引用本文： 曹建刚, 刘军. 关节假体周围感染预防的研究进展. 中国修复重建外科杂志, 2015, 29(2): 250-253. doi: 10.7507/1002-1892.20150052 复制
关节假体周围感染（prosthetic joint infection，PJI）是一种少见且严重的人工关节置换术并发症，可发生在置换术任何时期[1-2]。据统计，与PJI相关的患者死亡率为2.7%～18%，远高于初次人工关节置换术和无菌性翻修术死亡率[3-5]。而且PJI相关的后续治疗费用约是初次人工关节置换术的4倍[3-4, 6]。为避免发生PJI，探索有效的预防策略是临床研究重点。本文对初次人工关节置换术前、术中及术后PJI预防措施进行综述，总结相关研究进展，为临床工作提供参考。
1 术前预防策略
1.1 内科情况评估与调整
术前内科情况评估与调整是手术成功的重要环节，需要进行评估和调整的要素包括减少其他合并症、改善营养、戒烟、控制血糖[7-8]。
术前患者营养状况容易被忽视，营养不良患者出现伤口并发症的风险是正常患者的3倍以上[9]。术前筛查营养不良的方法包括询问病史和体格检查。提示可能存在营养不良的指标包括：身体质量指数＜20，总胆固醇＜160 mg/dL，淋巴细胞计数＜1 500 个 / mm3，铁蛋白＜200 mg/dL，白蛋白 ＜3.5 mg/ dL[10-11]。一旦明确营养不良，应及时进行内科治疗纠正；术后也需进行营养支持治疗。
鼓励患者戒烟是术前准备的另一重要环节。烟草中的一氧化碳和其他组分会导致手术部位血流量减少，减少有氧代谢，并增加局部血小板聚集。此外，循环受限还会减少局部的体液传递和细胞代谢，影响术区的免疫调节[12]。目前推荐骨科手术前至少戒烟6个月[11, 13]。
围手术期严格控制血糖是减少PJI风险的重要措施。与不控制血糖的患者相比，血糖控制良好的患者感染相关风险明显减低，这些相关风险包括住院天数延长、中风、心肌梗死、术后出血、尿路感染、肺炎等。研究表明，通过严格控制血糖，糖尿病患者感染风险可降低至无糖尿病患者水平[13-15]。
1.2 金黄色葡萄球菌筛查和去定植
金黄色葡萄球菌是导致骨科手术部位感染的主要病原菌，包括甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌两种菌株，目前耐甲氧西林金黄色葡萄球菌导致的手术部位感染发生率呈增长趋势[16-18]。研究表明，金黄色葡萄球菌主要定植于身体的潮湿部位，如鼻腔、咽部、腋窝和会阴等。有研究对298例金黄色葡萄球菌携带者进行检测，结果发现其中66%携带者鼻腔筛查呈阳性，鼻腔和会阴部两部位联合拭子检查呈阳性者为82%[19]。有关骨科植入物手术部位感染影响因素研究表明，金黄色葡萄球菌鼻腔携带是发生手术部位感染的唯一独立危险因素[20-21]。
清除鼻腔/皮肤定植的金黄色葡萄球菌是预防手术部位感染的有效策略，能有效降低术后金黄色葡萄球菌感染风险 [22]。目前常用去定植方法为术前5 d每天应用莫匹罗星软膏鼻腔给药2次，洗必泰清洗1次。此外，对于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌定植患者，可在围手术期静脉给予万古霉素代替或联用第1代头孢菌素[23]。
2 术中预防策略
2.1 术区皮肤准备
适当的术区皮肤准备可以减少手术部位细菌。目前尚缺少充分证据支持进行术区皮肤准备可降低手术部位感染，而且部分医生对该观点持反对意见，认为该处理存在增加手术部位感染潜在风险。如进行术前备皮，建议使用推剪剃毛的方法，因其刀刃不会接触皮肤，能降低术后感染率和避免应用剃须刀备皮的相对感染风险。需要注意的是应在术前备皮，而不是手术前1天晚上备皮[24-26]。理想的皮肤消毒液是在应用后的一段时间能同时抵抗残留的活性菌和芽孢，目前常用的皮肤消毒液主要为聚维酮碘溶液和乙醇。乙醇能快速减少微生物数量，与聚维酮碘溶液联用可增加其抗菌活性。然而，乙醇不具备残留抗菌活性，微生物会回弹生长[27]。
