Результат интеллектуальной деятельности: Способ диагностики перипротезной инфекции суставов

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть использовано для диагностики перипротезной инфекции суставов при эндопротезировании.

В последнее время во всем мире значительно увеличилось количество операций эндопротезирования суставов. Ежегодный прирост таких манипуляций варьирует в пределах от 5,3% до 17%. Интенсивное развитие эндопротезирования влечет за собой и увеличение количества ревизий вследствие развития осложнений различного характера. Одним из наиболее частых является перипротезная инфекция суставов (ПИИ). Тактика ведения пациентов с перипротезной инфекцией суставов полностью отличается от таковой у пациентов с асептической нестабильностью имплантатов; соответственно, своевременный и точный диагноз инфекции имеет решающее значение. Задержка в постановке диагноза или диагностические ошибки могут привести к увеличению объема инфицированных тканей, в итоге возникает потребность в сложных хирургических операциях, иногда с рецидивами инфекционного процесса, приводящими к развитию серьезных осложнений, таких как сепсис, вплоть до летальных исходов.

Известен способ диагностики перипротезной инфекции суставов путем микроскопического исследования мазка аспирата из протезированного сустава, окрашенного по Граму, полученного путем пункции эндопротезированного сустава, с целью визуального обнаружения микроорганизмов.

Недостатком известного способа является его неточность из-за низкой выявляемости возбудителя - 45%, так как концентрация микроорганизмов в эндопротезированном суставе низкая. Faraj АА1, Omonbude OD, Godwin P. Gram staining in the diagnosis of acute septic arthritis. Acta Orthop Belg. 2002 Oct; 68 (4): 388-91.

Наиболее близким по достигаемому техническому результату (прототип), является способ диагностики перипротезной инфекции суставов путем бактериологического исследования аспирата из эндопротезированного сустава, полученного путем пункции эндопротезированного сустава. Известный способ заключается в посеве аспирата из эндопротезированного сустава на питательные среды с целью обнаружения роста микроорганизмов.

Недостатками известного способа являются: неточность диагностики из-за низкой выявляемости микроорганизмов, особенно в случаях трудно-культивируемых микроорганизмов; длительный период инкубации посевов (до 14 суток и более), что значительно удлиняет сроки постановки диагноза; трудоемкость исследования. Kordo Saeed Diagnostics in prosthetic joint infections J. Antimicrob. Chemother. (2014) 69 (suppl 1): i11-i19.doi: 10.1093/jac/dku248

Техническим результатом заявляемого способа является повышение точности диагностики перипротезной инфекции суставов за счет измерения концентрации D-лактата (бактериального метаболита) в аспирате из эндопротезированного сустава в случае инфекционного процесса.

Технический результат достигается тем, что проводят микроскопическое исследование мазка аспирата из протезированного сустава, окрашенного по Граму и дополнительно осуществляют измерение концентрации D-лактата, получают испытуемый образец путем добавления к 25 мкл аспирата из эндопротезированного сустава 45 мкл ферментного микса и 80 мкл субстратного микса, контроль мутности получают путем добавления к 25 мкл аспирата из эндопротезированного сустава 45 мкл воды дистиллированной и 80 мкл субстратного микса; полученные смеси инкубируют в термостате при температуре 37°С±1°С в течение 30 минут и измеряют оптическую плотность смесей на планшетном ридере используя светофильтр 570-600 нм, затем от оптической плотности каждого испытуемого образца отнимают разницу оптической плотности контроля мутности и пустой ячейки и для каждого испытуемого образца рассчитывают концентрацию по калибровочному графику и при значении D-лактата 1,2 ммоль/л и более диагностируют перипротезную инфекцию сустава.

Авторы предлагают высокоточный способ диагностики перипротезной инфекции суставов, который позволяет быстро, в течение одного часа, выявить наличие инфекции в эндопротезированном суставе, вызванной даже труднокультивируемыми микроорганизмами.

Осуществление способа.

Результаты исследования проиллюстрированы фигурой в виде таблицы.

В таблице даны сравнительные данные заявленного способа с известными.

Пациенту с подозрением на перипротезную инфекцию суставов в асептических условиях стандартным шприцем выполняют пункцию эндопротезированного сустава с взятием аспирата в количестве, необходимом для исследования. Аспират в шприце доставляют в лабораторию для исследования, где проводят микроскопическое исследование мазка аспирата из эндопротезированного сустава, окрашенного по Грамму, и бактериологическое исследования и дополнительно осуществляют измерение концентрации D-лактата в аспирате из эндопротезированного сустава с помощью тест-системы «D-лактам» (г. Витебск, респ. Беларусь). Применение тест-системы «D-лактам» известно в асцитической, плевральной, цереброспинальной и синовиальной жидкостях, однако не было проведено исследование с аспиратом из эндопротезированного сустава на наличие D-лактата.

