感染是人工关节置换术后最严重的并发症之一，不仅给患者带来多重的手术打击，而且耗费巨大的医疗资源。近10年来，人工关节置换术后感染率明显下降，但目前接受人工关节置换术患者的增长速度已远远超过感染率下降的速度，因此术后感染的问题不容忽视。
一
发病原因
人工关节置换术后感染，应视为医院内感染，致病菌耐药性强。最常见为葡萄球菌，占70%～80%，革兰阴性杆菌、厌氧菌和非A族链球菌也常见。
二
发病机制
感染分为两类：一类是早期感染，另一类是晚期感染或称为迟发感染。早期感染是手术中细菌直接进入关节引起，常见为表皮葡萄球菌。迟发感染多为血行性传播引起，多见金黄色葡萄球菌。曾经施行过手术的关节，较易感染。如人工关节置换术后再次返修病例，感染率为10%，因类风湿关节炎行关节置换者感染率也较高。
大部分感染发生在术后几个月内，最早可出现于术后两周，也有晚至几年才出现，早期主要表现为急性关节肿胀、疼痛和发热，发热症状须与其他并发症鉴别，如术后肺炎、泌尿系感染等。
发生早期感染者，术后3天体温不仅不恢复，反而升高。关节疼痛不仅不渐减轻，反而渐渐加重，静止时有跳痛。切口有异常渗出或有分泌物。这时应仔细检查，不要轻易把发热归因于术后肺部或泌尿系等其他部位的感染所致。也不要简单把切口渗液视作脂肪液化等一般常见的渗出。同时还应鉴别感染是位于浅表组织，还是深及假体周围。
晚期感染患者，大多已离开医院，关节肿胀、疼痛、发热可能并不严重。半数患者可无发热。表皮葡萄球菌可引起无痛性感染，仅有10%患者白细胞计数增多。血沉升高较常见，但又不具备特异性。有时把疼痛误诊为假体松动,后者的疼痛与运动有关，休息时应减轻，而炎症性疼痛，休息时不减轻。但是有人认为假体松动的主要原因是迟发慢性感染。
三
诊断
1、血液学检查：
主要包括白细胞计数加分类、白介素6(IL一6)、C反应蛋白(CRP)及红细胞沉降率(ESR)。血液学检查的优点是简便易行、能快速得出结果。ESR、CRP特异性较低。IL-6对判断术后早期假体周围感染具有重要价值。
2、影像学检查：
X线平片：对感染的诊断既不敏感也无特异性
膝关节置换感染X线片
关节造影术：在感染诊断方面主要的代表性表现为滑液的流出和脓肿。
CT：显像关节渗液、 窦道、 软组织脓肿、 骨质侵蚀、 假体周围骨质吸收。
MRI：对关节液和脓肿的早期检测高度敏感,在假体周围感染诊断中无法广泛应用。
超声：积液。
3、核医学
锝-99骨扫描对于关节置换术后假体周围感染诊断的敏感度为33%,特异度为 86 % , 铟-111标记的白细胞扫描对假体周围感染的诊断更有价值,其敏感度为 77 %,特异度为 86 %,当两种扫描方法同时用于关节置换后假体周围感染的检查时可达到更高的敏感度、 特异度和精确度。目前这种检查仍是核医学诊断假体周围感染的金标准。氟脱氧葡萄糖 -正电子发射断层扫描( FDG-PET ) 。检测的是在感染区域内葡萄糖摄入增高的炎症细胞。
4、分子生物学技术
PCR：敏感性高，假阳性
基因芯片技术：研究阶段。
5、关节腔穿刺：
关节液的细胞学检查、 细菌培养和药物敏感试验
此方法简单、快捷又精确
在髋关节感染方面,结合 ESR及 CRP增高的情况下,关节液白细胞计数 > 3 000/m l是证明假体周围感染存在的最好标准
膝关节关节腔穿刺
6、术中快速冰冻切片病理组织检查
对假包膜或假体周围组织送术中快速冰冻切片进行病理组织学检查, 是最常用的术中检查方法。冰冻切片常应用 Feldman的诊断标准,即至少在 5个独立的显微镜视野下, 每高倍镜( 400倍)下大于或等于5个中性粒细胞。有研究表明此法的敏感度和特异度将分别超过 80%及 90 %。该法目前是临床上术中诊断较适用的金标准。
7、病理组织的细菌培养
对假体周围组织进行细菌培养对诊断感染具有较高的特异,一直被视作诊断假体周围感染的金标准,并且同时可以做药物敏感试验。
四
鉴别诊断
表皮葡萄球菌引起的无痛性人工关节感染更难与假体松动鉴别。必须依靠X线和其他检查来证实。
五
治疗
1、单纯抗生素保守治疗