2.2 手术室预防策略
铺单是预防PJI发生的另一个重要步骤。研究表明，与布单相比，塑料贴膜在预防细菌垂直迁移方面的效果增加了10倍；使用碘浸渍的手术单与塑料贴膜联用可减少细菌定植率；虽然文献支持塑料贴膜用于重症监护室和产科中可减少术后伤口感染，但骨科相关研究结果均显示其无降低伤口感染率的作用[27]。
空气中细菌的最大来源是手术室人员，因此人员应减少至最低限度[28]。与标准棉质手术服相比，采用全围手术服和个人排气系统可减少菌落单位数量，但未降低感染发生率[29-30]。佩戴双层手套能降低内层手套穿孔继发手术部位污染的风险；在安装植入物前常规更换外层手套能进一步降低内层手套穿孔的风险，同时也能减少细菌污染 [31-32]。与传统的空气流动相比，层流能滤掉空气中＞0.3 μm的微粒，减少伤口的细菌污染[33]。与无层流手术相比，层流的应用可减少感染发生，但层流效果取决于患者体位、人员位置、手术类型（髋关节或膝关节）及气流方向，当人员在空气流动的通道上走动时会影响层流效果[34-35]。
2.3 预防性应用抗生素
2.3.1 静脉应用抗生素
人工全膝关节置换术前预防性应用抗生素可有效预防感染。Prokuski[36]的前瞻性随机双盲试验结果表明，预防性应用抗生素组感染率为1.6%，而安慰剂组为4.2%。与不应用抗生素相比，相同手术中预防性应用抗生素可减少绝对风险和相对风险[37]。在初次人工关节置换术中，金黄色葡萄球菌和链球菌属是主要病原菌。第1代头孢菌素因具有长半衰期、良好的组织渗透性以及对金黄色葡萄球菌和链球菌的生物有效性，成为人工关节置换术的首选抗生素[38-39]。抗生素应控制在切开皮肤前1 h内输入，术后抗生素的应用时间限制在24 h内，研究表明术后应用抗生素24 h与应用3～14 d相比在预防感染方面无显著差异[36, 40]。
2.3.2 抗生素骨水泥
抗生素骨水泥是局部应用抗生素的一种有效方法，使用抗生素骨水泥作为介质可使大部分抗生素在最初9周内持续局部释放[41]。该方法的优点是能减少由于术中污染导致的细菌定植，但人工关节置换术中应用抗生素骨水泥不能减低远期血行性感染发生风险。与全身抗生素联用时，应用抗生素骨水泥能减少因感染导致的翻修率[42]。
2.4 其他策略
2.4.1 伤口冲洗
术中冲洗去除骨碎屑、血凝块可减少细菌污染。对于选择脉冲冲洗或普通冲洗，目前尚未达成共识。相对于普通冲洗，脉冲冲洗的高压力不仅不能清除更多细菌，反而会提高将细菌冲洗至深部骨组织种植的几率，此外还会增加肌肉的损伤和阻碍骨碎屑的去除[43-44]。与抗生素冲洗液相比，生理盐水和肥皂液能清除更多的手术区域细菌。此外，抗生素溶液有潜在的组织毒性，可能影响伤口愈合[45]。
2.4.2 伤口引流
理论上应用引流管可减少术后血肿形成风险，但目前尚缺乏充分客观依据表明应在初次人工关节置换术中常规使用引流管。有研究表明[46-47]，术后是否采用负压引流，在感染率、伤口并发症、血栓并发症、住院天数或血肿形成等方面无显著差异；如果使用引流管，必须在术后24 h拔除，以减小PJI风险。
3 术后策略
3.1 术后抗凝药物的应用
人工关节置换术后会增加静脉血栓栓塞症风险，常需应用抗凝药物，但抗凝药物是术后血肿形成的主要原因之一，而血肿部位继发PJI感染风险显著增加[48]。还有学者认为，过度抗凝治疗（国际标准化比率＞1.5）和血肿形成会导致PJI发生率显著增加，需进一步手术行血肿清除[49]。
3.2 进行其他外科手术时的抗生素应用
虽然无明确证据表明牙科手术和关节假体周围感染之间的关联，但美国骨科医师协会推荐人工关节置换术后患者进行牙科手术前预防性使用抗生素，牙科目前给予抗生素的时间是术前1 h[50]。
综上述，人工关节置换术后PJI预防策略囊括了围手术期各阶段，且取得了一定疗效。但PJI作为关节置换术后的灾难性并发症，目前只能通过多种途径来降低其发生率而无法完全消除，对于关节感染预防方法的改进仍是今后研究的重点；同时，还应重视如何降低关节置换术后感染患者的死亡率和提高治愈率。
关节假体周围感染（prosthetic joint infection，PJI）是一种少见且严重的人工关节置换术并发症，可发生在置换术任何时期[1-2]。据统计，与PJI相关的患者死亡率为2.7%～18%，远高于初次人工关节置换术和无菌性翻修术死亡率[3-5]。而且PJI相关的后续治疗费用约是初次人工关节置换术的4倍[3-4, 6]。为避免发生PJI，探索有效的预防策略是临床研究重点。本文对初次人工关节置换术前、术中及术后PJI预防措施进行综述，总结相关研究进展，为临床工作提供参考。
1 术前预防策略
1.1 内科情况评估与调整
术前内科情况评估与调整是手术成功的重要环节，需要进行评估和调整的要素包括减少其他合并症、改善营养、戒烟、控制血糖[7-8]。
术前患者营养状况容易被忽视，营养不良患者出现伤口并发症的风险是正常患者的3倍以上[9]。术前筛查营养不良的方法包括询问病史和体格检查。提示可能存在营养不良的指标包括：身体质量指数＜20，总胆固醇＜160 mg/dL，淋巴细胞计数＜1 500 个 / mm3，铁蛋白＜200 mg/dL，白蛋白 ＜3.5 mg/ dL[10-11]。一旦明确营养不良，应及时进行内科治疗纠正；术后也需进行营养支持治疗。
鼓励患者戒烟是术前准备的另一重要环节。烟草中的一氧化碳和其他组分会导致手术部位血流量减少，减少有氧代谢，并增加局部血小板聚集。此外，循环受限还会减少局部的体液传递和细胞代谢，影响术区的免疫调节[12]。目前推荐骨科手术前至少戒烟6个月[11, 13]。
围手术期严格控制血糖是减少PJI风险的重要措施。与不控制血糖的患者相比，血糖控制良好的患者感染相关风险明显减低，这些相关风险包括住院天数延长、中风、心肌梗死、术后出血、尿路感染、肺炎等。研究表明，通过严格控制血糖，糖尿病患者感染风险可降低至无糖尿病患者水平[13-15]。
1.2 金黄色葡萄球菌筛查和去定植
金黄色葡萄球菌是导致骨科手术部位感染的主要病原菌，包括甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌两种菌株，目前耐甲氧西林金黄色葡萄球菌导致的手术部位感染发生率呈增长趋势[16-18]。研究表明，金黄色葡萄球菌主要定植于身体的潮湿部位，如鼻腔、咽部、腋窝和会阴等。有研究对298例金黄色葡萄球菌携带者进行检测，结果发现其中66%携带者鼻腔筛查呈阳性，鼻腔和会阴部两部位联合拭子检查呈阳性者为82%[19]。有关骨科植入物手术部位感染影响因素研究表明，金黄色葡萄球菌鼻腔携带是发生手术部位感染的唯一独立危险因素[20-21]。
清除鼻腔/皮肤定植的金黄色葡萄球菌是预防手术部位感染的有效策略，能有效降低术后金黄色葡萄球菌感染风险 [22]。目前常用去定植方法为术前5 d每天应用莫匹罗星软膏鼻腔给药2次，洗必泰清洗1次。此外，对于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌定植患者，可在围手术期静脉给予万古霉素代替或联用第1代头孢菌素[23]。
2 术中预防策略
2.1 术区皮肤准备
适当的术区皮肤准备可以减少手术部位细菌。目前尚缺少充分证据支持进行术区皮肤准备可降低手术部位感染，而且部分医生对该观点持反对意见，认为该处理存在增加手术部位感染潜在风险。如进行术前备皮，建议使用推剪剃毛的方法，因其刀刃不会接触皮肤，能降低术后感染率和避免应用剃须刀备皮的相对感染风险。需要注意的是应在术前备皮，而不是手术前1天晚上备皮[24-26]。理想的皮肤消毒液是在应用后的一段时间能同时抵抗残留的活性菌和芽孢，目前常用的皮肤消毒液主要为聚维酮碘溶液和乙醇。乙醇能快速减少微生物数量，与聚维酮碘溶液联用可增加其抗菌活性。然而，乙醇不具备残留抗菌活性，微生物会回弹生长[27]。
2.2 手术室预防策略
