人工股関節置換術および人工膝関節置換術後の術後感染症の管理

　　股関節や膝関節の一次全置換術後の感染は.深刻な身体障害状態につながる恐ろしい合併症である。証明されたリスクファクターは以下の通りです。
　　1.再手術
　　2.関節リウマチ
　　3.糖尿病（Diabetes mellitus
　　4.肥満
　　5.栄養失調
　　6.免疫抑制剤の使用
　　7.乾癬性皮膚病変の有無
　　感染症は.主に臨床症状の長さに基づいてステージ分けされ.治療の指針とされます。したがって.感染の早期診断と迅速な管理は.医学的見地から重要なだけでなく.公衆衛生上も重要な意味を持ちます。本稿では.一次股関節・膝関節全置換術後の感染症管理に関する現在の戦略を.特に慢性股関節・膝関節感染症に対するステージIおよびステージIIの人工関節除去術を中心に概説する。
　　股関節と膝関節の一次置換術における深部感染症の発生率は.約1～2％です。米国では人工関節置換術が増加しているため.ここ数十年.感染率はかなり低くなっていますが.股関節と膝関節の全例感染は医療システムに大きな負担を与えています。 1人の患者の治療費は正味1万5千ドルから3万ドルと推定され.股関節全置換術の感染症治療だけでも年間約2億ドルの費用がかかると言われています。また.糖尿病.関節リウマチ.免疫状態などの患者要因も詳細に検討する必要があります。しかし.再手術は感染の危険性が高い。文献上の報告は様々ですが.再手術のリスクは.初回の股関節・膝関節全置換術の2～3倍と言われています。
　　感染予防が重要であることは明らかです。人工関節手術の前には.感染した糖尿病性足潰瘍などの感染源となりうるものを特定するために.詳細な病歴と慎重な検査が欠かせません。 AAOSは最近.股関節または膝関節全置換術後の他の処置（例：スケーリング）の前に.ケフレックス.アモキシシリン.またはクリンダマイシン（ペニシリンアレルギーの場合）を2年間定期的に予防的に使用することを推奨しています。病気や免疫抑制剤によって免疫力が低下している患者さんでは.股関節・膝関節全置換術の2年後に予防薬をルーチンに投与することもあります。最後に.セメント人工関節の骨セメントに予防的に抗菌剤を添加することは.特に再手術の際に推奨される。しかし.この技術が股関節や膝関節の一次全置換術における感染を減少させることを確認した研究はない。
　　Staphylococcus epidermidisとStaphylococcus aureusは.股関節や膝関節の全置換術後の術後感染症で最もよく見られる2つの細菌群である。一般的だが.あまり知られていない菌として.溶連菌.Pseudomonas.Klebsiella.Escherichia coliなどのグラム陰性菌がある。混合感染では.EnterococcusやPeptococcusなどの嫌気性菌が存在することもあります。最後に.結核菌やカンジダ・アルビカンスなどの真菌感染症は.まれではあるが.特に免疫不全の患者さんで見られることがある。病因のもう一つの重要な側面として.微生物の病原性を考慮する必要がある。以前.ある種の細菌の除菌が難しくなっていることを報告した著者もいます。また.微生物の種類によって治療法を選択することを提案する著者もいます。股関節再置換術におけるI期人工関節の除去について報告したBuchholzによる以前の影響力のある論文では.Klebsiella.Aspergillus.Pseudomonasなどのグラム陰性菌が高い失敗率と関連していることが判明しています。このパーティーでは.約50％のグラム陰性感染症が治療できなかったと報告されました。しかし，術後に抗菌薬の静脈内投与を行わなかった患者も多く，この研究結果には注意が必要である。血漿コアグラーゼ陽性ブドウ球菌やある種のグラム陰性菌など.特定の微生物による効果の低下を確認する文献もある。しかし.エビデンス・ベースト・メディシンの確かな証拠がないため.人工関節を保持するか除去するかの判断は.主に細菌の種類に基づくのではなく.臨床経過の長さに基づいて行われるべきです。
　　一般に.股関節・膝関節全置換術後の感染症の病期分類は.手術と症状出現の空間的関係.感染性微生物の関節腔内への侵入経路などに基づいている。急性感染症または初期感染症とは.通常.関節の置換時期にかかわらず.術後約1ヶ月または症状発現後1ヶ月以内と定義されています。慢性または後期の感染症は.1ヶ月以上継続する疾患と定義されます。特に.症状がいつから現れるかは.病気の期間によって治療法が異なるため.重要なポイントになります。一般に.感染が急性の場合は.潅注.デブリードマン.プロテーゼの留置を試みることがある。一方.慢性感染症は.何らかの切除型人工関節置換術を行わなければ治る見込みはない。また.感染経路も重要なポイントです。術後感染の原因としては.術中の汚染や.切開部や排液部からの排液が長引くことによる創部のcluster F signなどが挙げられる。
