70mL 55x45mmSarstedt AG, Nü mbrecht, Германия759,922,721Транспортировочный контейнер (образец ткани)
Vicryl PlusJohnson& Johnson Medical GmbH, Ethicon Германия, Нордерштедт, ГерманияVCP247Hхирургический шовный материал
Prolene 0Johnson& Johnson Medical GmbH, Ethicon Германия, Нордерштедт, ГерманияEH7920Hхирургический шовный материал
Prolene 2/0Johnson& Johnson Medical GmbH, Ethicon Германия, Norderstedt, ГерманияEH7697Hхирургический шовный материал
Kodan  Tinktur forte farblosSchü lke & Mayr GmbH, Нордерштедт, Германия104005спиртовое дезинфицирующее средство для кожи

Ссылки

  1. Wimmer, M. D., et al. Evaluation of an interdisciplinary therapy algorithm in patients with prosthetic joint infections. Int Orthop. 37 (11), 2271-2278 (2013).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Gollwitzer, H., et al. Antimicrobial peptides and proinflammatory cytokines in periprosthetic joint infection. J Bone Joint Surg Am. 95 (7), 644-651 (2013).
  6. Trampuz, A., et al. Sonication of removed hip and knee prostheses for diagnosis of infection. N Engl J Med. 357 (7), 654-663 (2007).
  7. 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).
  8. 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).
  9. Qu, X., et al. PCR-based diagnosis of prosthetic joint infection. J Clin Microbiol. 51 (8), 2742-2746 (2013).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Bernau, A., Heeg, P. Intraarticular punctures and injections: indications--prevention of infection--technique--complications. Orthopade. 32 (6), 548-569 (2003).
  14. Courtney, P., Doherty, M. Joint aspiration and injection and synovial fluid analysis. Best Pract Res Clin Rheumatol. 27 (2), 137-169 (2013).
  15. Arnold, S., Meurer, A. Intra-articular punctures and injections. Orthopade. 42 (12), 1075-1086 (2013).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Berry, D. J. Revision total hip and knee arthroplasty. , Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins. (2012).
  19. Parvizi, J., Gehrke, T. International Consensus Group on Periprosthetic Joint, I. Definition of periprosthetic joint infection. J Arthroplasty. 29 (7), 1331(2014).
  20. Ghanem, E., et al. Perioperative antibiotics should not be withheld in proven cases of periprosthetic infection. Clin Orthop Relat Res. 461, 44-47 (2007).
  21. Wirtz, D. C. AE-Manual der Endoprothetik - Knie. , Springer. (2011).
  22. Claes, L. K., Peter,, Perka,, Carsten,, Rudert,, Maximilian, AE-Manual der Endoprothetik - Hüfte und Hüftrevision. , Springer. (2012).
  23. Herrmann, P., Thoele, P., Heppert, V. Infected knee prostheses. Part 2: chronic late infections. Oper Orthop Traumatol. 25 (3), 242-250 (2013).
  24. 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).
  25. Osmon, D. R. Microbiology and Antimicrobial Challenges of Prosthetic Joint Infection. J Am Acad Orthop Surg. 25, Suppl 1 17-19 (2017).
  26. Renner, L., Perka, C., Trampuz, A., Renz, N. Treatment of periprosthetic infections. Chirurg. 87 (10), 831-838 (2016).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. 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).
  31. 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).
  32. Tande, A. J., Patel, R. Prosthetic joint infection. Clin Microbiol Rev. 27 (2), 302-345 (2014).
  33. Portillo, M. E., et al. Advantages of sonication fluid culture for the diagnosis of prosthetic joint infection. J Infect. 69 (1), 35-41 (2014).
  34. 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).
  35. 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).
  36. 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).
  37. 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).
  38. Li, Z., Yu, A. Diagnostic value of a PCR-based technique for prosthetic joint infection. J Clin Microbiol. 52 (6), 2281-2282 (2014).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи