Введение
Деформирующий артроз крупных суставов — наиболее часто встречающееся заболевание опорно-двигательной системы человека; по всему миру около 10% мужчин и 20% женщин старше 60 лет страдают этим недугом [1].
Тотальное эндопротезирование является высокоэффективной хирургической методикой лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний тазобедренного сустава и позволяет достичь значительного улучшения качества жизни больных, избавить их от боли, вернуть утраченный уровень физической активности [2]. Несмотря на то что эндопротезирование тазобедренного сустава призвано избавить пациента от болевого синдрома и кардинально улучшить качество его жизни, данное вмешательство может быть связано с такими осложнениями, как сохранение, а подчас и усиление болевого синдрома в области прооперированного сустава, нестабильность и асептическое расшатывание компонентов эндопротеза. Перипротезная инфекция — особенно зловещее последствие, значительно снижающее качество жизни пациента, функцию оперированной конечности и, к сожалению, потенциально приводящее к летальному исходу [3]. Данное осложнение также увеличивает длительность госпитализации больного, что зачастую приводит к повышенным финансовым затратам на лечение пациента, развитию хронического инфекционного процесса и развитию остеомиелита [4—6].
Увеличение количества данного вмешательства за последнее время сопровождается увеличением частоты инфекционных осложнений. Так, по данным литературы, от 0,3 до 2,5% операций первичного эндопротезирования тазобедренного сустава сопровождается развитием инфекционного процесса [7, 8].
Известно, что существует 2 источника инфекции: эндогенный и экзогенный. Источником эндогенной инфекции являются хронические воспалительные процессы в организме в целом как вне зоны оперативного вмешательства (заболевания кожных покровов, зубов, среднего уха, небных миндалин и др.), так и непосредственно в органах, на которых проводится вмешательство (при аппендиците, холецистите, остеомиелите и др.), а также микрофлора ротовой полости, кишечника, дыхательных, мочевых путей и др. Пути инфицирования при эндогенной инфекции — контактный, гематогенный, лимфогенный [9]. Контактное инфицирование раны возможно при нарушении техники операционного вмешательства, при попадании в область вмешательства экссудата, гнойных выделений, содержимого кишечника или при переносе микрофлоры на инструментах, тампонах, перчатках вследствие несоблюдения мер предосторожности.
Экзогенный источник инфицирования раны полностью зависит от условий в операционной, стерильности инструментов и операционного материала, качества обработки операционного поля и рук хирурга, а также от эффективности антисептиков. Уровень подготовки операционной бригады и количество медперсонала в операционной тоже могут влиять на этот параметр [10].
Вместе с тем операцию эндопротезирования тазобедренного сустава, как правило, выполняют в плановом порядке, за исключением ургентного эндопротезирования при переломах шейки бедренной кости. Следовательно, в процессе предоперационной подготовки пациента все предрасполагающие к инфекционному осложнению элементы должны быть учтены и по возможности сведены к нулю. Тем не менее частота возникновения глубокой перипротезной инфекции в течение года после этого вмешательства составляет от 0,25 до 1% [11, 12]. Чтобы понять, что может служить источником инфекции в подобных ситуациях, следует подробно рассмотреть некоторые этапы первичного эндопротезирования тазобедренного сустава и его особенности.
Нет необходимости анализировать аспекты оперативного вмешательства, которые повсеместно встречаются во всех хирургических вмешательствах независимо от их характера: предоперационную подготовку больного, обеспечение стерильных условий в операционной, соблюдение правил асептики и антисептики операционной бригадой, обработку операционного поля, его изоляцию от окружающих участков кожи пациента и нестерильных участков операционного стола. Однако некоторые особенности эндопротезирования тазобедренного сустава необходимо рассмотреть более подробно.
После выполнения хирургического доступа к тазобедренному суставу осуществляют вывих головки бедренной кости с последующей остеотомией шейки бедренной кости. Далее переходят к обработке вертлужной впадины и канала бедренной кости с последующей имплантацией компонентов эндопротеза. В процессе выполнения этих действий оказывается значительное давление на края раны с использованием ранорасширителей, зачастую отклеивается антисептическая липкая пленка, что открывает доступ к кожным покровам. В свою очередь, при обработке вертлужной впадины или проксимального отдела бедренной кости хирургический инструментарий с острыми гранями (фрезы, развертки, рашпили) может с различной степенью давления соприкасаться с обнажившимися из-под пленки кожными покровами.