　　血行性のものは術後早期または後期に発生し.全身性のものは股関節または膝関節の全置換術から数年後に発生します）。
　　1.尿路感染症
　　2.上気道感染症
　　3.蜂巣炎
　　4.慢性静脈うっ滞性潰瘍
　　5. 歯周病膿瘍
　　6.その他の部位の骨・関節感染症
　　7.局所の皮膚や粘膜のバリアを破壊する操作。例えば.膀胱鏡検査.大腸鏡検査.気管支鏡検査.予防的スケーリング.関節内注射などです。感染源を特定することで.関節がいつ感染したかを判断し.感染源を抑えることで二次感染を予防することができます。
　　関節炎を診断するには.まず詳しい病歴と丁寧な身体検査が必要です。特に.以前の手術後の傷の状態を聞くことが重要です。また.初回手術後の長時間の滲出や抗菌剤の無差別使用も.術後感染の可能性があります。さらに.発熱.寝汗.悪寒.腫れ.こわばり.活動痛などがあれば.急性感染症か慢性感染症かを見極めることができるかもしれません。最後に.発赤.硬さ.蒼白.腫脹.局所リンパ節腫脹.創傷滲出液.副鼻腔.活動痛などの感染の兆候を調べる必要があります。股関節や膝関節の感染症の診断には.定期的な血液検査やレントゲン検査も必要です。レントゲンを読んで.かつての人工関節や壊死した骨の周囲に半透明な線が進行していることを観察する必要があります。全血球計算のみの診断価値はわずかであり.ESRとCRPの組み合わせは診断価値が無限大である。バンクーバーのBritishColumbiaでは.202件の再置換術をプロスペクティブに分析した。感染症の診断におけるCRPとESRの感度はそれぞれ0.96と0.82だった。最も重要なことは.CRPとESRがともに陰性の場合.感染の可能性は0であることだ。偽陽性は発生するかもしれないが.この研究は検査結果が陰性でも感染を除外できることを確認した。
　　最近.Il-6が感染症診断に良好な感度および特異性を有することが示された。しかし.現状では.Il-6のルーチン検査は限られている。 CRPまたはESRが陽性の場合.あるいは臨床的に感染が強く疑われる場合は.関節穿刺を考慮する必要がある。膝の穿刺は非常に簡単ですが.股関節の穿刺は透視が必要な場合が多く.適切に管理しないと治療が遅れてしまう可能性があります。穿刺の感度は.文献上ではばらつきがあると報告されています。例えば.股関節の穿刺.細胞数.培養の感度と特異度は90％と高いものもあれば.成功率は控えめというものもある。これは.穿刺の数週間から数日前に抗菌薬を使用したことと一部関係があるのかもしれません。しかし.股関節や膝関節の穿刺.細胞数.培養は.十分な臨床検査や日常の血液検査の補助として考慮されるべきであり.有用な情報を提供することができます。文献上.核医学スキャンの価値は賛否両論あり.結果はまちまちである。これは.少なくとも使用する技術の違いに起因しているようです。テクネチウムとインジウムを併用した初期の研究では.関節炎診断の感度は38％と低かった。その後のテクネチウムとインジウムで標識した白血球の連続スキャンでは.感度は64％であった。Palestroらによるインジウム標識白血球スキャンの他の2つの研究では.関節感染症の診断に対して1つは86％.もう1つは100％の感度が報告された。そのため.放射性同位元素を用いた画像診断の方法を決定することが重要である。また.通常の股関節全置換術や膝関節全置換術の1年後にもアイソトープ検査は陽性となるため.その使用には限界があることを認識することが重要である。しかし.特定の条件下では補助的な検査として使用することができますが.その結果は一般に診断的なものではありません。最後に.凍結切片やグラム染色などの術中検査の精度は.文献によって大きく異なることが報告されています。
