Alguns aspectos do desenvolvimento de complicações infecciosas na artroplastia

A cirurgia de substituição do quadril assumiu um lugar de destaque no tratamento cirúrgico de formas graves de patologia da articulação do quadril. Essa operação elimina ou reduz significativamente a dor, restaura o movimento articular, fornece suporte para o membro, melhora a marcha e, como resultado, melhora significativamente a qualidade de vida do paciente. Mas não é segredo que qualquer tratamento cirúrgico também pode apresentar uma série de complicações, uma das quais é a infecção. De acordo com a literatura, um centro ortopédico que realiza grandes cirurgias de substituição articular e realiza pelo menos 100 cirurgias por ano pode ter uma taxa de complicações infecciosas de 17% no primeiro ano, essa taxa diminui em 5% no segundo ano, em 3% no terceiro ano e pode chegar a uma média de 4%.

O problema das complicações infecciosas em endopróteses de grandes articulações torna-se cada vez mais urgente, apesar do uso ativo da profilaxia antibiótica e dos métodos modernos de antissepsia cirúrgica. Isso se deve ao crescimento do número de instituições que praticam artroplastia, à dificuldade de identificação do patógeno, à complexidade do tratamento e à gravidade das consequências. Tudo isso, em última análise, leva à deterioração dos resultados da intervenção, ao aumento dos custos e do tempo de reabilitação pós-operatória dos pacientes.

O problema também é causado pelo estado geral, especialmente de um paciente idoso, no qual o corpo tem muita dificuldade em combater infecções. O estado imunossupressor é causado pela imunodeficiência secundária induzida após uma intervenção cirúrgica de longo prazo altamente traumática e pela entrada de produtos de destruição tecidual no sangue, bem como por características do sistema imunológico relacionadas à idade em pacientes idosos.

O aumento do número de artroplastias, aliado ao alto potencial de reabilitação, é acompanhado por um aumento nos casos de infecção profunda na área de intervenção cirúrgica, atingindo, segundo autores nacionais e estrangeiros, de 0,3% a 1% na intervenção primária e até 40% ou mais na revisão. O tratamento dessas complicações infecciosas é um processo longo que exige o uso de medicamentos e materiais caros. Antigamente, era considerado absolutamente inaceitável implantar uma endoprótese em uma área afetada por infecção. No entanto, o desenvolvimento da compreensão da fisiopatologia da infecção associada a implantes, bem como o progresso na técnica cirúrgica, tornaram possível o sucesso da endoprótese mesmo nessas condições.

A maioria dos cirurgiões concorda que a remoção dos componentes da endoprótese e o tratamento cirúrgico cuidadoso da ferida são etapas iniciais importantes do tratamento do paciente. No entanto, ainda não há consenso sobre métodos que possam restaurar o estado funcional da articulação sem dor e com risco mínimo de recorrência de infecção.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Estágios de formação de biofilme

Estágio 1. Aderência reversível à superfície. Na maioria das vezes, os microrganismos existem como massas flutuantes ou colônias isoladas (por exemplo, planctônicas). No entanto, em condições normais, a maioria dos microrganismos tende a se fixar à superfície e, por fim, formar um biofilme.

Estágio 2. Adesão permanente à superfície. À medida que as bactérias se multiplicam, elas aderem mais firmemente à superfície, diferenciam-se e trocam genes, o que garante sua sobrevivência.

Etapa 3: Formação de uma matriz/biofilme protetor de muco. Uma vez firmemente aderidas, as bactérias começam a formar uma matriz circundante de exopolissacarídeos, conhecida como substância polimérica extracelular. Esta é a matriz EPS. Pequenas colônias de bactérias formam então o biofilme inicial. A composição da matriz EPS varia dependendo dos microrganismos específicos presentes, mas geralmente inclui polissacarídeos, proteínas, glicolipídeos e DNA bacteriano. Uma variedade de proteínas e enzimas ajuda o biofilme a aderir mais firmemente ao leito da ferida. Biofilmes totalmente formados (maduros) eliminam continuamente bactérias planctônicas, microcolônias e fragmentos, que podem se dispersar e aderir a outras partes do leito da ferida ou a outras superfícies da ferida para formar novas colônias de biofilme.

Com que rapidez o biofilme se forma?

Estudos experimentais de laboratório mostraram que bactérias planctônicas, como estafilococos, estreptococos, pseudomonas e E. coli, geralmente:

1. juntam-se em poucos minutos;
2. formam microcolônias firmemente aderidas dentro de 2 a 4 horas;
3. produzem polissacarídeos extracelulares e tornam-se significativamente mais tolerantes a biocidas, como antibióticos, antissépticos e desinfetantes, dentro de 6 a 12 horas;
4. estão envolvidas em colônias de biofilme completas, que são muito resistentes a biocidas e perdem bactérias planctônicas em 2 a 4 dias, dependendo do tipo de bactéria e das condições de crescimento;
5. Recuperam-se rapidamente da destruição mecânica e formam um biofilme maduro em 24 horas. Esses fatos sugerem que várias limpezas sucessivas da ferida podem proporcionar um curto período de tempo, por exemplo, menos de 24 horas, durante o qual o tratamento antimicrobiano é mais eficaz contra microrganismos planctônicos e células patogênicas intrabiofilme na ferida.