Данное обстоятельство может привести к контаминации раны бактериальной микрофлорой, содержащейся в верхних слоях кожи, а также выдавленной через поры из более глубоких слоев. При соприкосновении хирургического инструментария (фрезы и рашпили) с контаминированными кожными покровами возможно занесение патогенной микрофлоры в операционную рану, в частности в канал бедренной кости (рис. 1) и вертлужную впадину (рис. 2). Данное обстоятельство может привести к возникновению инфекционного процесса в области хирургического вмешательства, что описано рядом авторов. В подобных случаях инфекционный агент может заноситься в полость сустава в момент имплантации эндопротеза. Для описания этого процесса используют термины «прямая инокуляция» или «прямое занесение», «прямое введение» («direct inoculation» в англоязычной литературе) [13].
Рис. 1. Соприкосновение инструментария с кожными покровами, не покрытыми пленкой, при обработке костномозгового канала бедренной кости.
а — начальный этап обработки рашпилем; б — финальный этап обработки рашпилем (интраоперационные фотографии).
Рис. 2. Соприкосновение инструментария с кожными покровами, не покрытыми пленкой, при имплантации вертлужного компонента.
а — вид сверху; б — вид сбоку (интраоперационные фотографии).
Нормальная (постоянная, аутохтонная, резидентная, сапрофитная) микрофлора — микроорганизмы, которые живут и размножаются на коже в обычных условиях (10—20%), также могут находиться в глубоких слоях кожи, в том числе в сальных и потовых железах, волосяных фолликулах.
Патогенная микрофлора, как правило, располагается на поверхности кожных покровов, а в глубоких слоях, т.е. в волосяных фолликулах и сальных железах, обитает условно-патогенная флора. После обработки операционного поля антисептиками патогенная флора, находящаяся на поверхности кожи, погибает. Но в глубоких слоях кожи жизнедеятельность возбудителей инфекционного процесса сохраняется. Например, эпидермальный стафилококк (Staphylococcus epidermidis) часто встречается на коже человека и может при определенных условиях вызывать развитие инфекционного процесса [14, 15].
Цель исследования — определить вероятность прямой инокуляции возбудителей в костное ложе компонентов эндопротеза при различной степени контакта инструмента для обработки костей и имплантата с кожей путем бактериологического анализа интраоперационных соскобов.
Материал и методы
В исследование вошли 22 пациента, прооперированных в НМИЦ ТО им. Р.Р. Вредена, средний возраст больных составил 73,3±3,7 года, женщин было 16 и мужчин — 6. Индекс массы тела (ИМТ) этих пациентов составил 26±3,41 кг/м2. Всем больным выполнили первичное эндопротезирование тазобедренного сустава по поводу идиопатического коксартроза III стадии.
Предоперационную подготовку больных проводили стандартным для эндопротезирования тазобедренного сустава способом. Кожные покровы обрабатывали двухкратно раствором повидон-йода (Браунодин), остальные участки тела и операционный стол изолировали от зоны оперативного вмешательства с помощью стерильного операционного белья. После высыхания антисептика наклеивали клейкую асептическую пленку Raucodrape, полностью закрывающую кожные покровы пациента в области операционного поля.
Далее выполняли стандартный прямой латеральный доступ Хардинга с отсечением передней порции средней ягодичной мышцы. В течение 20 мин от начала операции до установки компонентов эндопротеза производили соскоб с кожи в области края операционной раны в зоне отклеившейся пленки. Площадь соскоба составляла около 1×3 см. Для этого использовали брюшистое лезвие скальпеля. Давление на скальпель оказывали в двух вариантах. В 10 исследованиях соскоб осуществляли путем минимального прижатия скальпеля к коже (поверхностный контакт), в 12 случаях скальпель придавливали силой, сопровождающейся травмой кожи на глубину 3—4 мм (плотный контакт), тем самым способствуя снятию верхнего слоя эпидермиса (первый вариант контакта), а также верхнего слоя эпидермиса и выдавленного содержимого сальных желез (второй вариант контакта). Затем выполняли микробиологический анализ полученных соскобов в клинико-диагностической лаборатории.
Результаты
После анализа 22 соскобов кожных покровов получены следующие результаты:
1) в исследованиях с минимальным прижатием скальпеля рост микроорганизмов не обнаружен;
2) при анализе материалов 12 соскобов, сопровождавшихся деформацией кожи на глубину 3—4 мм (плотный контакт) в 6 случаях определен метициллин-чувствительный золотистый стафилококк (MSSE), в 2 случаях выделены коринебактерии (Corynebacterium sp.). В каждом отдельном из оставшихся четырех исследований обнаружены:
— метициллин-резистентный золотистый стафилококк и пропионибактерии (MRSE+Prop.);
— пропионибактерии;
— метициллин-чувствительный золотистый стафилококк, коринобактерии и пропионибактерии (MSSE+Propionib);
— сапрофитный стафилококк (St. Sapr).