　　さらに.凍結切片の特異度や感度は.術中に採取した組織サンプルの面積や数.高倍率視野あたり観察される白血球の数に依存すると考えられる。Lonnerらは.凍結切片の特異度を高めるために.人工関節周囲感染の診断に高倍率視野あたり白血球が10個であることを提案した。ルーチンに適用しない限り.術中管理の指針として凍結切片やグラム染色のみに依存してはならない。ほとんどの場合.病歴.身体検査.X線写真.臨床検査などの完全な術前ワークアップは.術前計画を明確にするのに役立つはずである。術中検査は.術後管理の指針として最も有用である。関節内および髄腔内の最も明らかな炎症部位から数個のサンプルを採取する必要があります（人工関節が除去されている場合）。切除した組織は.好気性および嫌気性培養（臨床的に真菌が疑われる場合は真菌培養）のために送付する必要があります。これは.病原体を特定する唯一の機会であり.術後の標的抗菌療法に不可欠である。可能であれば.培養の少なくとも数週間前に抗菌薬を中止する必要がある。そうしないと.偽陰性を引き起こす可能性がある。
　　術後1ヶ月以内の急性人工股関節・膝関節全置換術の治療は.まず頻回の洗浄とデブリードマン.人工関節の保定.複合人工関節のポリエチレンライナーの交換から始まります。この方法の成功率は.文献上では10％～50％と報告されています。 crockarellらは.股関節全置換術後の術後感染症42例に対して.オープンデブリードマンと人工関節の保持.および抗菌剤の静脈内投与を行った。このグループでは.症状発現から平均6日後に治療が成功しています。しかし.感染症の症状発現から平均3週間の患者さんでは.治療がうまくいきませんでした。術後1年での成功率は高かったものの.時間の経過とともに再感染率は徐々に上昇しました。また.平均6年の追跡調査において.発症2週間以内にirrigationとdebridementを行った患者の成功率は約33％であったが.発症2週間以降に行った患者の成功率は0であった。津嘉山らは.急性股関節全置換術後感染（症状発症4週間）の35例に対してirrigationとdebridement.人工関節保持を行い.多少良い結果を得ている。この方法による術後感染症の治療成功率は約70％.急性血行性感染症は約50％であった。 Deirmengianらは，人工膝関節全置換術後の急性感染症31例に対して，灌流によるデブリードメント，人工関節の固定，全身的な抗菌薬の塗布を行った．その小さなレトロスペクティブサンプルでは.黄色ブドウ球菌がよりクリアーになりにくいということがわかりました。
　　StreptococcusとStaphylococcus epidermidisが陽性であった患者の治癒率は50%以上であり.Aureus培養が陽性であった患者の治癒率10%よりも良好であった。デブリードメント前の全患者の症状発現までの平均日数は9日であった。この結果から.迅速な外科的デブリードマンが手術成功の鍵であることが確認されました。しかし.長期的には.早期の積極的な管理にもかかわらず.灌流によるデブリードマンやプロテーゼの留置により.持続的な感染に至ることが多い。一般に.人工関節置換術後の慢性感染症は.人工関節の再置換と少なくとも6週間の抗菌薬の静注により治療するのが最善とされています。拡張切除術と抗菌性インターロッキングブロックの組み合わせは.I期.II期の再置換術に関わらず.文献上ではまだ議論の余地があります。人工股関節置換術や人工膝関節置換術後の慢性的な術後感染症に対しては.米国の医師は.最も成功率が高いとされる段階的切除型人工関節置換術を選択しています。しかし.場合によっては.ステージIの再手術が慢性感染症の管理に成功することもあります。 1980年代初頭に行われた大規模な研究では.術後抗菌薬の静脈内投与（現在の標準治療）を行わない場合でも.感染した関節の直接再置換術の成功率は全体で77％であることが示されました。骨セメントに含まれる抗菌剤の用量が異なるため.この研究の効果にはさらなる解釈が必要かもしれない。
　　Amstutzらは.股関節全置換術後に術後感染症を発症した20名の患者の結果を報告している。平均10年のフォローアップで.ステージIの再置換術の成功率は100％であった。しかし.そのうち5名の患者さんはフォローアップを失い.結果に偏りが生じた可能性があります。フォローアップを失った患者はいなかった。著者らは慎重に症例を選んでいるが.再発した患者はわずか8％であった。ほとんどの菌が表皮ブドウ球菌であった。さらに.副鼻腔の存在.免疫抑制患者.骨量不足の患者などは.人工関節除去や人工関節置換術の禁忌とされた。股関節全置換術の術後感染に対する第I相再置換術の研究では.12ユニットから1200の感染関節が集められました。平均5年のフォローアップで.83％の患者さんが感染していませんでした。予後に有利な因子としては.健康状態が良好な患者.表皮ブドウ球菌.メチシリン感受性黄色ブドウ球菌.連鎖球菌感染症の患者が挙げられた。