感染是骨折内固定术最严重的并发症之一。内固定和人工关节置换术后的感染率分别为5%~20%和0.5%~2%。而近年来,随着骨科内固定器械的广泛使用骨折内固定术后感染愈发突出。现就内固定术后感染的原因及防治情况进行综述。
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急性感染一般小于2周,是在手术创伤使局部抵抗力下降的基础上,因术中污染、身体其他部位细菌血源性播散或患者肠道细菌移位等所致。一般为致病力较强的金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等。此期致病菌可能已初步形成生物膜,但其尚处于未成熟阶段,骨组织及周围软组织炎症变化并不明显;
迟发性感染是指骨折内固定术后切口一期愈合,拆线后2周~10周发生的局部感染,包括浅表感染、深部感染及骨髓炎三类,是在内固定松动、脱落断裂或电解性炎症等损伤周围组织,使局部抵抗力下降后,术中接种的处于冬眠期细菌活化后引起感染。多由毒力稍弱的致病菌(如表皮葡萄球菌等)感染所致,此期致病菌形成生物膜逐步成熟,对抗生素及宿主免疫有更强的抵抗力,骨组织出现溶解进而不愈合,软组织出现进一步坏死;因为毒力低,发展慢,其起始症状比较隐匿,一般无全身症状。
慢性期感染(>10周):多由低毒力致病菌感染所致,此期骨与软组织感染进一步加重,出现以骨质炎症性破坏伴新骨形成为特点的慢性骨髓炎。感染持续时间的不同,骨组织及其周围软组织病理学变化的不同,决定了其在治疗策略方面存在显著差异。
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患者自身的健康状况发生感染的内在因素,如肥胖、营养不良、患有其他慢性疾病、年龄较大、低蛋白血症、糖尿病、贫血,有些还是吸毒患者,由于患者体质较差,全身及局部抗感染能力大大降低,极易导致感染的发生。
张力性水泡处理的好坏直接影响术后伤口的愈合,只有待水泡痊愈后,才能行骨折治疗。一旦皮肤破坏,容易造成感染,术后伤口很难愈合,造成骨外露,长期不愈。
患者行骨科内固定术后造成血管壁损伤、机体的创伤反应、疼痛反射等使血液处于高凝状态、血管收缩等因素增加循环阻力,影响静脉回流,导致肢体出现肿胀。一旦肢体肿胀,就会使肢体缺血导致血运不畅,易于引起伤口感染。
内固定植入后,由于内固定的支架作用,缝合伤口后易形成空腔,如果术中切口止血不好,易于导致血液渗出聚积,为细菌繁殖生长提供良好的培养基,从而导致感染的发生。术后引流是预防感染的重要环节,在手术操作过程中尽量减少出血的同时,由于骨科的特殊性,骨折端髓腔内出血无法止血,术后易出现血肿,而血肿又是细菌良好的培养基,研究表明20%术后血肿内存在细菌感染。如果术后引流不畅,极有可能导致感染的发生。
抗生素的滥用易引起菌群失调,在敏感病菌被抑制的同时对人体有益的双歧杆菌等的繁殖也受到抑制,导致人体的抵抗力下降,引发了新的更重的感染。
内固定材料虽有较好的生物相容性,但不是绝对相容。金属植入物和其磨损碎屑作为异物刺激机体,引起局部组织异物反应,形成渗液和异物肉芽肿,炎症和积液又为金属蚀损和细菌生长提供了环境。多数学者认为内固定物周围的多糖-蛋白复合物膜是细菌感染的易感因素之一,它不仅对细菌有粘附作用,而且对抗抗生素和机体免疫,再加上内固定物的存在使细菌不能在短期内被清除,在局部潜伏增殖,造成感染迁延不愈。
骨折内固定手术时,高频电刀过多使用,可使局部组织的血管损伤而导致组织缺血,术后易于导致感染。其他如器械消毒不严格、术中无菌观念不强、操作粗暴、健康组织人为损伤过大、死腔残留等均易引起细菌性感染。
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2017年,国际内固定研究协会(Association for the Study of Internal Fixation, AO/ASIF)制定了判定骨折内固定术后是否存在感染的专家共识,共识中指出,符合以下条件之一者,即可确诊骨感染:①与骨组织或内置物直接相通的窦道、瘘管或者伤口裂开(骨外露/内置物外露);④组织病理学特殊染色证实术中疑似感染组织中存在致病微生物。
内固定术后急性感染的诊断较容易,一般根据患者的临床表现如现发热、夜间出汗、寒战、肿胀、僵硬以及活动性疼痛可有助于确定感染。体查发现感染体征,如发红、发硬、苍白、肿胀、局部淋巴结肿大、伤口渗出、窦道和活动性疼痛。结合实验室检查(全血细胞计数、血沉和C反应蛋白)即可做出明确诊断。迟发感染因其发病隐匿,在诊断上有一定的困难。兼有早期和慢性期的临床症状:1.原骨折处出现酸胀感、深部疼痛、休息痛或原有疼痛加剧,患肢肿胀持续不退。2.原切口局部出现红肿、发热,部分有全身发热发冷等中毒症状。3.有窦道形成。慢性期感染症状多不典型,可表现为肢体功能障碍、局部肿胀、压痛、红斑以及窦道/瘘管形成,但常缺乏全身症状。
X线特点为骨腐蚀以及远离骨折端的反应性新骨的形成。MRI对于感染早期的诊断具有重要价值,在感染早期(1~2 d)即可发现骨髓水肿变化,并能清晰显示骨组织/软组织感染的范围,有助于确定清创界限,但慎用于部分体内有内置物的患者。CT检查能更好地评估骨质变化、骨折断端是否接触、内置物位置、骨不连情况等,能明确与窦道相通骨病灶的位置;