Исследование выполняют в соответствие с инструкцией по применению, входящей в состав набора. Испытуемый образец получают путем добавления к 25 мкл аспирата из эндопротезированного сустава 45 мкл ферментного микса и 80 мкл субстратного микса. Контроль мутности получают путем добавления к 25 мкл аспирата из эндопротезированного сустава 45 мкл воды дистиллированной и 80 мкл субстратного. Полученные смеси инкубируют в термостате при температуре 37°С±1°С в течение 30 минут и измеряют оптическую плотность смесей на планшетном ридере используя светофильтр 570-600 нм. Затем от оптической плотности каждого испытуемого образца отнимают разницу оптической плотности контроля мутности и пустой ячейки. Для каждого испытуемого образца рассчитывают концентрацию по калибровочному графику и при значении D-лактата 1,2 ммоль/л и более диагностируют перипротезную инфекцию сустава.

Клинический пример

27.04.15 в травматологическое отделение поступил пациент Б. с признаками перипротезной инфекции суставов, № истории 814. Пациенту в асептических условиях стандартным шприцем выполнили пункцию эндопротезированного сустава с взятием аспирата из эндопротезированного сустава в количестве, необходимом для исследования. Шприц доставили в лабораторию для исследования, где было выполнено микроскопическое исследование мазка аспирата из эндопротезированного сустава, окрашенного по Грамму, и бактериологическое исследование и дополнительно, по заявленному способу, измерение концентрации D-лактата. При микроскопическом исследовании мазка аспирата из эндопротезированного сустава, окрашенного по Грамму, и бактериологическом исследовании возбудитель обнаружен не был, тогда как значение D-лактата равнялось 1,76 ммоль/л, что было расценено как положительный результат и пациенту был поставлен диагноз «Перипротезная инфекция суставов». В связи с этим пациент был направлен на ревизионное эндопротезирование с целью удалить инфицированные имплантаты. Бактериологическое исследование имплантатов, извлеченных во время операции, через 14 дней подтвердило наличие перипротезной инфекции, вызванной труднокультивируемым микроорганизмом - Propionibacterium acnes. Таким образом, выявив инфекционный процесс на ранних этапах, используя заявленный способ, очаг инфекции (имплантат) был удален на 14 дней раньше, что значительно улучшило результат лечения, не позволило развиться системному воспалению и предотвратило повторные обширные высокотравматичные оперативные вмешательства.

В лабораторных условия была проведена оценка эффективности измерение концентрации D-лактата в аспирате из эндопротезированного сустава в сравнении с бактериологическим исследованием и микроскопическим исследование мазка аспирата из эндопротезированного сустава, окрашенного по Граму. Чувствительность заявленного способа составила 97%, специфичность - 94%, что указывает на высокую точность.

Как видно из таблицы количество подтвержденных случаев перипротезной инфекции суставов по заявляемому способу при измерении концентрации D-лактата в аспирате из эндопротезированного сустава составляет 97%, то есть выше чем при бактериологическом исследовании (прототипе) - 75% и микроскопическом исследовании мазка аспирата из эндопротезированного сустава, окрашенного по Граму - 53%. Кроме того у 8 пациентов инфекционный процесс удалось выявить только используя заявленный способ, заключающийся в дополнительном измерение концентрации D-лактата в аспирате из эндопротезированного сустава в сравнении с бактериологическим исследованием и у 16 пациентов в сравнении с микроскопическим исследованием. Это позволило изменить тактику ведения таких пациентов на ранних этапах, использовать антибиотикотерапию и достичь излечения. Так же это позволило избежать повторных высокотравматичных обширных оперативных ревизионных вмешательств, ведущих к инвалидизации больного. Отсутствие обнаружения инфекции у таких пациентов грозит развитием серьезных осложнений, таких как сепсис, вплоть до летальных исходов.

Заявляемый способ позволяет проводить точную диагностику перипротезной инфекции суставов, так как быстро, в течение одного часа выявляет случаи перипротезной инфекции суставов, даже вызванных труднокультивируемыми микроорганизмами и обеспечивает доступность диагностики перипротезной инфекции суставов, что даст возможность широко использовать заявляемый способ в отделениях травматологии, ортопедии и эндопротезирования.