引用本文： 曹建剛, 劉軍. 關節假體周圍感染預防的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2015, 29(2): 250-253. doi: 10.7507/1002-1892.20150052 復制
關節假體周圍感染（prosthetic joint infection，PJI）是一種少見且嚴重的人工關節置換術并發癥，可發生在置換術任何時期[1-2]。據統計，與PJI相關的患者死亡率為2.7%～18%，遠高于初次人工關節置換術和無菌性翻修術死亡率[3-5]。而且PJI相關的后續治療費用約是初次人工關節置換術的4倍[3-4, 6]。為避免發生PJI，探索有效的預防策略是臨床研究重點。本文對初次人工關節置換術前、術中及術后PJI預防措施進行綜述，總結相關研究進展，為臨床工作提供參考。
1 術前預防策略
1.1 內科情況評估與調整
術前內科情況評估與調整是手術成功的重要環節，需要進行評估和調整的要素包括減少其他合并癥、改善營養、戒煙、控制血糖[7-8]。
術前患者營養狀況容易被忽視，營養不良患者出現傷口并發癥的風險是正常患者的3倍以上[9]。術前篩查營養不良的方法包括詢問病史和體格檢查。提示可能存在營養不良的指標包括：身體質量指數＜20，總膽固醇＜160 mg/dL，淋巴細胞計數＜1 500 個 / mm3，鐵蛋白＜200 mg/dL，白蛋白 ＜3.5 mg/ dL[10-11]。一旦明確營養不良，應及時進行內科治療糾正；術后也需進行營養支持治療。
鼓勵患者戒煙是術前準備的另一重要環節。煙草中的一氧化碳和其他組分會導致手術部位血流量減少，減少有氧代謝，并增加局部血小板聚集。此外，循環受限還會減少局部的體液傳遞和細胞代謝，影響術區的免疫調節[12]。目前推薦骨科手術前至少戒煙6個月[11, 13]。
圍手術期嚴格控制血糖是減少PJI風險的重要措施。與不控制血糖的患者相比，血糖控制良好的患者感染相關風險明顯減低，這些相關風險包括住院天數延長、中風、心肌梗死、術后出血、尿路感染、肺炎等。研究表明，通過嚴格控制血糖，糖尿病患者感染風險可降低至無糖尿病患者水平[13-15]。
1.2 金黃色葡萄球菌篩查和去定植
金黃色葡萄球菌是導致骨科手術部位感染的主要病原菌，包括甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌兩種菌株，目前耐甲氧西林金黃色葡萄球菌導致的手術部位感染發生率呈增長趨勢[16-18]。研究表明，金黃色葡萄球菌主要定植于身體的潮濕部位，如鼻腔、咽部、腋窩和會陰等。有研究對298例金黃色葡萄球菌攜帶者進行檢測，結果發現其中66%攜帶者鼻腔篩查呈陽性，鼻腔和會陰部兩部位聯合拭子檢查呈陽性者為82%[19]。有關骨科植入物手術部位感染影響因素研究表明，金黃色葡萄球菌鼻腔攜帶是發生手術部位感染的唯一獨立危險因素[20-21]。
清除鼻腔/皮膚定植的金黃色葡萄球菌是預防手術部位感染的有效策略，能有效降低術后金黃色葡萄球菌感染風險 [22]。目前常用去定植方法為術前5 d每天應用莫匹羅星軟膏鼻腔給藥2次，洗必泰清洗1次。此外，對于耐甲氧西林金黃色葡萄球菌定植患者，可在圍手術期靜脈給予萬古霉素代替或聯用第1代頭孢菌素[23]。
2 術中預防策略
2.1 術區皮膚準備
適當的術區皮膚準備可以減少手術部位細菌。目前尚缺少充分證據支持進行術區皮膚準備可降低手術部位感染，而且部分醫生對該觀點持反對意見，認為該處理存在增加手術部位感染潛在風險。如進行術前備皮，建議使用推剪剃毛的方法，因其刀刃不會接觸皮膚，能降低術后感染率和避免應用剃須刀備皮的相對感染風險。需要注意的是應在術前備皮，而不是手術前1天晚上備皮[24-26]。理想的皮膚消毒液是在應用后的一段時間能同時抵抗殘留的活性菌和芽孢，目前常用的皮膚消毒液主要為聚維酮碘溶液和乙醇。乙醇能快速減少微生物數量，與聚維酮碘溶液聯用可增加其抗菌活性。然而，乙醇不具備殘留抗菌活性，微生物會回彈生長[27]。