铺单是预防PJI发生的另一个重要步骤。研究表明，与布单相比，塑料贴膜在预防细菌垂直迁移方面的效果增加了10倍；使用碘浸渍的手术单与塑料贴膜联用可减少细菌定植率；虽然文献支持塑料贴膜用于重症监护室和产科中可减少术后伤口感染，但骨科相关研究结果均显示其无降低伤口感染率的作用[27]。
空气中细菌的最大来源是手术室人员，因此人员应减少至最低限度[28]。与标准棉质手术服相比，采用全围手术服和个人排气系统可减少菌落单位数量，但未降低感染发生率[29-30]。佩戴双层手套能降低内层手套穿孔继发手术部位污染的风险；在安装植入物前常规更换外层手套能进一步降低内层手套穿孔的风险，同时也能减少细菌污染 [31-32]。与传统的空气流动相比，层流能滤掉空气中＞0.3 μm的微粒，减少伤口的细菌污染[33]。与无层流手术相比，层流的应用可减少感染发生，但层流效果取决于患者体位、人员位置、手术类型（髋关节或膝关节）及气流方向，当人员在空气流动的通道上走动时会影响层流效果[34-35]。
2.3 预防性应用抗生素
2.3.1 静脉应用抗生素
人工全膝关节置换术前预防性应用抗生素可有效预防感染。Prokuski[36]的前瞻性随机双盲试验结果表明，预防性应用抗生素组感染率为1.6%，而安慰剂组为4.2%。与不应用抗生素相比，相同手术中预防性应用抗生素可减少绝对风险和相对风险[37]。在初次人工关节置换术中，金黄色葡萄球菌和链球菌属是主要病原菌。第1代头孢菌素因具有长半衰期、良好的组织渗透性以及对金黄色葡萄球菌和链球菌的生物有效性，成为人工关节置换术的首选抗生素[38-39]。抗生素应控制在切开皮肤前1 h内输入，术后抗生素的应用时间限制在24 h内，研究表明术后应用抗生素24 h与应用3～14 d相比在预防感染方面无显著差异[36, 40]。
2.3.2 抗生素骨水泥
抗生素骨水泥是局部应用抗生素的一种有效方法，使用抗生素骨水泥作为介质可使大部分抗生素在最初9周内持续局部释放[41]。该方法的优点是能减少由于术中污染导致的细菌定植，但人工关节置换术中应用抗生素骨水泥不能减低远期血行性感染发生风险。与全身抗生素联用时，应用抗生素骨水泥能减少因感染导致的翻修率[42]。
2.4 其他策略
2.4.1 伤口冲洗
术中冲洗去除骨碎屑、血凝块可减少细菌污染。对于选择脉冲冲洗或普通冲洗，目前尚未达成共识。相对于普通冲洗，脉冲冲洗的高压力不仅不能清除更多细菌，反而会提高将细菌冲洗至深部骨组织种植的几率，此外还会增加肌肉的损伤和阻碍骨碎屑的去除[43-44]。与抗生素冲洗液相比，生理盐水和肥皂液能清除更多的手术区域细菌。此外，抗生素溶液有潜在的组织毒性，可能影响伤口愈合[45]。
2.4.2 伤口引流
理论上应用引流管可减少术后血肿形成风险，但目前尚缺乏充分客观依据表明应在初次人工关节置换术中常规使用引流管。有研究表明[46-47]，术后是否采用负压引流，在感染率、伤口并发症、血栓并发症、住院天数或血肿形成等方面无显著差异；如果使用引流管，必须在术后24 h拔除，以减小PJI风险。
3 术后策略
3.1 术后抗凝药物的应用
人工关节置换术后会增加静脉血栓栓塞症风险，常需应用抗凝药物，但抗凝药物是术后血肿形成的主要原因之一，而血肿部位继发PJI感染风险显著增加[48]。还有学者认为，过度抗凝治疗（国际标准化比率＞1.5）和血肿形成会导致PJI发生率显著增加，需进一步手术行血肿清除[49]。
3.2 进行其他外科手术时的抗生素应用
虽然无明确证据表明牙科手术和关节假体周围感染之间的关联，但美国骨科医师协会推荐人工关节置换术后患者进行牙科手术前预防性使用抗生素，牙科目前给予抗生素的时间是术前1 h[50]。
综上述，人工关节置换术后PJI预防策略囊括了围手术期各阶段，且取得了一定疗效。但PJI作为关节置换术后的灾难性并发症，目前只能通过多种途径来降低其发生率而无法完全消除，对于关节感染预防方法的改进仍是今后研究的重点；同时，还应重视如何降低关节置换术后感染患者的死亡率和提高治愈率。