人工膝関節全置換術後の感染予防と治療について

  人工関節周囲炎は.関節外科医が直面する最も深刻な問題の1つです。
医師や科学者が一丸となって人工関節周囲炎の発生率を下げる努力をしていますが.初回の人工膝関節全置換術後に感染症を発症する患者さんの割合は.依然として0.4~2%のままです。
医療データによると.人工膝関節周囲炎の発生率は.人工膝関節置換術後の最初の2年間で1.55%.次の2~10年間では0.46%増加することが分かっています。/>  Kurtzらは.一次人工膝関節全置換術を必要とする症例数が.2005年の45万例から2030年には348万例と.673%増加すると予測しています。
仮に348万人の患者のうち2%が人工膝関節置換術後の最初の1年間に感染症を発症したとすると.年間約6万9千人の患者が人工膝関節周囲の感染症で治療を受けることになります。/>  これには.術後1年以降や膝の再置換術後に感染症を発症する患者さんは含まれません。
薬剤耐性菌の発生により.患者さんへの負担や疾患の複雑さは増しています。/>  黄色ブドウ球菌感染症は.人工関節周囲感染症の大部分を占めています。
特に.メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)感染症は治療が困難である。
ブドウ球菌感染症は医学的に後天的に発症することもありますが.中には黄色ブドウ球菌の保菌者であり.自己感染している患者さんもいます。
病原性細菌のキャリアは.術前にスクリーニングして治療することで.人工関節周囲感染のリスクを低減することができます。/>  予防/>  感染症の発生を抑制するための様々な介入があります。
術前に.外科医は感染を増加させる主な危険因子を特定して対処し.患者が病原性細菌のキャリアである場合には.抗菌治療のための抗生物質を投与する必要があります。
予防的抗生物質は手術部位感染の予防に有効であり.通常は手術開始1時間前に投与する。Rosenbergらの報告によると.抗生物質投与量との整合性を確認するために.このようなレジメンを開始する3カ月前に手術1時間前に予防的抗生物質を投与した患者は40人中26人(65%)だけであった。/>  レジメンが開始されると.その実施は改善され.186人中180人(97%)が術前に予防的抗生物質を投与された(p<0.0001)。
米国整形外科学会(AAOS)は.最も適切な抗生物質の使用に関するガイドラインを発表しており.セファゾリンとセフロキシムが望ましく.βラクタム系にアレルギーのある患者にはクリンダマイシンまたはバンコマイシンが使用される。
整形外科患者におけるMRSAまたはMRSEの発生率が25%を超える施設で手術を受ける患者には.バンコマイシンを使用することもできます。/>  MRSA
に感染している患者や.いわゆる薬剤耐性菌のキャリアもバンコマイシンの治療候補であり.これらの患者にはクロルヘキシジンスクラブやムピロシン鼻腔スプレーなどの補助的な治療も行う必要があります。
病原性細菌を除去する治療レジメンは.ブドウ球菌感染症の発生率を低下させることが示されています。
また.このレジメンは患者の
MRSA
を根絶するのに有効であることが研究で示されています。/>  主な危険因子/>  人工関節周囲炎は.栄養不良.喫煙.アルコール依存症.尿路感染症.肥満などの主要因子と関連している(表1)。1991年から2004年の間に6,108人の患者が合計8,494件の股関節または膝関節置換術を受けており.Marinzakらによってレビューされ.深い感染と非感染の対照試験が行われた。
その結果.深部感染は43例(膝関節全置換術に伴うもの30例.股関節全置換術に伴うもの13例).有病率は0.51%であった。
感染症感受性の高リスク因子として.肥満.若年.糖尿病が同定された。
病的肥満(body
mass
index
[BMI]
>50
kg/m2)の患者さんは.感染症を発症する確率が有意に高かった(オッズ比21.3)。
膝関節全置換術群では.40kg/m2/>  Winiarskyらは.膝関節全置換術50例の病的肥満患者と1768例の非病的肥満患者を比較し.病的肥満群では創感染率が約22%(11/50)であり.5例が深部感染であったことを明らかにした。/>  対照群では創感染発生率は2%.深部感染発生率は0.6%であった。
肥満患者の栄養状態は,血清蛋白,トランスフェリン値,総リンパ球数を測定して評価し,栄養状態が悪い場合(トランスフェリン<200
mg/dL,血清蛋白<3.5
g/dL,リンパ球数<1500個/mm3),膝関節全置換術前に基礎栄養補給を行うべきとした。/>  肥満のために感染症のリスクが高い患者には.そのリスクを説明し.リスク軽減のための何らかの方法を推奨する必要がある。
病的肥満の患者の栄養状態が良好であれば.膝関節全置換術の前に肥満手術が推奨される。/>  術後の創部ドレナージおよび創傷治癒時の合併症は.感染症の発生率の上昇と関連している。
人工関節周囲炎を発症した患者78人と感染症のない対照群の比較研究によると.血腫形成.創傷排液.平均INR>1.5は.人工関節周囲炎を発症した群でより多く見られた。Galat