Распределение результатов соскобов с кожных покровов представлено на рис. 3.
Рис. 3. Результаты бактериологического анализа соскобов при плотном контакте скальпеля с кожей.
Обсуждение
Исследуя данную тематику, ряд авторов заявляли о риске возникновения послеоперационной инфекции области хирургического вмешательства из-за контаминации микроорганизмов непосредственно с поверхности раны в глубокие слои мягких тканей [16, 17]. Оценивая вероятность развития инфекционного процесса после такого рода контаминации, авторы выделили три основные группы факторов, влияющих на ее возникновение. В первую группу относены факторы бактерий, способных вызывать инфекционный процесс — первичное число и генетически детерминированную вирулентность бактерий, попавших в операционную рану, что влияет на адгезию, размножение, выработку токсинов и способность обходить иммунные защитные реакции организма. Во вторую группу включили факторы местного и общего защитного иммунитета организма, в третью — параметры экспозиции проводимого вмешательства, такие как локализация и площадь операционной раны, длительность вмешательства, что может способствовать проникновению бактерий в рану, обходу локальных механизмов защиты и развитию сначала локальной, а затем системной воспалительной реакции [17].
Knobben и соавт. изучили связь между контаминацией операционного поля и возникновением перипротезной инфекции и обнаружили присутствие бактериальной микрофлоры у 36% пациентов. У этих пациентов установлена статистически значимая (p<0,05) более высокая вероятность возникновения перипротезной инфекции (16,6%), чем у пациентов, у которых бактериальная контаминация в области операционного поля не обнаружена (1,5%) [18].
В то же время A. Mehra и соавт. и C.H. Picado и соавт. провели схожие исследования, оценивающие связь бактериальной контаминации и возникновения перипротезной инфекции в области тазобедренного сустава, и не обнаружили никакой статистически значимой связи между этим двумя явлениями. Однако следует отметить, что при установленной бактериальной контаминации операционного поля в этих исследованиях применяли дополнительную антибактериальную терапию [19, 20].
E.O. Jonsson и соавт. решили изучить интраоперационную контаминацию раны в случаях проведенных артропластик тазобедренного (49) и коленного (41) суставов. Выполняли взятие 4 тканевых образцов с каждой операции. Исследователи отследили результаты выполненных 90 вмешательств в сроки в среднем около 13 лет и обнаружили, что в 19 из 49 случаев эндопротезирования тазобедренного сустава и в 22 из 41 случая эндопротезирования коленного сустава был выявлен хотя бы один положительный результат микрофлоры в исследуемых образцах. Однако авторы не обнаружили связи между наличием микрофлоры в исследуемых образцах и развитием перипротезной инфекции. Важно заметить, что исследователи установили закономерность: время операции более 130 мин статистически значимо связано с большей вероятностью обнаружить положительный результат контаминации тканей бактериальной микрофлорой. Это обстоятельство, по мнению ученых, следует учитывать при планировании вмешательства и воспринимать потенциально сложные и длительные операции как подверженные риску развития инфекционных осложнений [21].
Интересно, что в вышедших в 2019 г. материалах второй международной согласительной конференции по скелетно-мышечной инфекции напрямую рекомендовалось менять лезвие скальпеля после рассечения кожных покровов для предотвращения занесения инфекции со слоев кожи в более глубокие мягкотканные слои. За выполнение этой процедуры высказались 92% делегатов [22].
A.M. Byrne и соавт. решили оценить контаминированность тканей во время операции у 80 пациентов, которым выполнено цементное эндопротезирование тазобедренного и коленного суставов. Авторы взяли 441 мазок у этих пациентов в области разреза на коже до начала оперативного вмешательства, через 30 мин от начала операции в области проксимального отдела бедренной кости, после зашивания фасции, а также в области швов на коже и обнаружили бактериальную контаминацию в 21 (4,8%) образце у 18 (22,5%) пациентов. Чаще всего (17,8%) контаминацию выявляли среди образцов, взятых на поверхности кожи после обработки растворами антисептиков и до наклеивания антисептической пленки, несмотря на проведенную предоперационную подготовку. Так же, как E.O. Jonsson и соавт., авторы обнаружили связь между длительностью операции и большей вероятностью контаминации раны, но статистически не значимую (p>0,05). При этом средний срок наблюдения пациентов составил 49,6 мес, в ходе которого не зарегистрировано ни одного случая перипротезной инфекции [23].