2.2 手術室預防策略
鋪單是預防PJI發生的另一個重要步驟。研究表明，與布單相比，塑料貼膜在預防細菌垂直遷移方面的效果增加了10倍；使用碘浸漬的手術單與塑料貼膜聯用可減少細菌定植率；雖然文獻支持塑料貼膜用于重癥監護室和產科中可減少術后傷口感染，但骨科相關研究結果均顯示其無降低傷口感染率的作用[27]。
空氣中細菌的最大來源是手術室人員，因此人員應減少至最低限度[28]。與標準棉質手術服相比，采用全圍手術服和個人排氣系統可減少菌落單位數量，但未降低感染發生率[29-30]。佩戴雙層手套能降低內層手套穿孔繼發手術部位污染的風險；在安裝植入物前常規更換外層手套能進一步降低內層手套穿孔的風險，同時也能減少細菌污染 [31-32]。與傳統的空氣流動相比，層流能濾掉空氣中＞0.3 μm的微粒，減少傷口的細菌污染[33]。與無層流手術相比，層流的應用可減少感染發生，但層流效果取決于患者體位、人員位置、手術類型（髖關節或膝關節）及氣流方向，當人員在空氣流動的通道上走動時會影響層流效果[34-35]。
2.3 預防性應用抗生素
2.3.1 靜脈應用抗生素
人工全膝關節置換術前預防性應用抗生素可有效預防感染。Prokuski[36]的前瞻性隨機雙盲試驗結果表明，預防性應用抗生素組感染率為1.6%，而安慰劑組為4.2%。與不應用抗生素相比，相同手術中預防性應用抗生素可減少絕對風險和相對風險[37]。在初次人工關節置換術中，金黃色葡萄球菌和鏈球菌屬是主要病原菌。第1代頭孢菌素因具有長半衰期、良好的組織滲透性以及對金黃色葡萄球菌和鏈球菌的生物有效性，成為人工關節置換術的首選抗生素[38-39]。抗生素應控制在切開皮膚前1 h內輸入，術后抗生素的應用時間限制在24 h內，研究表明術后應用抗生素24 h與應用3～14 d相比在預防感染方面無顯著差異[36, 40]。
2.3.2 抗生素骨水泥
抗生素骨水泥是局部應用抗生素的一種有效方法，使用抗生素骨水泥作為介質可使大部分抗生素在最初9周內持續局部釋放[41]。該方法的優點是能減少由于術中污染導致的細菌定植，但人工關節置換術中應用抗生素骨水泥不能減低遠期血行性感染發生風險。與全身抗生素聯用時，應用抗生素骨水泥能減少因感染導致的翻修率[42]。
2.4 其他策略
2.4.1 傷口沖洗
術中沖洗去除骨碎屑、血凝塊可減少細菌污染。對于選擇脈沖沖洗或普通沖洗，目前尚未達成共識。相對于普通沖洗，脈沖沖洗的高壓力不僅不能清除更多細菌，反而會提高將細菌沖洗至深部骨組織種植的幾率，此外還會增加肌肉的損傷和阻礙骨碎屑的去除[43-44]。與抗生素沖洗液相比，生理鹽水和肥皂液能清除更多的手術區域細菌。此外，抗生素溶液有潛在的組織毒性，可能影響傷口愈合[45]。
2.4.2 傷口引流
理論上應用引流管可減少術后血腫形成風險，但目前尚缺乏充分客觀依據表明應在初次人工關節置換術中常規使用引流管。有研究表明[46-47]，術后是否采用負壓引流，在感染率、傷口并發癥、血栓并發癥、住院天數或血腫形成等方面無顯著差異；如果使用引流管，必須在術后24 h拔除，以減小PJI風險。
3 術后策略
3.1 術后抗凝藥物的應用
人工關節置換術后會增加靜脈血栓栓塞癥風險，常需應用抗凝藥物，但抗凝藥物是術后血腫形成的主要原因之一，而血腫部位繼發PJI感染風險顯著增加[48]。還有學者認為，過度抗凝治療（國際標準化比率＞1.5）和血腫形成會導致PJI發生率顯著增加，需進一步手術行血腫清除[49]。
3.2 進行其他外科手術時的抗生素應用
雖然無明確證據表明牙科手術和關節假體周圍感染之間的關聯，但美國骨科醫師協會推薦人工關節置換術后患者進行牙科手術前預防性使用抗生素，牙科目前給予抗生素的時間是術前1 h[50]。
綜上述，人工關節置換術后PJI預防策略囊括了圍手術期各階段，且取得了一定療效。但PJI作為關節置換術后的災難性并發癥，目前只能通過多種途徑來降低其發生率而無法完全消除，對于關節感染預防方法的改進仍是今后研究的重點；同時，還應重視如何降低關節置換術后感染患者的死亡率和提高治愈率。