この文献の欠点は.50％近くの患者が同じ病棟から来たという固有のバイアスがあることである。例えば.多くの患者は術後に抗菌薬の静脈内投与を行わないのが普通であり.これが成功率の低下につながる可能性がある。最近.文献によると.膝関節全損の第I期再置換術の22例の結果が報告され.平均10年の追跡調査が行われています。著者らは，術後に抗菌薬を静脈内投与したI期再置換術の成功率が90％であったと報告している。平均追跡期間は感染症のスクリーニングに十分であったが.患者の追跡期間には大きなばらつきがあった（1.4～19.6年）。したがって.追跡期間が短い患者は.後に感染症を発症する可能性があり.本試験の成功率を過大評価することになる。典型的な段階的再置換術では.プロテーゼを除去し.抗菌性骨セメントのビーズ.ブロック.関節間ブロックを設置する（図1.2）。通常.特定の抗菌剤を6～8週間静脈内投与した後.必要に応じて抗菌剤の経口投与を行います。全血球数.CRP.ESRは日常的に検査され.これらの臨床検査と膝や股関節の穿刺は.人工関節の再挿入時期の目安として行われることが多いようです。インターセメントブロックの種類によって.メリット・デメリットは様々です。抗菌ビーズや抗菌ブロックは比較的簡単に埋め込むことができ.丸い球体が多いため.抗菌剤を放出するための表面積が大きいのが特徴です。しかし.抗菌ビーズや抗菌ブロックの主な欠点は.人工関節の除去後や再移植の間に関節の動きがより制限されることです。また.ステージⅡの手術は.瘢痕.軟組織の不適切な緊張.骨の欠損の可能性などのため.より困難となる場合があります。最近では.関節間ブロックやPROSTALAC（抗菌剤入り骨セメント人工関節）が広く普及しています（図3～5）。作業量や患者さんの負担はある程度増えますが.II期での再手術が容易で.治療中の患者さんの機能が向上するという利点は明らかです。
　　人工股関節置換術および人工膝関節置換術後の感染症に対する段階的治療のための抗菌薬放出システムを直接比較したところ.感染症治癒率の点で同程度の有効性が示された。骨セメントに含まれる抗菌剤の量には特に注意が必要である。 II期の再置換術（膝関節全置換術や異型股関節置換術など）では.骨セメントに抗菌剤を添加することが多く.その量は骨セメント1包（約40g）あたり約1gの抗菌剤粉末に限定される。投与量が多くなると.骨セメントの強度が低下することが分かっています。しかし.一時的なインターブロック内の抗菌剤の投与量は通常より多く.股関節や膝関節の局所環境における抗菌剤の作用量と作用時間を増加させやすくなっています。骨セメントの体内抗菌剤の総量は.文献によってかなり差があります。 2gという少ない添加量から.インターボディブロックあたり20g近くまで添加した著者もいるが.全身への悪影響は報告されていない。インターカレートボーンセメントブロックの臨床応用は安全に感じられることが多いが.術後は患者を注意深く観察する必要がある。骨セメントにゲンタマイシン.バンコマイシンを添加し.静脈内投与する場合は.腎機能を評価する必要があります。
　　感染症が急性か慢性かの分類は.治療計画の立案に役立ちます。症状発現後2～4週間以内の急性感染症に対しては.潅注.デブリードマン.ポリエチレンパッドの交換.プロテーゼの留置が可能である。補綴物を保持しようとする場合.バイオフィルムが形成される前に徹底的なデブリードメントと迅速な感染症治療が治癒の成功に不可欠である。その他.微生物の病原性や身体の免疫状態なども予後を左右する重要な要素である。股関節や膝関節の急性感染症は.積極的な管理にもかかわらず.潅注やデブリードマンにより再発することが多い。そのため.患者さんには適宜説明を行う必要があります。プロテーゼの保持を最初に試みた後.さらなる管理が必要な場合があります。これには.人工関節の再植を伴うまたは伴わない切除形成術.長期の抗菌剤投与.関節固定術.まれに膝上切断術が含まれます。慢性感染症の場合.治癒のための要因として.患者の健康状態.人工関節の除去.徹底的なデブリードメントに続く細菌培養と標的抗菌療法が挙げられる。そして.持続的な感染の監視には.CRP.ESR.関節穿刺培養などの臨床検査が含まれます。慢性股関節・膝関節感染症に対する直接再置換術や延期再置換術は議論の余地がある。慎重に選択された症例において.第I期の再手術が成功したことを報告する論文がいくつかある。しかし.米国では.ほとんどの慢性感染症は段階的に改訂され.この方法は治癒率が高く.現在では多くの研究で90％の成功率が確認されています。