Результат интеллектуальной деятельности: Способ выбора тактики ревизионного эндопротезирования крупных суставов

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и лабораторной диагностике, и предназначено для выбора тактики ревизионного эндопротезирования крупных суставов.

Эндопротезирование крупных суставов способствует улучшению качества жизни пациентов. Одним из тяжелых осложнений является перипротезное инфицирование. Этот процесс, в случае несвоевременной диагностики и неадекватного лечения может привести к тяжелым последствиям - развитию остеомиелита, образованию дефектов костей, удалению протеза и даже летальному исходу.

Широкое, повсеместное развитие эндопротезирования крупных суставов, наряду с очевидными преимуществами, связанными с улучшением качества жизни пациентов, сопровождается ростом числа инфекционных осложнений с развитием глубокого нагноения в области эндопротезов, которые составляют от 1,0 до 12,4% (Hsu CS et al, Two-stage revision of infected total knee arthroplasty using an antibiotic-impregnated static cement-spacer, Chang Gung Med J, 2008, 31(6), p. 583-591). Летальность при нагноениях в области эндопротезов составляет до 2,5%, а в группе пожилых больных - до 8% (Parvizi J et al, Periprosthetic infection: are current treatment strategies adequate? Acta Orthop Belg, 2008, 74(6), p. 793-800).

На момент инфекции средний возраст пациента составляет 71 год. Для пациентов инфекция в зоне протеза часто сопряжена с серьезным ухудшением качества жизни, хроническими болями, и как правило, с дополнительными операциями с потерей костной ткани, мышц и мягких тканей. Часто это связано с стационарным лечением, длящимся от нескольких недель до месяцев. В результате такого пребывания в больнице, операций, наркозов и длительной иммобилизации, пациенты сталкиваются с мультирезистентными возбудителями, поэтому для них существует повышенный риск возникновения сопутствующих осложнений, которые даже могут привести к смерти (эмболия легочной артерии, катетерный сепсис).

Ортопедический центр, занимающийся эндопротезированием крупных суставов и выполняющий не менее 100 операций в год, за первый год может получить количество инфекционных осложнений - 17%, на второй год это количество снижается на 5%, на третий на 3% и в среднем может составить 4% (A. Trampuz и др., В центре внимания: перипротезная инфекция сустава, CeraNews Журнал для ортопедов, 2014, №1, с. 3-4).

В уровне техники известен способ диагностики перипротезной инфекции (Винклер Т. И др., Классификация и алгоритм диагностики и лечения перипротезной инфекции тазобедренного сустава, Травматология и ортопедия России, 2016 г., №1, с. 35), включающий в себя лабораторное исследование крови пациента. Однако низкая специфичность и чувствительность рутинных показателей крови не позволяет вовремя диагностировать внутрисуставную инфекцию.

Так, в уровне техники известен способ выбора тактики ревизионного эндопротезирования крупных суставов (Артюх В.А. и др., Двухэтапное ревизионное эндопротезирование в лечении перипротезной инфекции в области тазобедренного сустава, Федеральные клинические рекомендаци и, 2015 г., с. 9), выбранный нами за прототип. Способ включает в себя проведение лабораторного исследования образцов синовиальной жидкости из подвергающихся ревизионному эндопротезированию суставов. Анализ синовиальной жидкости включает подсчет клеток с лейкоцитарной формулой, определение эстеразы лейкоцитов и бактериологическое исследование на аэробы и анаэробы. Анализ на кристаллы может также быть произведен по показаниям. Однако латентные и стертые после приема антифиотиков формы перипротезной инфекции могут отражаться в таком исследовании самым неопределенным образом в связи с отложением бактериальных биопленок на внутрисуставных поверхностях и сохранения при этом стерильности синовиальной жидкости, тогда как в вопросе выбора тактики ревизионного эндопротезирования необходима полная ясность.

Основная проблема, стоящая перед ортопедическим сообществом - отсутствие золотого стандарта для диагностики периимплантного нагноения. Нередко воспаление в области сустава остается нераспознанным до момента оперативного лечения.