Tsakaysma和se,gawa将关节置换术后感染分成四型，I型无症状型，患者仅在于翻修术中组织培养发现有细菌生长，且至少有两份标本中培养出相同细菌；II型为早期感染，发生在术后一个月内；IIl型为迟发性慢性感染；IV型为急性血源性感染。抗生素治疗原则是敏感、足量、足时。而手术前关节腔穿刺及术中组织培养对于正确选择抗生素是具有重要意义。细菌培养为阳性的I型感染，单纯应用敏感抗生素静滴注6周，可取得良好的疗效。
2、保留假体、 清创引流、 置管冲洗术
采取清创保留假体治疗的前提是假体稳定且为急性感染。感染菌明确，细菌毒力低且有敏感抗生素，清创时可更换内衬或垫片。文献报道单纯抗生素治疗治愈率仅为6％，抗生素加清创保留假体的治愈率为27％。
适用于感染早期或急性血源性感染,假体固定良好; 同时明确为低毒力细菌感染, 对抗菌素治疗敏感者。方法包括彻底清创、 抗菌素冲洗引流 (持续时间 6周 ),术后全身静脉抗菌素使用 (持续时间 6周 ~ 6月 )。其缺点: 失败率高 (达 45% ), 治疗周期长。
3、一期翻修术
具有创伤小、住院时问短、医疗费用低、伤口瘢痕及关节僵硬程度轻，有利于术后关节功能的恢复等优点。该方法主要适用于治疗早期感染及急性血源性感染。
一期置换即一步法仅限于低毒感染、清创彻底、抗生素骨水泥、并有敏感的抗生素的情况。根据术中组织冰冻切片的结果，如白细胞少于5个／高倍野。则提示为低毒感染。经彻底清创后行一期关节翻修，术后感染无复发。
彻底清创后, 立即进行假体再置换, 无需旷置过程。具有创伤小、 治疗周期短、 费用低等优点, 但术后感染复发率较高, 据统计约在 23% ~ 73%之间。一期假体再置换主要适用老年患者, 同时不合并下列任何一项: ( 1)置换关节有多次手术史; ( 2)窦道形成; ( 3)严重感染 (如化脓性 ), 周围组织缺血、 瘢痕化; ( 4)清创不彻底残留部分骨水泥; ( 5) X 线片提示骨髓炎; ( 6 )骨缺损需要植骨; ( 7)混合感染或毒力强的细菌 (如链球菌属 D、 革兰氏阴性菌、 尤其假单孢菌等 ), 或者真菌、 分支杆菌感染; ( 8)细菌培养不明确者。
4、二期翻修术
具有适应范围广(骨量充足、关节周围软组织丰富)、根治感染率高等优点，近20年来颇受外科医生青睐。
间隔物、抗生素载体、抗生素
无论使用何种间隔物技术，均必须采用含抗生素的骨水泥固定，以提高关节内抗生素浓度，增加感染的治愈率。常用的抗生素有妥布霉索、庆大霉索和万古霉素
目前国际骨科界公认治疗关节置换术后深部感染效果最为确切的方法。其方式包括:彻底清创、 去除假体及异物；安放关节间隔物；持续静脉敏感抗菌素应用至少 6周；最后在感染有效控制后, 再次手术植入假体。
其优点:
有充足的时间确定细菌的种类和敏感抗菌素, 并在翻修术前得到有效应用;
合并全身其他各处感染灶能得到及时治疗;
有两次清创机会, 可较彻底地清除坏死组织和异物, 使术后感染复发率明显降低。
其缺点:
再次麻醉、 手术, 增加了风险;
治疗周期延长,提高了医疗费用;
术后功能恢复较差且缓慢。
关节切除成形术：适用于治疗无效的持续感染, 或大块骨质缺损; 病人条件限制再次手术及重建失败者。术后残留疼痛, 需长期使用支具辅助活动, 关节稳定性差, 肢体短缩, 功能影响大,适用范围有限。
关节融合术：术后感染的传统治疗方法, 术后肢体稳定性好, 疼痛缓解明显。其缺点包括: 患肢短缩, 步态失常和关节活动能力的丧失。
截肢术：是治疗术后深部感染的最后措施。适用于：( 1)不可修复的严重骨缺失、 软组织缺损; ( 2)细菌毒力强、混合感染、 抗菌素治疗无效、 造成全身中毒症状, 危及生命者; ( 3)已有多次翻修术失败史的慢性感染病人。
六
预防
1. 术前因素：
使患者的术前状况达到最佳，所有的现有感染应在术前得到治愈。最常见的血源性感染是来自于皮肤、尿道以及呼吸道的感染。在髋或膝关节置换术中，下肢的皮肤应该保持没有破损。老年患者中常见的无症状菌尿，术前不需要治疗；一旦发生症状则必须及时治疗。患有扁桃体炎、上呼吸道感染、足癣等患者应消灭局部感染灶。较大的牙科操作是潜在的血液感染源，尽管避免，但如果必须进行牙科操作，建议在关节置换术前实施这样的手术。对一般情况差，如贫血、低蛋白血症、合并糖尿病及慢性泌尿系感染的患者应对原发疾病进行积极早期的治疗，改善全身情况。
