Dołącz do czytelników
Brak wyników

Tematu numeru

8 marca 2022

NR 25 (Luty 2022)

Jednoetapowe leczenie infekcyjnego zapalenia stawu kolanowego i kości udowej z wykorzystaniem substytutu kości zawierającego siarczan wapnia jako miejscowy nośnik antybiotyków
Complex single-stage treatment of knee joint and femur infection with bone substitute containing calcium sulfate as local antibiotic carrier and bone filler

0 585

Prezentujemy przypadek 64-letniego pacjenta z jednoczesnym przewlekłym gronkowcowym zapaleniem kości udowej oraz natywnego stawu kolanowego. 10 lat wcześniej była wykonywana operacja wydłużania kości udowej z użyciem klamrowego stabilizatora zewnętrznego, powikłana zagięciem osi, brakiem zrostu oraz złamaniem płyty stabilizującej. Ostatecznie kość udowa została ustabilizowana gwoździem śródszpikowym odkolanowym. Po uzyskaniu zrostu trzonu kości udowej usunięto gwóźdź odkolanowy i implantowano endoprotezę całkowitą stawu biodrowego. Wielokrotne operacje, zwłaszcza stabilizator zewnętrzny, były prawdopodobnie pierwotną przyczyną rozwoju infekcji. Infekcja stawu kolanowego i kości udowej ujawniła się po roku od endoprotezoplastyki biodra, a do zaostrzenia infekcji doszło prawdopodobnie po podaniu dostawowym preparatu kwasu hialuronowego. Obecność endoprotezy w kości objętej infekcją stanowiła dodatkowe utrudnienie w strategii leczenia zakażenia. Ostateczne wykonano otwartą synowektomię stawu kolanowego i jednocześnie oczyszczenie z dostępu od strony kolana całej jamy szpikowej kości udowej oraz implantację w całej kości aż do końca trzpienia endoprotezy – substytutu kości z siarczanem wapnia z wankomycyną i gentamycyną. Antybiotyki dobrano na podstawie skuteczności in vitro wobec Staphylococcus aureus wrażliwego na metycylinę, zidentyfikowanego w przeszłości w posiewie płynu stawowego. Literatura i nasze doświadczenie pokazują, że przewlekłe infekcje stawów oraz kości wymagają agresywnego leczenia chirurgicznego wszystkich przedziałów anatomicznych objętych infekcją, w celu eradykacji bakterii z miejsc trudno dostępnych dla leków podawanych systemowo.

Zapalenia kości i stawów są poważną patologią powodującą postępujące uszkodzenie kości i naturalnego stawu. Leczenie przewlekłych bakteryjnych zapaleń kości oraz stawów stanowi duże wyzwanie dla ortopedii. Niewłaściwie leczona infekcja może prowadzić do wielu powikłań miejscowych, w tym trwałego upośledzenia funkcji podporowej kończyn i zesztywnienia stawu, a więc do trwałego kalectwa, a w skrajnych przypadkach nawet do sepsy i zgonu. W ocenie jakości życia infekcje kości i stawów (Bone and Joint Infections – BJI) obniżają jakość życia w większym stopniu niż udar lub nowotwór.
Pierwszym krokiem w leczeniu przewlekłego bakteryjnego zapalenia kości (PZK) oraz stawów jest prawidłowa diagnostyka – ustalenie rozpoznania, lokalizacji, stadium zaawansowania i patogenu wywołującego zapalenie. Wstępna diagnoza BJI opiera się na starannie zebranym wywiadzie, badaniu klinicznym, badaniach laboratoryjnych oraz obrazowych. 
Ostateczne rozpoznanie powinno być potwierdzone dodatnim posiewem z fragmentów tkanek zakażonych struktur oraz badaniem histologicznym.
Identyfikacja drobnoustroju oraz antybiogram pozwalają na dobranie leków, na które patogen pobrany z ogniska infekcji jest wrażliwy in vitro oraz potencjalnie in vivo – na podstawie danych z farmakokinetyki leku i jego penetracji do zapalnie zmienionej kości lub stawu.
Spośród wielu klasyfikacji zapaleń kości najbardziej przydatny jest podział anatomiczny ze względu na lokalizację zmian zapalnych i martwaka w kości, wg Cierny i Madera [1]:

POLECAMY

  • Typ I: postać śródszpikowa (medullary) – zakażenie w jamie szpikowej, np. krwiopochodne zapalenie kości, zakażenie gwoździa śródszpikowego;
  • Typ II: postać powierzchniowa (superficial) – np. obszar zakażonej i martwej kości w dnie rany, bez łączności z jamą szpikową;
  • Typ III: postać ograniczona (localised) – martwak korowy pełnej grubości, komunikujący z jamą szpikową, zapalenie kości piętowej;
  • Typ IV: postać segmentalna – rozległa infekcja całego segmentu kości.

Poglądy na leczenie PZK stale ewoluują, w miarę postępu w rozumieniu istoty tej patologii, doskonalenia techniki chirurgicznej, technik regeneracji kości i transportu segmentalnego, dostępu do coraz lepszych narzędzi chirurgicznych, stabilizatorów zewnętrznych, nowych antybiotyków, a zwłaszcza biomateriałów antybakteryjnych. Aktualnie w przewlekłym zapaleniu kości nie zaleca się dawniej powszechnie stosowanego drenażu przepływowego. Uważa się, że prawdopodobnym powodem przedłużonego parenteralnego stosowania antybiotyków była w przeszłości niska jakość leczenia chirurgicznego, tj. brak płatów unaczynionych i miejscowych nośników antybiotyków. Ten pogląd poparły obserwacje wskazujące, że odsetek złych wyników w leczeniu PZK jest wysoki, niezależnie od długości okresu podawania antybiotyków. Dlatego obecnie panuje pogląd, że PZK można wyleczyć tylko chirurgicznie. 
Leczenie operacyjne w PZK jest kompleksowe. Poprzez analogię do onkologii ortopedycznej, resekcja zakażonej tkanki kostnej może być marginalna i polega na usunięciu martwej i zakażonej kości i tkanek miękkich – z wnętrza i otoczenia kości – poprzez „prostą” sekwestrektomię, lub jest radykalna – w postaci segmentalnej – gdy dokonuje się usunięcia całego segmentu kości z marginesem zdrowej tkanki. W PZK z zajęciem większego obszaru jamy szpikowej, a więc bez ewidentnego martwaka lub niestabilnego, bądź martwego segmentu kości, operacja polega na oczyszczeniu całej jamy szpikowej. 
W trakcie operacji należy pobrać 3–5 bioptatów na badanie bakteriologiczne – każdy osobnym narzędziem i na badanie hist-pat. Po oczyszczeniu konieczne jest zamknięcie martwej przestrzeni i (lub) rekonstrukcja istniejącego przed operacją, lub poresekcyjnego ubytku kości, oraz miejscowa aplikacja antybiotyku w miejsce ubytku kości. Nierzadko konieczna jest rekonstrukcja tkanek miękkich i poprawa stanu skóry ponad ogniskiem zapalnym kości [2].
W ubytku segmentalnym do 3 cm, przy zachowanej dobrej jakości skóry, akceptowalne są skrócenie kości i jednoczasowa stabilizacja odłamów. W ubytku segmentalnym powyżej 3 cm możliwości rekonstrukcji kości obejmują m.in. przeszczep unaczyniony kości, transport segmentalny, który daje możliwość powolnego zamknięcia ubytku segmentalnego bez konieczności pobierania przeszczepu z innego miejsca, oraz procedurę wg Masqueleta. Ta technika polega na resekcji zakażonego segmentu kości i czasowej stabilizacji kości oraz implantacji w ubytek pomiędzy odłamami spacera z cementu akrylowego nasyconego antybiotykiem, a w kolejnym etapie – po usunięciu spacera – zastosowanie przeszczepu kości podanego do loży w miejscu spacera [3]. 
Pomimo powszechnej praktyki ogólnego, a niekiedy wyłącznie dożylnego podawania antybiotyków, dotychczas nie wykazano skuteczności leczenia antybiotykami podawanymi wyłącznie ogólnie w przewlekłym zapaleniu kości. Brak jest również badań wskazujących na przewagę antybiotyków podawanych dożylnie
nad antybiotykami podawanymi doustnie, jak też, że antybiotyki dłużej podawane parenteralnie przenikają do zmienionej zapalnie kości. Również okres 4–6 tyg. nie ma udokumentowanej wyższości wobec innego okresu podawania antybiotyków [4]. W PZK antybiotykoterapia ogólna jest leczeniem wspomagającym, sup-
resyjnym – ma chronić kość po oczyszczeniu chirurgicznym przed rozwojem bakteryjnego biofilmu lub miejsce tworzenia zrostu kostnego przed „wmurowaniem” bakterii w nowotworzoną tkankę. Powinna być celowana – na podstawie identyfikacji patogenu po pobraniu zakażonej kości na badanie mikrobiologiczne. Skojarzone leczenie PZK antybiotykiem i chirurgiczne daje poprawę u 90–60% leczonych. Mimo dostępu do antybiotyków o teoretycznej skuteczności in vitro, pozwalających wdrożyć leczenie celowane na konkretne drobnoustroje, efektywność wyłącznie leczenia farmakologicznego jest ograniczona, ze względu na słabą penetrację do ognisk zapalnych w kości antybiotyków podawanych ogólnie. W miarę postępu zapalenia dochodzi do zmiany w strukturze kości, pogarsza się jej ukrwienie, a zatem penetracja antybiotyków, zaś drobnoustroje mogą przetrwać w biofilmie lub formach wewnątrzkomórkowych, w których są odporne na stężenia antybiotyków podawanych ogólnie. 