研究显示,当WBC、ESR及CRP三者均为阳性时,感染发生率100%,但需要注意的是在已确诊感染的患者中,仍有19.6%的患者上述三项指标均为阴性,容易出现漏诊误治。
推荐采用“3-2-1”原则,即术中至少取3个疑似感染组织的部位进行致病菌培养,有2点培养出相同致病菌诊断即可成立,而对于高毒力致病菌,如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等,只要培养出1点,骨感染的诊断即可成立。
组织病理学检查是诊断骨折内固定术后感染的“金标准”,因此,强烈推荐对于所有疑似骨感染的患者均行疑似感染组织的病理学检查,建议术中至少取2~3处不同部位的疑似感染组织送检。
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彻底清除所有的血肿、坏死组织(皮缘、皮下组织及肌肉组织)、死骨及增生的肉芽组织。扩大清创,达正常组织5mm。从多个部位切取标本送细菌学及组织学检查。髓内感染如果存在骨坏死行锉髓清创,通过锉髓将坏死组织清除,并在髓腔远端开将坏死物排出。研究显示,常规病灶刮除,创面冲洗,1年内随访,99%感染复发;病灶临界切除(沿感染病灶边缘切除),4年随访,30%感染复发;病灶扩大切除,4年随访,0%感染复发。只要内固定还能提供稳定的固定,就将其保留到骨性连接出现。即使是置于皮下的钢板,感染后外露,如果稳定性还在,仍然可以保留,开放换药,并用消毒剂保护伤口,防止外源性感染,髓内钉固定后感染。如果骨折有愈合征像就保留髓内钉,先行清创,引流脓肿,待骨折愈合后再取出髓内钉,外固定支架钉道感染时,通过X线拍片检查确定钉道周围有无环行死骨形成。如果有骨坏死就进行清创冲洗 更换支架固定螺钉。对于内固定不稳定,在反复红肿、反复清创无效或患者感染范围较广、症状较重、炎症控制无效的情况下,考虑取出内固定。有开放治疗和闭合治疗两种方法。开放治疗效果比较可靠但病程较长。具体做法是用含消毒剂的敷料保护伤口 ,每天换药防止外源性细菌感染。闭合性治疗虽然有风险,但可望使伤口较快愈合。伤口深层一般不缝合放置大号引流营,用林格氏液或伤口冲洗剂行闭式引流、冲洗。术后保持通畅,防止堵塞,必要时更换引流管。闭式引流冲洗一般需持续引流。治疗内固定术后感染抗菌素的应用是必不可少的。在致病菌尚未明确时一般先用广谱抗菌素然后再根据细菌学检查结果进行调整。
全身抗生素:去除内固定继续使用6周(静脉2周,口服4周)。如保留内置物,抗生素则需延长至12周(静脉2周,口服10周)。整个疗程维持6~12周,直至C反应蛋白正常。抗菌素应用必须规则足量,以便在骨组织中获得有效的浓度。
内固定术后感染的致病菌主要是金黄色葡萄球菌.而且多为耐药菌(MRSA)即使抗生素选择得当也难以消灭这一类致病菌,利福平是目前唯一能杀灭它的药物,这在不少临床研究中已得到证实。革兰阴性菌所致感染加用喹诺酮类抗生素(环丙沙星、左氧氟沙星)。
局部抗生素的应用需借助于抗生素载体,目前临床最常使用的抗生素载体类型包括聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)和硫酸钙(calcium sulfate, CS);局部抗生素可选择万古霉素、庆大霉素、妥布霉素以及头孢菌素。
内固定术后感染一旦迁延成慢性感染,治疗将变得比较困难。而且,每个病人的治疗方法都有特殊性,没有统一模式。
治疗原则
清创:彻底清除所有坏死的组织、切除窦道,辨别死骨非常重要,死骨没有出血点而且非常脆。最好用磨钻逐层清除坏死的松质骨,通过轻柔的扩髓实现髓内清创。有时需要进行多次反复的清创。在清创的同时,取出已经松动的内固定但保留那些还能提供稳定的植入物。如果骨折端不稳定,采取适当措施,重建骨折的稳定性。⑷ 为二期手术重建创造条件。外固定支架是治疗慢性感染及骨不连的标准固定方法。感染性骨不连时原先固定的钢板,髓内钉已经失效应予取出,更换内固定有使感染复发可能,但在一些特殊病例(如股骨、肱骨等)需要在抗菌素保护下更换内固定。骨缺损的处理:只有在彻底清创之后.才有可能处理骨缺损.有时还得分期处理。任何形式的骨重建都必须具备良好的软组织床 才可望取得成功。1.闭合性骨折应待肿胀消褪后再行内固定治疗。
2.开放性骨折应严格彻底的清创,在清创前后采样进行细菌学检查。
3.应用杀菌剂浸泡及冲洗伤口。
4.严格无菌操作和术前准备,减少手术创伤,并尽量减少手术切口的暴露时间。
5.适时取出内固定物。
6.及时复诊,早期诊断。
7.预防性应用抗生素时,应在手术野或切口受到污染前或污染后的短时间内使用,要求在细菌浸入组织时,组织中的抗生素已达到有效的浓度。
8.感染预防用药应在术前1小时内(即在麻醉诱导期),静脉给予足够量的抗菌药物。
9.若术时间超过药物半衰期,术中可加用1次,以保持组织中足够的抗生素浓度。
参考文献:中华医学会骨科学分会创伤骨科学组, 中华医学会骨科学分会外固定与肢体重建学组, 中国医师协会创伤外科医师分会创伤感染专家委员会, 等. 中国骨折内固定术后感染诊断与治疗专家共识(2018版)[J]. 中华创伤骨科杂志, 2018, 20(11): 929-936. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-7600.2018.11.002