關節假體周圍感染（prosthetic joint infection，PJI）是一種少見且嚴重的人工關節置換術并發癥，可發生在置換術任何時期[1-2]。據統計，與PJI相關的患者死亡率為2.7%～18%，遠高于初次人工關節置換術和無菌性翻修術死亡率[3-5]。而且PJI相關的后續治療費用約是初次人工關節置換術的4倍[3-4, 6]。為避免發生PJI，探索有效的預防策略是臨床研究重點。本文對初次人工關節置換術前、術中及術后PJI預防措施進行綜述，總結相關研究進展，為臨床工作提供參考。
1 術前預防策略
1.1 內科情況評估與調整
術前內科情況評估與調整是手術成功的重要環節，需要進行評估和調整的要素包括減少其他合并癥、改善營養、戒煙、控制血糖[7-8]。
術前患者營養狀況容易被忽視，營養不良患者出現傷口并發癥的風險是正常患者的3倍以上[9]。術前篩查營養不良的方法包括詢問病史和體格檢查。提示可能存在營養不良的指標包括：身體質量指數＜20，總膽固醇＜160 mg/dL，淋巴細胞計數＜1 500 個 / mm3，鐵蛋白＜200 mg/dL，白蛋白 ＜3.5 mg/ dL[10-11]。一旦明確營養不良，應及時進行內科治療糾正；術后也需進行營養支持治療。
鼓勵患者戒煙是術前準備的另一重要環節。煙草中的一氧化碳和其他組分會導致手術部位血流量減少，減少有氧代謝，并增加局部血小板聚集。此外，循環受限還會減少局部的體液傳遞和細胞代謝，影響術區的免疫調節[12]。目前推薦骨科手術前至少戒煙6個月[11, 13]。
圍手術期嚴格控制血糖是減少PJI風險的重要措施。與不控制血糖的患者相比，血糖控制良好的患者感染相關風險明顯減低，這些相關風險包括住院天數延長、中風、心肌梗死、術后出血、尿路感染、肺炎等。研究表明，通過嚴格控制血糖，糖尿病患者感染風險可降低至無糖尿病患者水平[13-15]。
1.2 金黃色葡萄球菌篩查和去定植
金黃色葡萄球菌是導致骨科手術部位感染的主要病原菌，包括甲氧西林敏感金黃色葡萄球菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌兩種菌株，目前耐甲氧西林金黃色葡萄球菌導致的手術部位感染發生率呈增長趨勢[16-18]。研究表明，金黃色葡萄球菌主要定植于身體的潮濕部位，如鼻腔、咽部、腋窩和會陰等。有研究對298例金黃色葡萄球菌攜帶者進行檢測，結果發現其中66%攜帶者鼻腔篩查呈陽性，鼻腔和會陰部兩部位聯合拭子檢查呈陽性者為82%[19]。有關骨科植入物手術部位感染影響因素研究表明，金黃色葡萄球菌鼻腔攜帶是發生手術部位感染的唯一獨立危險因素[20-21]。
清除鼻腔/皮膚定植的金黃色葡萄球菌是預防手術部位感染的有效策略，能有效降低術后金黃色葡萄球菌感染風險 [22]。目前常用去定植方法為術前5 d每天應用莫匹羅星軟膏鼻腔給藥2次，洗必泰清洗1次。此外，對于耐甲氧西林金黃色葡萄球菌定植患者，可在圍手術期靜脈給予萬古霉素代替或聯用第1代頭孢菌素[23]。
2 術中預防策略
2.1 術區皮膚準備
適當的術區皮膚準備可以減少手術部位細菌。目前尚缺少充分證據支持進行術區皮膚準備可降低手術部位感染，而且部分醫生對該觀點持反對意見，認為該處理存在增加手術部位感染潛在風險。如進行術前備皮，建議使用推剪剃毛的方法，因其刀刃不會接觸皮膚，能降低術后感染率和避免應用剃須刀備皮的相對感染風險。需要注意的是應在術前備皮，而不是手術前1天晚上備皮[24-26]。理想的皮膚消毒液是在應用后的一段時間能同時抵抗殘留的活性菌和芽孢，目前常用的皮膚消毒液主要為聚維酮碘溶液和乙醇。乙醇能快速減少微生物數量，與聚維酮碘溶液聯用可增加其抗菌活性。然而，乙醇不具備殘留抗菌活性，微生物會回彈生長[27]。
2.2 手術室預防策略