W erze narastającej oporności drobnoustrojów na dostępne antybiotyki oraz produkcji biofilmu utrudniającego penetrację antybiotyków podawanych ogólnie do biofilmu w ognisku przewlekłej infekcji kości, największym wyzwaniem jest sposób dostarczenia antybiotyku do miejsca zakażenia, tak aby jego stężenie było wystarczające do eradykacji patogenów. Jednym z rozwiązań jest miejscowe pozostawienie antybiotyku zmieszanego z substytutem kości zawierającym siarczan wapnia w postaci granulek wypełniających jamę w kości. Dzięki temu w miejscu zakażenia antybiotyk jest uwalniany w stężeniach przekraczających MIC nawet do 40 dni, co pozwala na bardziej skuteczne leczenie infekcji.
Przełomem w zastosowaniu miejscowo substancji antybakteryjnych były doświadczenia skandynawskich ortopedów w leczeniu zapaleń kości u dzieci, opublikowane w 1987 roku [5]. Było to jedno z pierwszych, ale mało znane badanie randomizowane nad zastosowaniem miejscowym antybiotyków z zapaleniach kości u 45 dzieci w Nepalu. Po oczyszczeniu ogniska zapalnego w kości stosowano miejscowo peletki z polimekrylanu metylu (polymethylmethacrylate – PMMA) z gentamycyną, albo leczenie na otwarto opatrunkami. Badanie randomizowane przerwano ze względu na bardzo dobre wyniki przy leczeniu miejscowym PMMA z gentamycyną, a według autorów badania kontynowanie mniej skutecznego leczenia alternatywnego byłoby nieetyczne. W 1983 roku wyniki badania randomizowanego opublikował Walenkamp, w którym w zapaleniach kości i zakażeniach endoprotez biodra porównywał granulki PMMA z gentamycyną z drenażem ssąco-płuczącym i antybiotykoterapią ogólną. Badanie z randomizacją przerwano po 27 przypadkach, z powodu ewidentnej przewagi leczenia miejscowego w porównaniu z drenażem ssąco-płuczacym [6]. W latach 90. XX w. zaczęto szerzej stosować przeszczepy kości nasycone antybiotykami i coraz nowsze formy naturalnych i syntetycznych biomateriałów – jak substytuty przeszczepu kości lub materiały kompozytowe [2].
Aktualnie do leczenia PZK dostępne są następujące miejscowe nośniki antybiotyków: cementy akrylowe z antybiotykiem; przeszczepy kości i substytuty przeszczepu kości z antybiotykiem; naturalne i syntetyczne polimery z antybiotykiem, oraz biomateriały kompozytowe z antybiotykiem. Poszczególne nośniki różnią się pod względem sposobu i czasu uwalniania antybiotyku oraz zdolności do resorbcji przez organizm człowieka – lub braku takiej możliwości, co powoduje konieczność ich usunięcia po uwolnieniu antybiotyku [2]. Substytut kości oparty na siarczanie wapnia (Calcium Sulphate Bone Substitute – CSBS) jest jednym ze stosowanych jako miejscowy, wchłanialny nośnik antybiotyków w przewlekłych infekcjach o różnych lokalizacjach w ortopedii – np. w stopie cukrzycowej – podany do kości lub tkanek miękkich, jak również poza ortopedią – np. w infekcjach implantów piersi czy zakażeniach po operacji przepukliny [7]. Jednak najważniejszym zastosowaniem CSBS z antybiotykami w ortopedii jest leczenie zapalenia kości oraz infekcji okołoprotezowej (Periprosthetic Joint Infections – PJI) [8, 9]. Również w zakażonych stawach rzekomych kości długich CSBS razem ze stabilizcją zewnętrzną zwiększa skuteczność leczenia infekcji w kości [10]. 
CSBS ma neutralne pH, nie zawiera hydroxyapatytu, po podaniu do kości i tkanek miękkich ulega resorbcji w ciągu kilku tygodni [11]. Podstawowym wskazaniem jest wypełnianie jamistych ubytków kości. Jedną z zalet CSBS jest możliwość dodania gentamycyny, tobramycyny (w Polsce tobramycyna nie jest zarejestrowana do podania ogólnego) lub wankomycyny. Preparat przygotowuje się z użyciem gotowego zestawu składników, które po podaniu wankomycyny w proszku oraz gentamycyny w płynie w odpowiednich proporcjach miesza się, formując pastę, którą nanosi się na matrycę pozwalającą uzyskać peletki w trzech rozmiarach. Po około 5 minutach materiał ulega związaniu, a po „wyłuskaniu” peletek z matrycy substytut kości - nośnik antybiotyku jest gotowy do użycia i może być podany do kości, np. za pomocą aplikatora ze strzykawki (ryc. 1A– B–C) [12]. 
 