Lluís Font-Vizcarra и соавт. провели интересное исследование и изучили 402 случая эндопротезирования тазобедренного сустава, подвергая микробиологическому анализу синовиальную жидкость, образцы тканей и мазки с периартикулярных мягкотканных структур, взятых на этапе артротомии. Авторы обнаружили бактериальную контаминацию данных структур у 10,2% пациентов, частота возникновения перипротезной инфекции составила 3,7% общего количества выполненных операций. В целом риск развития гнойно-септических осложнений был выше у пациентов с положительными интраоперационными посевами (3,6 и 4,9%), однако авторы не обнаружили никакой статистически значимой разницы (p>0,05) в частоте возникновении инфекции у пациентов с положительными или отрицательными результатами посевов периартикулярных тканей (p=0,65). При этом ученые установили, что риск возникновения перипротезной инфекции статистически значимо выше у пациентов старше 67 лет с индексом массы тела больше 35 кг/м2 [24]. Интересно, что более высокий риск возникновения перипротезной инфекции у пациентов с выраженным ожирением подтверждается и другими исследованиями [25]. Выполняя посевы жидкости и тканей сразу после этапа артротомии, Lluís Font-Vizcarra и соавт. обнаружили положительную микрофлору в 10,2% случаев и предположили, что это может быть связано либо с экстремально ранней и быстрой контаминацией операционного поля с поверхностных слоев кожи (что лишний раз напоминает о важности использования антибактериальной пленки на кожных покровах), либо с контаминацией образцов в лаборатории, либо с присутствием этой флоры в мягкотканных структурах, окружающих тазобедренный сустав, даже до этапа выполнения артропластики [24].
Заключение
В нашем исследованим установлено, что в 12 (52%) из 22 соскобов кожных покровов выявлены различные микроорганизмы. Это факт может влиять на вероятность инфицирования операционной раны и возникновение перипротезной инфекции. Следует отметить, что все соскобы, содержащие микроорганизмы, были выполнены с давлением на скальпель, которое сопровождалось деформацией кожи на глубину 3—4 мм (глубокий контакт). В остальных 10 (48%) соскобах, выполненных с минимальным прижатием брюшистого скальпеля, не выявлено присутствия микроорганизмов. Экстраполируя эксперимент со скальпелем на рутинное использование инструмента для обработки кости при артропластике (фрезы, рашпили), а также на компоненты эндопротеза можно предположить, что при плотном контакте инструмента с кожей в части ороговевшего эпидермиса и выдавливаемый через поры секрет сальных желез и волосяных фолликулов вместе с имеющейся в ней микрофлорой заполняет все углубления между режущими краями этого инструмента. Далее, продвигаясь в костномозговой канал бедренной кости или в вертлужную впадину, это содержимое транспортируется в костную ткань и может создавать потенциальные очаги перипротезной инфекции. Идентичный сценарий может возникнуть, на наш взгляд, при контакте компонентов эндопротеза с кожей.
Как уже было отмечено, патогенная микрофлора располагается на поверхности кожи, которая в процессе обработки операционного поля погибает, а в глубоких слоях в волосяных фолликулах и сальных железах обитает условно-патогенная флора [14]. Однако утверждалось, что так называемая тихая инфекция (обнаруженная лишь на момент выполнения ревизионной операции и никак себя клинически не проявляющая) часто вызывается такими возбудителями, как метициллин-резистентный золотистый стафилококк и пропионибактерии [26], т.е. условно-патогенными микроорганизмами, которые обнаружены при проведении анализа бактериальной флоры соскобов кожных покровов в нашем исследовании.
Таким образом, на основании полученных данных в процессе проведенного эксперимента при эндопротезировании тазобедренного сустава с целью профилактики прямой инокуляции возбудителей следует полностью исключить контакт инструмента для обработки костей, а также компонентов эндопротеза с кожей пациента.
На данный момент авторы провели лишь качественный анализ соскобов кожных покровов, который позволил определить только наличие микрофлоры, а не ее количество. В то же время у пациентов с патогенными возбудителями в соскобах не зафиксировано никаких инфекционных осложнений в послеоперационном периоде, а также в сроки наблюдения пациентов более 12 мес. В дальнейшем это может послужить основой для будущих исследований с большим количеством наблюдений и более детальным анализом количественных характеристик бактериальной микрофлоры.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.