2. 术中管理：
（1）完全无菌技术和手段也应该在关节置换术的常规治疗方法中采用。
（2）术前住院治疗的时间应该被降到最低，以减少患者的皮肤可能定植医院获得性细菌株的风险，手术当天应该进行常规治疗。
（3）术前术区应妥善备皮。
（4）手术服、口罩、帽子和层流手术室可以有效减少手术室空气中的细菌。戴双层手套可降低外科医师和患者手部接触的风险，可以推荐使用。
（5）临床已经证实，由于磨损的金属碎屑会降低吞噬细胞的活性，使用更大的限制性特别是铰链式的假体比非限制性全膝关节置换术有更高的感染风险，因此，在假体选择上应尽量避免。
（6）提高术者手术技术，缩短手术持续时间（尽量<2.5 h）。手术时间的缩短可减少空气中的暴露时间，又可减少止血带的使用时间。术中避免粗暴操作，可以反复冲洗伤口（脉冲式冲洗枪最佳），对于疑似受到污染的切口，可以采取碘伏浸泡。
3. 术后因素：
（1）手术打击会诱发胰岛素抵抗，这会导致高血糖症，这种现象术后会持续数周，并使患者容易产生与伤口相关的并发症，而且，这也会出现在非糖尿病患者身上。因此，临床上术后的血糖监测同样重要。
（2）深静脉血栓的形成增加了血肿和随之发生的伤口相关问题的风险。一项病例对照研究发现，术后应用低分子肝素预防深静脉血栓的形成有利于减少感染的发病概率。
（3）闭式引流是一个潜在的感染入口，但尚未有具体研究其与伤口感染率之间的关系。初步结果表明，用做术后施用止痛剂的关节内导管也可能容易引发伤口感染。
4. 抗生素预防：
目前，临床上术前术后常规应用预防剂量的抗生素全身静脉注射降低了术后感染风险。临床上多以头孢菌素作为首选抗生素，抗生素使用时间和手术部位感染率呈U型曲线的关系，在抗生素最佳使用时间框架前后的感染风险都较高。最近的一项大型研究发现，在切口前30～60 min内使用抗生素感染率最低。而另一项主要研究全髋关节置换术的结果表明，切口前30 min内使用抗生素感染率最低。因此给药时间一般认为在术前30 min，麻醉诱导期给药效果最佳。另于术后再给1剂预防剂量抗生素。在欧美国家抗生素一般使用至术后第3天，但国内报道通常连续用药1～2周。但目前普遍共识是如无特殊情况应尽量避免长期使用强效广谱抗生素，如不得已用药时间需延长，则宜同时配合使用抗真菌类药物预防真菌感染。万古霉素显示在携带耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的高危患者中有较好的疗效。长时间的手术包括双侧手术，尤其当抗生素半衰期短的时候，应该使用更多剂量的抗生素。
5. 抗生素结合骨水泥使用：
在挪威，抗生素注入水泥也被最早应用于关节置换术中，最初，一项挪威关节置换术登记研究显示，使用抗生素静脉注射和水泥（结合的抗生素假体）注入相结合的方法比单独使用其中一种方法可以更有效地降低深度感染率。这个结论在接下来16年的一系列大型研究中得到证实。有关抗生素注入水泥在首次和修复膝关节置换术中的作用，芬兰的一项研究和澳大利亚国家关节登记处（Australian Orthopaedic Association 2009）得出相似的结论。另有资料表明，每40 g骨水泥中当掺入抗生素粉末剂量不超过2 g时，不会影响骨水泥的生物力学特性。但是，并不是所有的抗生素都可以被加入骨水泥中，可以被加入骨水泥中的抗生素应该具有以下几个条件：安全性，热稳定性，低致敏性，良好的水溶性，抗菌谱广，粉状材质。目前临床上采用较多的有：万古霉素、庆大霉素等。人们曾认为抗生素注入水泥会增加过敏反应风险、出现耐菌株以及假体的无菌性松脱，但是到目前为止没有证据证明这些担忧。
七
总结
通过询问病史、查体及辅助检查做出及时准确的诊断是成功治疗关节感染的前提。根除感染，恢复无痛、功能良好的人工关节是治疗关节感染的基本原则。抗生素治疗关节感染虽然简单、廉价，但根除关节感染大都需要联合外科手段。选择外科治疗方式关键是考虑假体的去留问题，这是处理关节感染的核心环节。目前，联合应用抗生素、清创术及关节翻修术已成为大部分复杂关节感染的综合治疗方法．但还需要不断改进及完善。
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