鋪單是預防PJI發生的另一個重要步驟。研究表明，與布單相比，塑料貼膜在預防細菌垂直遷移方面的效果增加了10倍；使用碘浸漬的手術單與塑料貼膜聯用可減少細菌定植率；雖然文獻支持塑料貼膜用于重癥監護室和產科中可減少術后傷口感染，但骨科相關研究結果均顯示其無降低傷口感染率的作用[27]。
空氣中細菌的最大來源是手術室人員，因此人員應減少至最低限度[28]。與標準棉質手術服相比，采用全圍手術服和個人排氣系統可減少菌落單位數量，但未降低感染發生率[29-30]。佩戴雙層手套能降低內層手套穿孔繼發手術部位污染的風險；在安裝植入物前常規更換外層手套能進一步降低內層手套穿孔的風險，同時也能減少細菌污染 [31-32]。與傳統的空氣流動相比，層流能濾掉空氣中＞0.3 μm的微粒，減少傷口的細菌污染[33]。與無層流手術相比，層流的應用可減少感染發生，但層流效果取決于患者體位、人員位置、手術類型（髖關節或膝關節）及氣流方向，當人員在空氣流動的通道上走動時會影響層流效果[34-35]。
2.3 預防性應用抗生素
2.3.1 靜脈應用抗生素
人工全膝關節置換術前預防性應用抗生素可有效預防感染。Prokuski[36]的前瞻性隨機雙盲試驗結果表明，預防性應用抗生素組感染率為1.6%，而安慰劑組為4.2%。與不應用抗生素相比，相同手術中預防性應用抗生素可減少絕對風險和相對風險[37]。在初次人工關節置換術中，金黃色葡萄球菌和鏈球菌屬是主要病原菌。第1代頭孢菌素因具有長半衰期、良好的組織滲透性以及對金黃色葡萄球菌和鏈球菌的生物有效性，成為人工關節置換術的首選抗生素[38-39]。抗生素應控制在切開皮膚前1 h內輸入，術后抗生素的應用時間限制在24 h內，研究表明術后應用抗生素24 h與應用3～14 d相比在預防感染方面無顯著差異[36, 40]。
2.3.2 抗生素骨水泥
抗生素骨水泥是局部應用抗生素的一種有效方法，使用抗生素骨水泥作為介質可使大部分抗生素在最初9周內持續局部釋放[41]。該方法的優點是能減少由于術中污染導致的細菌定植，但人工關節置換術中應用抗生素骨水泥不能減低遠期血行性感染發生風險。與全身抗生素聯用時，應用抗生素骨水泥能減少因感染導致的翻修率[42]。
2.4 其他策略
2.4.1 傷口沖洗
術中沖洗去除骨碎屑、血凝塊可減少細菌污染。對于選擇脈沖沖洗或普通沖洗，目前尚未達成共識。相對于普通沖洗，脈沖沖洗的高壓力不僅不能清除更多細菌，反而會提高將細菌沖洗至深部骨組織種植的幾率，此外還會增加肌肉的損傷和阻礙骨碎屑的去除[43-44]。與抗生素沖洗液相比，生理鹽水和肥皂液能清除更多的手術區域細菌。此外，抗生素溶液有潛在的組織毒性，可能影響傷口愈合[45]。
2.4.2 傷口引流
理論上應用引流管可減少術后血腫形成風險，但目前尚缺乏充分客觀依據表明應在初次人工關節置換術中常規使用引流管。有研究表明[46-47]，術后是否采用負壓引流，在感染率、傷口并發癥、血栓并發癥、住院天數或血腫形成等方面無顯著差異；如果使用引流管，必須在術后24 h拔除，以減小PJI風險。
3 術后策略
3.1 術后抗凝藥物的應用
人工關節置換術后會增加靜脈血栓栓塞癥風險，常需應用抗凝藥物，但抗凝藥物是術后血腫形成的主要原因之一，而血腫部位繼發PJI感染風險顯著增加[48]。還有學者認為，過度抗凝治療（國際標準化比率＞1.5）和血腫形成會導致PJI發生率顯著增加，需進一步手術行血腫清除[49]。
3.2 進行其他外科手術時的抗生素應用
雖然無明確證據表明牙科手術和關節假體周圍感染之間的關聯，但美國骨科醫師協會推薦人工關節置換術后患者進行牙科手術前預防性使用抗生素，牙科目前給予抗生素的時間是術前1 h[50]。
綜上述，人工關節置換術后PJI預防策略囊括了圍手術期各階段，且取得了一定療效。但PJI作為關節置換術后的災難性并發癥，目前只能通過多種途徑來降低其發生率而無法完全消除，對于關節感染預防方法的改進仍是今后研究的重點；同時，還應重視如何降低關節置換術后感染患者的死亡率和提高治愈率。