Você consegue ver o biofilme microbiano?

Biofilmes são estruturas microscópicas. No entanto, em algumas situações, quando crescem sem controle por um longo período de tempo, tornam-se tão densos que podem ser vistos a olho nu. Por exemplo, a placa bacteriana pode se acumular e tornar-se claramente visível em um dia. Algumas bactérias no fenótipo produzem pigmentos que podem facilitar a detecção visual de todo o biofilme. Por exemplo, P. aeruginosa, estando no fenótipo de biofilme, produz a piocianina molecular verde no sistema de "quorum sensing". Mas mesmo neste caso, a coloração verde da ferida nem sempre indica a presença de um biofilme formado por Pseudomonas sp.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Biofilmes podem ser encontrados em crostas?

A escara é descrita como uma camada espessa, amarela e relativamente escura no leito da ferida, enquanto os biofilmes encontrados em feridas parecem mais gelatinosos e claros. No entanto, pode haver uma relação entre biofilmes e escara. Os biofilmes estimulam a inflamação, o que aumenta a permeabilidade vascular, a formação de exsudato da ferida e a formação de escara de fibrina. Portanto, a presença de escara pode indicar a presença de biofilme na ferida. No entanto, essa relação entre escara e biofilme em feridas crônicas precisa ser estudada mais a fundo.

Atualmente, o método mais confiável para confirmar a presença de biofilme microbiano é a microscopia especializada, como a microscopia confocal de varredura a laser.

[ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Classificação

O uso de uma classificação eficaz é importante para a escolha de um método racional de tratamento e a comparação de seus resultados. Apesar da diversidade de sistemas de classificação propostos, não existe um sistema único internacionalmente aceito para o diagnóstico e tratamento subsequente da infecção paraendoprotética, ou seja, o tratamento de complicações infecciosas após endopróteses não é padronizado.

A classificação mais comum de infecção profunda após artroplastia total do quadril é por MB Coventry (1975) - RH Fitzgerald (1977). O principal critério de classificação é o tempo de manifestação da infecção (o intervalo de tempo entre a operação e a primeira manifestação do processo infeccioso). Com base neste critério, os autores propuseram três tipos clínicos principais de infecção profunda. Em 1996, DT Tsukayama et al. complementaram esta classificação com o tipo IV, definido como uma cultura intraoperatória positiva. Este tipo de infecção paraendoprotética significa colonização bacteriana assintomática da superfície da endoprótese, que se manifesta na forma de culturas intraoperatórias positivas de duas ou mais amostras com isolamento do mesmo patógeno. Culturas positivas de 2-5 amostras intraoperatórias. Dependendo do tipo de infecção, os autores recomendaram uma determinada estratégia de tratamento.

Classificação de infecção profunda após artroplastia total do quadril (Coventry-Fitzgerald-Tsukayama)

1. Infecção pós-operatória aguda - no primeiro mês
2. Infecção crônica tardia - a partir de um mês
3. Infecção hematogênica aguda - até um ano
4. Cultura intraoperatória positiva - após um ano ou mais

Assim, na infecção tipo I, considera-se justificada a revisão com necrectomia, a substituição do revestimento de polietileno e a preservação dos componentes remanescentes da endoprótese. Na infecção tipo II, durante a revisão com necrectomia obrigatória, a remoção da endoprótese é necessária e, em pacientes com infecção paraendoprotética tipo III, é possível tentar preservar a endoprótese. Por sua vez, ao diagnosticar uma cultura intraoperatória positiva, o tratamento pode ser conservador - antibioticoterapia parenteral supressiva por seis semanas.
Características da patogênese da infecção paraendoprotética.

A infecção paraendoprotética é um caso especial de infecção associada a implantes e, independentemente das vias de penetração do patógeno, do tempo de desenvolvimento e da gravidade das manifestações clínicas, é específica da endoprótese. Nesse caso, o papel principal no desenvolvimento do processo infeccioso é atribuído aos microrganismos, sua capacidade de colonizar superfícies biogênicas e abiogênicas.

Os microrganismos podem existir em vários estados fenotípicos: aderente - forma de biofilme de bactérias (biofilme), vida livre - forma planctônica (em solução em estado suspenso), latente - esporo. A base da patogenicidade dos microrganismos causadores de infecções paraendoprotéticas é sua capacidade de formar biofilmes especiais (biofilmes) nas superfícies dos implantes. Compreender esse fato é extremamente importante para determinar táticas racionais de tratamento.

A colonização bacteriana do implante pode ser realizada por dois mecanismos alternativos. Por interação direta não específica entre a bactéria e a superfície artificial não revestida por proteínas do hospedeiro, devido a forças de campo eletrostático, forças de tensão superficial, forças de Vander-Wils, hidrofobicidade e ligações de hidrogênio (o primeiro mecanismo). Foi demonstrado que há adesão seletiva de micróbios ao implante, dependendo do material de que é feito. A adesão de cepas de St. epidermidis ocorre melhor em partes poliméricas da endoprótese, e de cepas de St. aureus em partes metálicas.