氏らは.血腫を発症し.最初の人工膝関節全置換術から30日以内に血腫除去を受けた患者42人と.さらに対照となる患者42人を検討した。
目的は.血腫の発生の緩和因子を明らかにすることであった。/>  術後2年後に再手術と深部感染を必要とする確率は.血腫除去群ではそれぞれ12.3%と10.5%であったのに対し.対照群ではそれぞれ0.6%と0.8%であった。
出血性疾患の既往は.術後血腫の発生および外科的除去の必要性と有意に関連していた(p=0.046)。
Matarらは.術前.術中.術後の人工関節周囲感染に関連する他の多くの要因を報告しており.これらの著者は.感染を引き起こす.または増加する可能性がある危険因子に対処すべきと勧告している。/>  診断方法/>  人工関節周囲炎が疑われる患者の評価は.論理的なアプローチに従うべきであり.AAOSは評価プロセスを標準化するために「臨床実践ガイドライン」を開発した。
患者の病歴と身体検査に基づき.まず感染症の問題を提起する必要がある。
特に.人工関節周囲炎の患者の多くは.膝関節の持続的な痛みを訴え.しばしばこわばりや運動制限を伴います。
発熱や全身倦怠感は感染を強く示唆するが.典型的ではない。
静脈虚脱が認められる場合は.他に確認された場合のみ.関節炎を考慮することができる。/>  人工膝関節全置換術の手術部位に感染が疑われる患者には.血沈(ESR)とCRPの値を測定する必要があります。
膝関節再置換術を受けた145人の患者さんの151個の膝を対象とした術前調査では.炎症マーカーの正常値および異常値の基準が評価されました。
この研究では.ESR
>22.5
mm/hr.CRP
>13.5
mg/Lについては.人工関節周囲感染の明らかな兆候であると指摘しています。/>  人工関節周囲炎患者58人を対象とした前向き研究で.著者らは.刺激されたマクロファージによって産生されるが.術後48~72時間では正常値を示す血清IL-6値の診断精度を評価した。
著者らは.IL-6値は.人工関節周囲感染の検出において.ESRやCRPよりも正確な指標であると結論づけた。
人工関節周囲感染の診断に関する文献のメタアナリシスには.股関節置換術と膝関節置換術の合計3909件の適格研究が含まれている。/>  人工関節周囲炎の発生率は32.5%で.最も正確な診断条件はIL-6値.次いでCRP値.ESR.WBCの順だった。メタ分析の欠点の1つは.IL-6値の役割に取り組んでいたのは大規模サンプル1つと小規模サンプル2つのみで.ESRの役割を評価していた研究は25.CRPの役割を評価していた研究は23.そして15だったということであった。
がWBCの役割を評価していた。
これらの検査にかかる費用は.いずれも評価されていない。/>  感染が疑われる場合.人工関節の周囲に穿刺吸引を行い.人工関節周囲の液体を分析することも一つの方法である。
穿刺液の分析には.白血球の絶対数と好中球の割合を決定するための細胞数を含めるべきである。
ある部位の白血球数が1100~3000個/mLであれば.感染症を示します。/>  白血球のうち好中球の割合が60%以上であれば.関節の感染と判断します。
最後に.細菌の種類と抗生物質に対する感受性を調べるために.穿刺液サンプルの培養を行う必要があります。
穿刺液サンプルのグラム染色は感度が低く.予測値も低く.その結果で患者の治療方針が変わることは通常ない。/>  Bedairらは.初回人工膝関節全置換術の6週間後に膝を穿刺した結果を分析・評価し.術後のESR.CRP.WBC数および感染者と非感染者の差を比較検討した。/>  CRP値,滑液中のWBC数,白血球数別の多核球の割合は感染群で高かったが,滑液中のWBC数の最高値は,上記のすべての値よりも感染の確実な指標として信頼できるものであった.
本研究では,膝関節全置換術部位穿刺の滑液中のWBC数が27,800個/mLであることが,術後急性感染症の最良の予測因子であることが示された。
この値を用いると.陽性予測率94%.陰性予測率98%であった。/>  好気性.嫌気性.真菌性の培養がルーチンに行われているが.現在発展段階にある分子検査もルーチンになる可能性がある。
整形外科医にとっての課題には.偽陽性と偽陰性の培養結果があり.残念ながら.液体培養と組織培養の偽陽性がより一般的である。
病歴.身体所見.炎症マーカーのレベル値.穿刺液中の細胞数が正常であれば.培養結果が陽性であっても偽陽性である可能性が高い。/>  病歴.身体所見.炎症マーカーのレベル値.穿刺液の細胞数が上昇していても.培養結果が陰性であれば.結論を出すことは困難である。
Berbariらは.10年以上にわたる人工関節周囲炎患者897例を調査し.60例(7%)で培養陰性.うち32例(53%)で抗生物質による治療歴があったことを明らかにした。
60例の感染者のうち,34例(57%)が人工関節の第2期置換術,12例(20%)が人工関節の一部留置を伴うデブリードメント,8例(13%)が人工関節の除去,5例(8%)が第1期置換,1例(2%)が切断であった.