Ryc. 1A. Przygotowanie peletek Stimulanu 
https://www.youtube.com/watch?v=CrBee2Vhbn0 

 

Ryc. 1B. Przygotowanie peletek Stimulanu 
https://www.youtube.com/watch?v=CrBee2Vhbn0 

 

Ryc. 1C. Gotowe peletki Stimulanu z dodatkiem gentamycyny  i wankomycyny przed podaniem do kości


Kolejną zaletą CSBS w stosunku do niewchłanialnych nośników antybiotyków, takich jak cement akrylowy (PMMA), jest biodegradowalność i brak potrzeby kolejnej operacji. Shanchao Luo i wsp. uzyskali eradykację w 24 na 26 przypadków PZK leczonych CSBS z wankomycyną, w porównaniu do 16 na 25 przypadków leczonych PMMA z wankomycyną [13]. Kolejną cechą CSBS jest możliwość zastosowania jako wypełnienie martwej przestrzeni (dead space) w zamkniętych, jamistych ubytkach kości, będących następstwem infekcji powstałych po oczyszczeniu ogniska infekcji, lub gdzie istnieje podejrzenie infekcji. CSBS nie może być podany do jamy stawu. 
Pomimo zalet tego materiału jego zastosowanie może powodować działania niepożądane, których ryzyko zwiększa się wraz z objętością CSBS. Najczęściej opisywane w piśmiennictwie są: wyciek surowiczy z rany, hiperkalcemia i skostnienia pozaszkieletowe. Należy ponadto uwzględnić możliwe działanie niepożądane zastosowanych z CSBS antybiotyków – tobramycyna i gentamycyna w dużych dawkach mogą zaburzać miejscowo zrost kości, tak więc dawka substancji antybakteryjnej nie może przekraczać rekomendacji producenta [14, 15]. 
Hiperkalcemia jest najgroźniejszym ogólnym skutkiem ubocznym CSBS. Szczególnie wrażliwe na hiperkalcemię po zastosowaniu CSBS są osoby z równoczesnym pierwotnie wysokim poziomem wapnia w surowicy, z niewydolnością nerek lub niedoczynnością przytarczyc. U tych osób nie należy stosować CSB z powodu
 potencjalnie groźnej dla życia hiperkalcemii [16].
Jednoczesne objęcie zapaleniem kości i stawu może nastąpić „przez ciągłość”, wskutek przebicia się ogniska przy nasadzie kości do stawu, lub jako następstwo operacji, w czasie której z dostępu przez staw wprowadzono implant do kości i doszło do zakażenia w obu przedziałach anatomicznych. Z punktu widzenia klinicznego ważna jest klasyfikacja Stutza i Gächtera, określająca stadium zaawansowania septycznego zapalenia stawu na podstawie obrazu w artroskopii oraz dostosowane do tego postępowanie [17]. Podział został wprowadzony w roku 2000 przez towarzystwa chirurgii artroskopowej: ISAKOS (International Society of Arthroscopy, Knee Surgery and Orthopaedic Sports Medicine) oraz ESSKA (European Society of Sports Traumatology Knee Surgery and Artroscopy) i wyróżnia 4 stopnie zaawansowania infekcji stawu: 