No segundo mecanismo, o material do qual o implante é feito é revestido com proteínas "hospedeiras", que atuam como receptores e ligantes que unem o corpo estranho ao microrganismo. Vale ressaltar que todos os implantes passam pelas chamadas alterações fisiológicas, que resultam no revestimento quase instantâneo do implante com proteínas plasmáticas, principalmente albumina.

[ 15 ], [ 16 ]

Como os biofilmes interferem no processo de cicatrização de feridas?

Durante a liberação da superfície da ferida do biofilme, este estimula uma resposta inflamatória crônica. Essa reação resulta no surgimento de um grande número de neutrófilos e macrófagos ao redor do biofilme. Essas células inflamatórias produzem grandes quantidades de oxidantes reativos e proteases (metaloproteinases e elastases da matriz). As proteases ajudam a interromper a adesão do biofilme aos tecidos, removendo-o da ferida. No entanto, esses oxidantes reativos e proteases também destroem tecidos saudáveis e em processo de cicatrização, proteínas e células imunológicas, o que prejudica a qualidade do tratamento.

A resposta inflamatória crônica nem sempre leva à remoção bem-sucedida do biofilme, e há a hipótese de que tal resposta seja "benéfica" para o biofilme. Ao induzir uma resposta inflamatória ineficaz, o biofilme protege os microrganismos que o formam e aumenta a produção de exsudato, que por sua vez é uma fonte de nutrição e um meio de manutenção do biofilme.

Existem condições que promovem a formação de biofilme em uma ferida?

Não se sabe se existem condições que favoreçam a formação de biofilme em uma ferida. No entanto, condições subjacentes que enfraquecem o sistema imunológico ou reduzem os efeitos dos antibióticos podem favorecer o desenvolvimento de biofilme em feridas (por exemplo, isquemia ou necrose tecidual, má nutrição).

[ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ], [ 21 ], [ 22 ]

Quais são os princípios do gerenciamento de biofilmes?

Mesmo que haja uma alta probabilidade de que uma ferida contenha biofilme, não existe um tratamento único. Uma estratégia combinada que utilize elementos de preparação do leito da ferida para remover a massa de biofilme e prevenir a remodelação do biofilme pode ser ideal. Essa abordagem é, às vezes, chamada de "tratamento de feridas baseado em biofilme".

Como sei se o biofilme foi removido?

A falta de sintomas claros e de métodos laboratoriais estabelecidos para identificar comunidades microbianas dificulta a identificação do momento em que uma ferida está livre de biofilme. O mais indicativo é a cicatrização progressiva da ferida, caracterizada pela diminuição da secreção de exsudato e descamação da escara. Até que diretrizes definitivas sejam desenvolvidas, os médicos terão que tomar decisões sobre como tratar feridas afetadas por biofilme caso a caso. Por exemplo, quando o tratamento é bem-sucedido, pode ser necessário alterar o método ou a frequência dos cuidados com a ferida ou considerar a necessidade de antimicrobianos tópicos. Medidas adicionais para estimular a cicatrização da ferida devem ser consideradas no contexto do estado de saúde do paciente e devem ter como objetivo o suporte do sistema imunológico. Assim, os biofilmes influenciam o curso de doenças inflamatórias crônicas, e dados recentes sugerem que eles também desempenham um papel significativo na interrupção do processo de cicatrização de feridas crônicas. Os biofilmes têm um alto nível de tolerância a anticorpos, antibióticos, antissépticos, desinfetantes e fagócitos. Os tratamentos atuais para feridas com biofilmes incluem a limpeza frequente obrigatória da ferida em combinação com o uso de curativos e agentes antimicrobianos para prevenir a reinfecção da ferida e inibir a formação de biofilme.

Ao considerar a etiopatogenia da infecção de feridas, deve-se levar em conta que qualquer foco infeccioso local deve ser considerado uma biocenose patológica do ponto de vista microbiológico. Isso significa que qualquer microbiota localizada em um determinado foco é capaz de participar ativamente do processo infeccioso apenas na medida em que encontre condições ótimas para a existência e manifestação de todas as funções vegetativas, incluindo a máxima realização de sua patogenicidade para o organismo hospedeiro. O reconhecimento dessa posição, por sua vez, serve como base para conclusões subsequentes. Se a patogenicidade inicial do patógeno for alta o suficiente e os mecanismos naturais de defesa anti-infecciosa do hospedeiro forem insuficientes ou enfraquecidos por algum processo patológico de fundo, a formação de um biótopo patológico pode ser consequência do desenvolvimento gradual do próprio processo infeccioso.

Candidato a Ciências Médicas Garifullov Gamil Gakilievich. Alguns aspectos do desenvolvimento de complicações infecciosas durante artroplastia // Medicina Prática. 8 (64) de dezembro de 2012 / Volume 1