患者は平均28日間抗生物質を静脈内投与され,49人(82%)はセファロスポリン系抗生物質で治療された。/>  5年生存率は.感染なしに第一段階の置換術を受けた患者では94%であったのに対し.デブリードマンとコンポーネントの保持を受けた患者では71%であった。
この研究は.細菌培養が陽性の患者を治療することの重要性を強調している。
人工関節周囲炎で細菌培養が陰性の患者に対しては.抗生物質の非経口投与と第2段階の人工関節置換術という治療レジメンが.より高い成功率を示した。/>  Segawaらは.深在性人工関節周囲炎の臨床的分類を提案した。タイプIは.以前は感染が確認されなかったが.再手術時に検体のルーチン培養により感染の存在が確認された感染症である。
再手術はこのタイプの感染症の治療に用いられ.適切なデブリードメント.器具の一部の交換を含むため.一段階の内固定術の再植と同等であり.完全な治療には4~6週間の抗生剤の静脈内投与が必要である。
抗生物質の静脈内投与に続いて.抗生物質の経口投与が有効である。/>  II型感染症は術後1ヶ月以内の感染症である。II型感染症の治療には.外科的デブリードマン.人工関節の留置.4~6週間の抗生剤の点滴.場合によっては抗生剤の経口投与が必要である。
もし外科医が.すでに再手術を受けた患者を外部の施設で治療し.術中検体が細菌陽性であることを指摘した場合.やはり再デブライドメントが必要となる場合がある。
細菌の種類.抗生物質の感受性.将来予想される切除と人工関節の再移植の複雑さ.患者の全身状態および免疫状態など.いくつかの要因を考慮する必要がある。/>  Type
IIIの感染症は.術後数年経過したもの.および遠隔地からの急性血行性感染症である。
感染が2~3週間以内であり.内固定が強固であり.患者さんの免疫状態が良好であれば.外科的デブリードマン.人工関節の保持.抗生物質の静注により人工関節を保存することができます。
この治療の成功率は30~90%です。/>  最近.Azzamらは.単一センターにおいて.灌流を伴うデブリードメントアプローチと人工関節の保持を用いて.104例のII型およびIII型人工関節周囲炎患者の治療に成功し.平均5.7年の追跡調査を行った。
部分切除または微生物学的に証明された感染をエンドポイントとして.成功率は44%であった。
著者らは.治療失敗率はブドウ球菌感染症患者.ASAスコアが高い患者.人工関節周囲敗血症の患者で高かったと指摘した。
また.2週間以内に症状が出たときに治療を受けた患者さんの治療成績が最も良かった(治療成功率60%)。/>  最後に.IV型感染症は.1ヶ月以上経過し.慢性的で痛みを伴わない感染症と定義されています。
ステージIまたはIIの表面置換術が推奨され.インプラントの除去.関節の徹底的なデブリードマン.4~6週間の抗生物質の静注療法が行われます。
II期の手術を行う場合.除去したインプラントの代わりに抗生物質のポリメチルメタクリレートを静的スペーサーやセプタムという形で追加し.元のインプラントを除去して6週間以上経過した場合は新しいインプラントを挿入します。/>  最初.ポリメチルメタクリレートには少量の抗生物質が添加されていたが.より多量の抗生物質が安全かつ有効であることが示されている。Springerらは34人の患者(うち17人は感染のリスクが高い)にバンコマイシン10.5
gとゲンタマイシン12.5
gを使用した。
血清クレアチン値の一過性の上昇(1.7mg/dL.正常値0.6~1.3mg/dL)を認めた患者は1人だけで.腎不全.腎障害.その他の有害事象を発症した患者はいなかった。
抗生物質の高局所濃度に伴う合併症が他者から報告されているため.患者を注意深く観察し.抗生物質に伴う副作用が確認され次第.直ちに除去するよう間隔を空ける必要がある。/>  J¨amsen
らは.Stage
1
の修復術の成功率は73%~100%.Stage
2
の修復術の成功率は82%~100%と報告しており.Haleem
らは.最終的に感染によるインプラントの除去を行ったStage
2
の修復術の生存率は5年目で93.5%.10年目で85%と報告しています。/>  幸いにも.人工膝関節全置換術後の感染症はまれですが.この合併症が完全になくなることはないでしょう。
外科医も患者も同様に.感染症の予防.病院環境の最適化.外科医の無菌技術の向上.特定の患者の危険因子の管理に焦点を当てるべきである。
人工関節周囲炎は.人工膝関節全置換術後の主要な合併症であり.その発生率は2%である。/>  臨床的に感染が疑われたら.迅速な診断と治療が重要である。
人工膝関節全置換術後に膝の痛みやこわばりを訴え.他に明確な原因がない場合は.感染を疑う必要があります。
感染が確認されたら.適切な外科的治療.通常は抗生物質と併用した段階的な人工関節再置換術を行うべきで.この方が成功率が高く.予後も良好である。/>