  • Stadium 1: mętny płyn, przekrwienie i pojedyncze wybroczyny w błonie maziowej, brak zmian w badaniu rtg stawu.
  • Stadium 2: wyraźne cechy zapalenia z włóknikiem lub treścią ropną, brak zmian w badaniu rtg stawu.
  • Stadium 3: pogrubienie błony maziowej, powstanie oddzielnych przestrzeni wewnątrz stawu, „zgąbczenie” chrząstki stawowej, brak zmian w badaniu rtg stawu.
  • Stadium 4: agresywna łuszczka z naciekiem chrząstki, podminowanie chrząstki, w badaniu rtg cechy podchrzęstnej osteolizy, nadżerki i torbiele.

W stadium 1–2, z wyraźnym wysiękiem ropnym, po punkcji diagnostyczno-odbarczającej z pobraniem płynu na badanie zaleca się podanie ogólne antybiotyku (nie do stawu) i płukanie artroskopowe lub w trakcie otwartej operacji. Do płukania nie zaleca się roztworów antyseptyków ani antybiotyków, ze względu na wchłanianie tych substancji i ryzyko działań ogólnych, oraz ryzyko chemicznego zapalenia stawu. Po płukaniu nie powinno się stosować dawniej zalecanego długiego unieruchomienia. Aktualnie zasadą jest krótkie unieruchomienie i wczesne rozpoczęcie biernych i czynnych ćwiczeń stawu. W razie nawrotu wysięku zapalnego i braku poprawy płukanie można powtórzyć. 
W stadium 3, tj. w okresie przewlekłym zapalenia, zalecana jest synowektomia (wycięcie błony maziowej) – artroskopowa lub na otwarto. Po synowektomii nie stosuje się dawniej popularnego drenażu płuczącego. Po krótkim unieruchomieniu i ustąpieniu bólu pooperacyjnego zaleca się również usprawnianie stawu, zwłaszcza kolanowego, wspomaganym ruchem biernym, a następnie czynnym. 
W stadium 4 wg Stutza i Gächtera staw zwykle jest na tyle zniszczony, że leczeniem z wyboru jest artrodeza lub artroplastyka resekcyjna stawu. Artrodeza preferowana jest w stawie kolanowym, skokowym, stawach stopy, nadgarstka, sródręczno-palcowych i palców ręki. Resekcja końców stawowych daje akceptowalne wyniki funkcjonalne w stawie biodrowym, łokciowym, barkowym, barkowo-obojczykowym, mostkowo-obojczykowym, jak i stawach śródstopno-palcowych. Aktualnie w dużych stawach, tj. biodrowym i kolanowym, w zaawansowanym septycznym zapaleniu, szczególnie u osób młodych, coraz częściej dokonuje się resekcji stawu i wszczepia jednoczasowo spacer z cementu akrylowego z antybiotykami – jako przygotowanie do endoprotezoplastyki całkowitej stawu. 
Większość antybiotyków podanych ogólnie, dożylnie lub doustnie, przenika z błony maziowej do stawu. Leczenie empiryczne zapalenia stawu można prowadzić w oparciu o dane epidemiologiczne lub na podstawie wyniku badania mikrobiologicznego preparatu bezpośredniego płynu z punktatu. Antybiotykoterapia ogólna w zapaleniu stawu natywnego wskazana jest przez okres 4 tygodni. Leczenie wyłącznie antybiotykami podawanymi ogólnie może być wskazane w początkowym okresie zapalenia, gdy po jednorazowej punkcji nie narasta objętość wysięku, poza tym w zapaleniu małych, zwłaszcza licznych stawów w obrębie ręki i stopy, ponieważ mnoga lokalizacja stwarza trudności w operacji. W pozostałych sytuacjach antybiotykoterapia jest uzupełnieniem leczenia chirurgicznego.
 