Усилия по поиску более простых и точных средств диагностики перипротезной инфекции (ПЛИ) сосредоточились на обнаружении биомаркеров в синовиальной жидкости (Ошкуков С.А., Хирургическое лечение перипротезной инфекции тазобедренного и коленного суставов, дисс. М., 2017 г.; Bozic KJ et al, The impact of infection after total hip arthroplasty on hospital and surgeon resource utilization, J Bone Joint Surg Am, 2005, 87(8), p. 1746-1751).

Одним из таких биомаркеров являются человеческие α-дефензины HNP-1, HNP-2, HNP-3, которые берут свое название от английского «defense» -защита. Они входят в группу антимикробных пептидов (АМП) и представляют собой небольшие катионные пептиды с молекулярной массой 2-6 кДа. Впервые они были описаны Робертом Скарнесом и Деннисом Уотсоном в 1957 году как термостабильные протеолитические ферменты, синтезируемые лейкоцитами, α-дефензины HNP-1, HNP-2, HNP-3 одни из первых обеспечивают неспецифическую защиту организма от бактерий, грибков и некоторых вирусов. Механизм их действия основан на процессе неокислительного порообразования.

Наиболее близким по технической сущности является способ диагностики локального воспаления в крупных суставах (патент US 7598080 (Carl Deirmengian), 23.02.2006 г.), включающий определение уровня α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в синовиальной жидкости. Исследование проводят с помощью набора ИХА на альфа-дефензин. Синовиальную жидкость из сустава, в котором предполагают воспаление, подвергают разведению входящими в состав набора реактивами и наносят на тест-полоску. При достижении уровня α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 референсного значения и выше диагностируют локальное воспаление в крупных суставах.

Однако для выбора тактики ревизионного эндопротезирования данного знания недостаточно, поскольку существует определенный процент ошибки, связанной с качественным определением α-дефензинов.

Таким образом, существует потребность в способе выбора тактики ревизионного эндопротезирования, лишенном вышеуказанных недостатков.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности выбора предлагаемого хирургического лечения на основании сравнительной оценки достоверного маркера - уровня α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в интактном и оперируемом суставах.

Этот технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе выбора тактики ревизионного эндопротезирования крупных суставов, включающем в себя проведение лабораторного исследования образцов синовиальной жидкости из подвергающихся ревизионному эндопротезированию суставов, дополнительно берут образцы синовиальной жидкости из интактного крупного сустава, при этом исключают использование местного обезболивания и попадания крови в образцы во время извлечения пункционной иглы, определяют во всех образцах уровень экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3, и при выявлении соотношения уровня экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперируемом и интактном суставах 2:1 и выше определяют наличие инфицирования оперируемого сустава и назначают проведение двухэтапного ревизионного эндопротезирования с установкой антибактериального спейсера сустава, а при выявлении соотношения уровня экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперируемом и интактном суставах меньше, чем 2:1 определяют отсутствие инфицирования оперируемого сустава и назначают одноэтапное ревизионное эндопротезирование.

На фиг. 1-6 показаны иллюстрации к клиническим примерам.

Способ осуществляют следующим образом.

В асептических условиях, после обработки кожных покровов крупного сустава (тазобедренного, коленного), выполняют пункцию сустава, на котором планируют произвести ревизионное эндопротезирование, и пункцию интактного сустава, предпочтительно контрлатерального. Исключают использование местного обезболивания и попадания крови в образцы во время извлечения пункционной иглы для предотвращения искажения результатов. Полученные образцы суставной жидкости исследуют методом иммуноферментного или иммунохроматографического анализа количественно на наличие α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3. При выявлении соотношения уровня экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперируемом и интактном суставах 2:1 и выше делают вывод об активации нейтрофилов под воздействием внешних инфекционных факторов, так как дефензины одни из первых обеспечивают неспецифическую защиту организма от бактерий, определяют наличие инфицирования оперируемого сустава и назначают проведение двухэтапного ревизионного эндопротезирования с установкой антибактериального спейсера сустава. При выявлении соотношения уровня экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперируемом и интактном суставах меньше, чем 2:1 определяют отсутствие инфицирования оперируемого сустава и назначают одноэтапное ревизионное эндопротезирование. Такое раннее определение инфекционного воспаления дает врачу повод для быстрого реагирования и применению таких действий направленных на борьбу с инфекцией как ревизия с применением цемента с антибиотиком, санация, общая антибиотикотерапия и т.д.

Анализ клинико-лабораторных данных 178 пациентов различного возраста, включающих посевы с удаленных во время ревизионного эндопротезирования фрагментов синовиальной оболочки оперируемых суставов и фрагментов синовиальной оболочки, полученных путем артроскопической биопсии интактных суставов, показал, что у 98% всех пациентов с подозрением на перипротезную инфекцию (n=121) с отношением уровня экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперируемом и интактном суставах 2:1 и выше посев фрагментов синовиальной оболочки оперируемого сустава давал положительные результаты с низкими концентрациями патогенных микроорганизмов. У 100% пациентов с подозрением на перипротезную инфекцию (n=57) с отношением уровня экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперируемом и интактном суставах меньше 2:1 посевы оставались стерильными.

Таким образом, отношение уровня экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперируемом и интактном суставах 2:1 и выше можно использовать в качестве критерия очень высокой вероятности перипротезной инфекции, что является показанием к проведению двухэтапного ревизионного эндопротезирования крупного сустава с установкой антибактериального спейсера, санацией, общей антибиотикотерапией.

Существенность отличий предлагаемого способа заключается в том, что в комплексе клинико-лабораторных исследований в качестве прогностического критерия предлагается использовать сравнительный анализ - отношение уровня экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперируемом и интактном суставах - для выявления либо невыявления скрытых форм перипротезной инфекции, и назначения адекватной тактики ревизионного эндопротезирования.

Пример 1. Пациентка Б., 1962 г.р. Вялотекущий воспалительный процесс (?) правого коленного сустава после тотального замещения без формирования фистулы (Фиг. 1). Жалобы на ноющие боли в правом колене. Посев синовиальной жидкости отрицательный, воспалительные показатели общего анализа крови либо в пределах нормы, либо на ее верхней границе.

Пациентке проведено исследование образцов синовиальной жидкости с помощью иммуноферментного анализа. Уровни экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперируемом и интактном (левом коленном) суставах составили соответственно 6,4 и 2,1 мкг/мл (отношение составило 3,05:1). Согласно предлагаемому способу было выбрано двухэтапное ревизионное эндопротезирование с использованием спейсеров с цефтриаксоном (Фиг. 2). По результату посева фрагментов синовиальной оболочки, удаленных во время I этапа ревизионного эндопротезирования (Фиг. 3) - низкие концентрации S. heamolyticus и Staplylococcus spp.

На обзорной рентгенограмме - картина после II этапа - удаления спейсера, собственно ревизионного эндопротезирования (Фиг. 4).

Повторный забор синовиальной жидкости показал уровни экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперированном и интактном суставах соответственно 3,3 и 2,1 мкг/мл (отношение составило 1,57:1).

Пример 2. Пациент Г., 1961 г.р. Нестабильность вертлужного компонента эндопротеза левого тазобедренного сустава без формирования фистулы (Фиг. 5). Посев синовиальной жидкости отрицательный, воспалительные показатели общего анализа крови либо в пределах нормы, либо на ее верхней границе.

Пациенту проведено исследование образцов синовиальной жидкости с помощью иммуноферментного анализа. Уровни экспрессии α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в оперируемом и интактном (правом тазобедренном) суставах составили соответственно 2,4 и 2,0 мкг/мл (отношение составило 1,2:1). Согласно предлагаемому способу было выбрано одноэтапное ревизионное эндопротезирование (Фиг. 6). По результату посева фрагментов синовиальной оболочки, удаленных во время ревизионного эндопротезирования - фрагменты стерильны.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность и обоснованность выбора тактики ревизионного эндопротезирования на основании объективной сравнительной оценки уровня α-дефензинов HNP-1, HNP-2, HNP-3 в интактном и оперируемом суставах.