Ryc. 2. Wydłużanie prawej kości udowej: osteotomia w połowie trzonu, stabilizator zewnętrzny klamrowy (Monotube, Stryker)

 

Ryc. 3. Widoczny niepełny regenerat w miejscu dystrakcji, zaginania osi kości udowej, migracja i obluzowanie grotowkrętów Schanza w kości udowej

 

Ryc. 4. Stabilizacja kości udowej na poziomie regeneratu płytą ze śrubami – 2 lata po rozpoczęciu wydłużania kości udowej

 

Ryc. 5. Złamania płyty w miejscu braku zrostu regeneratu. Stabilizacja gwoździem śródszpikowym ryglowanym - odkolanowym (retrograde

 

Ryc. 6. Stabilizacja kości udowej w miejscu braku zrostu regeneratu gwoździem śródszpikowym ryglowanym – odkolanowym


W pracy prezentujemy przypadek pacjenta z jednoczesnym zapaleniem stawu kolanowego i kości udowej, leczonego z powodzeniem z zastosowaniem jednocześnie synowektomii stawu kolanowego oraz oczyszczenia całej kości udowej z dostępu od stawu kolanowego i miejscowej antybiotykoterapii z wykorzystaniem CSBS. Podstawą tej koncepcji są dobre wyniki miejscowego zastosowania antybiotyków – gentamycyny i wankomycyny w przewlekłym zapaleniu kości, uwalnianych z substytutu kości opartego na siarczanie wapnia (CSBS). Założyliśmy, że w przewlekłej infekcji stawu kolanowego i jednocześnie kości udowej, przy istniejącym połączeniu jamy szpikowej kości udowej z jamą stawu kolanowego niezbędne jest kompleksowe jednoetapowe oczyszczenie obu przedziałów: jamy stawu oraz całej kości udowej z podaniem miejscowego nośnika antybiotyku do kości udowej.
 

Ryc. 7. Konsultacja w klinice z powodu nasilenia bólu, obrzęku i zaczerwienienia goleni prawej – podejrzenie infekcji stawu kolanowego i zakrzepicy żył głębokich goleni

 

Ryc. 8. Stan po usunięciu gwoździa podkolanowego 6 lat po wydłużaniu kości udowej i endoprotezoplastyce bezcementowej stawu biodrowego prawego. Bez cech obluzowania endoprotezy ani infekcji okołoprotezowej. Zrost kości udowej w miejscu wydłużania i regeneratu. Przebudowa i pogrubienie kości

 

Ryc. 9. Badanie rtg stawu kolanowego - artroza 2/3 stopień wg Kellgrena, bez destrukcji zapalnej w obrębie końców stawowych

 

 

Ryc. 10A–B. Badanie RM kolana prawego i kości udowej prawej: obrzęk w części proksymalnej kości udowej poniżej trzpienia endoprotezy stawu biodrowego oraz w prawie całej jamie szpikowej kości udowej z wyraźnym wzmocnieniem sygnału w otworach w kości, przez które przechodziły grotowkręty Sch...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 4 wydania czasopisma "Praktyczna Ortopedia i Traumatologia"
  • Nielimitowany dostęp do całego archiwum czasopisma
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy