人工关节假体周围感染的危险因素分析及其预防措施

对于人工关节置换手术来说，假体周围感染所造成的影响无疑是灾难性的。对于患者个体，可以带来持久的疼痛，关节功能丧失，情绪压抑甚至更复杂更严重的并发症。患者长期陷于疾病的痛苦之中，会削弱对医生的信任，对医患关系带来负面影响。同时，假体周围感染所产生的医疗费用负担，对于一些患者和家庭也是难以承受的。虽然全关节置换感染发生率很低，大约为1~2%，但随着人口老龄化的加速和关节疾患发病人数的攀升，其发生率会持续升高。基于对假体周围感染认识的不断提高，医生将更多地关注如何预防其发生。

减少假体周围感染发生的第一步是辨识相关的危险因素，并找出可改善的危险因素以最大程度地降低感染风险。这些危险因素大致可以分为两类：与患者相关的危险因素和与手术相关的危险因素。同时，更直接有效的方式是找到干预这些因素的最佳时机，可依次划分为三阶段：手术前、手术中和手术后康复阶段。

一、与患者相关的危险因素及其预防

这些因素需要在术前筛查出来，并对那些可以改善的因素进行干预。常常需要多学科会诊并依据患者的个体情况仔细制定术前计划和手术时机。

1、活动性感染：

患者需要常规检查是否存在活动性感染的证据，尤其是有症状的牙科及尿路炎症，这两种感染性疾病会产生血源性播散。需要进行中段尿培养，如果结果阳性则需要在手术前使用合适的抗生素治疗。

2、糖尿病：

伤口感染容易发生在糖尿病患者和术后血糖升高的患者人群。血糖升高可导致单核细胞的凋亡、损伤白细胞功能（驱化、吞噬和杀菌能力）。血糖高于11.1mmol/L会增加外科手术部位感染风险，普外科患者术后一过性血糖升高也可能会合并外科手术部位感染。

3、慢性肝肾疾病：

现有证据显示，肝硬化的患者接受人工关节置换手术是安全的。此外，术前评估肾脏疾病也是必须的，这对于确定安全的药物剂量，包括抗生素的使用很有必要。

4、关节炎性疾病：

类风湿性关节炎（RA）的患者发生假体周围感染的风险高，而且是假体周围感染的独立危险因素，同时也是翻修和继发感染的危险因素。RA患者预后比非RA患者差，因此需要对假体周围感染保持高度警惕，术前需对患者的全身情况和骨质情况进行优化。此外，局部和全身使用糖皮质激素会延迟伤口的愈合，增加伤口感染的风险。近期的荟萃分析对长期使用激素的患者在围手术期额外继续使用提出质疑，可能会加重手术时期的免疫抑制状态。对于这类药物的共识是在术前停药，如甲氨蝶呤术前停药一周，术后两周再开始使用。

5、免疫缺陷：

术前检查HIV阳性的患者，建议请相关的专家对患者的疾病治疗情况做出判断和指导，重点需要注意患者的CD4计数和病毒负荷。

6、免疫抑制治疗：

免疫抑制药物在术前需要停药，具体如下：羟氯喹不停药，非甾体类消炎药一周内停药，柳氮磺胺吡啶和硫唑嘌呤停药大于一周，依那西普停药大于10天，英夫利昔单抗停药3周，托珠单抗、阿巴西普、阿达木单抗停药4周，来氟米特停药6周，利妥昔单抗停药8周。

7、肥胖：

肥胖患者发生假体周围感染的风险增加3~7倍，由于肥胖而延长的手术时间，以及对皮下组织的遮挡可能是假体周围感染发生的原因。肥胖患者需要更高的吸入氧浓度以达到合适的动脉氧水平，有必要在术前同麻醉师进行充分的沟通，适当的增加抗生素的用量。手术前应建议患者积极减重，并给予患者健康饮食指导。这些患者常合并糖尿病，他们的血糖状态同样需要积极控制。可以邀请临床药师拟行抗生素的合适计量，避免出现抗生素剂量不足。

8、营养不良：

营养不良的患者需要评估其营养状态，如身高、体重，计算体重指数，检查白蛋白水平。确诊营养不良的患者要给予相应的营养支持。

9、吸烟：

已经证实手术前戒烟可有效降低术后并发症和死亡的风险，并且风险降低的水平会随着戒烟时间的延长而得到改善，即便仅仅减少烟草总摄入量也会给患者带来好处。在手术前的评估中，应对患者强化宣教，帮助患者戒烟或减少烟草的摄入，最大程度地减少吸烟带来的各种风险。患者戒烟6~8周能有效降低关节置换伤口并发症的发生率，可由31%降至5%，缩短住院时间，减少再手术风险。

10、酗酒：

手术前最佳的戒酒时间没有明确的证据，一般建议戒酒时间要超过4周。和戒烟类似，术前评估要了解患者饮酒的情况，为患者提供相关的建议和帮助。对酒精依赖的患者，建议延迟人工关节置换手术的时间，直到这些患者得到相应的治疗并减少酒精的摄入。

11、静脉使用药物：

目前的专家共识建议这部分患者不要接受人工关节置换手术，其发生假体周围感染的风险高达30%。

12、MRSA和MSSA携带：

MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）感染的治疗费用是敏感细菌的1.5倍。快速检测鼻腔黏膜内的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，通过检测发现携带细菌的患者，给予相应的抑制细菌治疗可以降低MRSA继发假体周围感染的风险。此外，鼻黏膜携带MSSA（甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌）也是手术部位感染的危险因素。随机对照实验结果提示，使用莫匹罗星软膏和醋酸氯己定肥皂治疗MSSA携带的患者与安慰剂组比较，其发生感染的风险显著降低，由7.7%降至3.4%。英国统计住院患者鼻黏膜携带MSSA的情况，发现存在于约20%的患者体内，术前进行有针对性的治疗具有很强的成本有效性。

二、与手术相关的危险因素及其预防

1、术前干预阶段：

①清洁全身皮肤：

入院和手术安排在同一天可以减少医院获得性耐药菌株在患者皮肤定植的风险。患者应在手术清晨使用肥皂水沐浴，使用抗菌的肥皂可以减少皮肤表面的细菌。没有证据支持去除毛发可以减少手术部位感染的风险，刮毛会刺激皮肤并增加细菌菌落计数，因此在必须备皮的区域推荐使用电动剪毛刀或脱毛膏。

②保持身体温暖：

患者在手术前要保持身体温暖，避免手术中或术后的低体温发生。一项随机对照实验显示，术前预热可以降低大于65%的感染发生。

③使用预防性抗生素：

使用预防性抗生素的目的是尽量减少手术部位微生物的污染。在不同的医学中心，抗生素种类的选择应覆盖其引起假体周围感染的常见细菌种类。用药后应给予足够的时间，以保证切皮时药物在组织内的有效浓度。为了保障有效地预防假体周围感染，应对伤口内微生物和药物敏感性进行监测。

英国卫生机构推荐在麻醉开始时单次使用预防性抗生素，如手术时间超过药物半衰期或有显著的术中出血则追加一次抗生素。美国骨科医师协会推荐在切皮前1小时给予抗生素，使用时间不超过24小时。在切皮2小时内使用抗生素可最大程度降低感染的风险，然而在术后1~3天，预防性使用抗生素没有显著的差异。

术前抗生素的剂量需根据病人的实际身体进行调整，以确保合适的血药浓度。在成人体重小于60公斤，头孢唑啉的剂量是1克，体重超过60公斤则使用2克；万古霉素剂量为10~15毫克/公斤体重，最多可达1克；此外，头孢呋辛的剂量为1.5克，替考拉宁的剂量为400毫克，且与病人体重无关。

2、术中干预阶段：

①手术室环境：

假体周围感染的发生和手术本身直接相关，手术室环境要求大限度地保持接近无菌的环境，以减少手术部位感染的发生。

②核心体温：

围手术期低体温在大手术中经常发生，低体温会导致血管收缩，降低皮肤血流灌注。低体温同时也会增加失血量、引发心血管事件、增加输血率且延长住院时间。手术室层流会增加患者的机体散热，容易导致患者体温下降。手术中患者保持正常体温可降低5~14%伤口并发症的风险。

③氧气输送和体液管理：

提高组织的氧浓度可以增加吞噬细胞的杀伤潜力，降低围手术期感染的风险，同时可以增加心输出量和血氧浓度；术中和术后吸氧可以提高皮下组织的血氧浓度。体液灌注不足或过量（水肿）会影响组织的氧浓度，建议在围手术期维持正常的体液灌注。

④麻醉技术：

区域麻醉是否优于全身麻醉尚未充分评估。麻醉药物和镇静药物同时使用可能会破坏免疫反应，增加感染的风险。区域麻醉可以扩张血管，增加组织血流灌注，这可能是区域麻醉降低感染风险的原因之一。

⑤贫血和输血：

前瞻性队列研究显示，术前贫血增加髋关节置换术患者术后感染风险。创伤患者接受异体输血后会合并免疫系统调节改变，使用每单位红细胞可增加5%的感染风险。荟萃分析显示，使用氨甲环酸可以减少手术失血，降低输血率且不增加血栓事件的风险。

⑥手术时间：

延长手术时间，从侧面反映了手术的复杂性或者是外科医生经验技术的缺乏。整合了体重指数和糖尿病因素后，延长手术时间可归为中度危险因素，即每增加15分钟手术时间，感染风险提高7%。

⑦人工假体的选择：

假体材料的选择是否对假体周围感染存在影响，目前尚不能确定。研究显示髋关节翻修手术中，使用钽金属的假体比钛质的假体更有保护作用，提示假体材料的选择可能是可控的干预因素之一。假体本身也可以涂有抗菌材料，增加抗感染的能力，通常在生物型假体上使用这种新的材料技术，而骨水泥型假体常配合抗生素骨水泥使用。抗生素在假体—骨界面或骨水泥—骨界面不断地释放，理论上可以抑制细菌粘附、增殖和生物膜的形成，而通过全身使用抗生素的途径是无法达到局部高浓度抗生素的效果，相关的研究和临床实验正在进行之中。对于骨水泥型假体，可以在骨水泥中添加抗生素，这种方法已经被证实可以降低假体周围感染的风险。抗生素的选择取决于手术所在地区的临床指南，应提供广谱抗菌效果。最常用的抗生素有庆大霉素、妥布霉素（靶向革兰氏阴性菌和一些革兰氏阳性菌），万古霉素（完全针对革兰氏阳性菌）。在感染者的翻修手术中抗生素的选择应取决于术前微生物易感性的结果。

金属离子如铁、锌、钛、碳、银具有广谱抗菌性能，可以减少微生物粘附和增殖，同时增强成骨细胞整合能力。这些涂料的优点可能有助于预防假体周围感染。现有试验结果显示，肿瘤患者分两个阶段进行经银离子处理的人工关节置换，可以降低假体周围感染的发生率，这一结果在低感染风险人群中还没有足够的临床证据，但是涂银假体可能是对高危感染风险患者有益的。

⑧伤口缝合：

人工关节假体植入后，有针对性地关闭手术切口建立生理屏障可以减少假体周围感染的发生，不合理的关闭伤口会导致死腔的出现，或者使假体和外界环境相通，增加假体周围感染的风险。伤口内血肿、死腔和异物都是引起感染的可能病灶，需要极力避免这些问题的发生。关闭切口时，应该有计划地从深层至浅层系统有序地缝合伤口，关闭各个组织层面。

⑨缝线材料：

有很多种缝线材料可供选择，包括单股或编织缝线、可吸收或不可吸收缝线、单纯缝线或含抗生素的缝线。一些研究提出避免使用不可吸收缝线，因为这些缝线会成为异物增加感染的风险。使用含抗生素的缝线可能会对预防假体周围感染的发生有益，如薇乔缝线使用了三氯生，这是一种广谱抗葡萄球菌的有效消毒剂，对金黄色葡萄球菌（包括MRSA）和表面葡萄球菌有效，可以减少细菌粘附和生存能力。目前已经证实其在普外科手术、脑外科和心胸外科的有效性，虽然还没有正式的随机对照试验确定这类浸渍缝线的有效作用，但由于手术部位感染是假体周围感染已知的高危因素之一，那么在骨科手术中使用浸渍缝线预防假体周围感染也是存在有效性的。

⑩伤口引流：

伤口引流可以减少伤口内血肿的发生，但是伤口引流也提供了细菌进入伤口内的途径，因此需要综合评判伤口引流带来的收益和风险。荟萃分析的结果提示，是否使用伤口引流对浅表感染、深部感染、伤口血肿以及伤口并发症导致的再次手术均没有显著影响，同时建议在术后24小时内拔除伤口引流管。

⑪伤口敷料：

关闭伤口后，切口需要使用无菌辅料覆盖，以保持手术切口的无菌状态。理想的辅料应该有以下功能：吸收伤口渗出、保持湿润的环境同时避免术后污染。术后有利于伤口愈合的环境，如生长因子的增殖、成纤维细胞和内皮细胞迁移，同样是微生物增殖的有利环境。无论使用何种敷料，关键在于尽可能保持伤口无菌的环境。

3、术后干预阶段：

①血栓预防：

目前英国的临床指南建议下肢关节置换手术需使用低分子肝素或口服Xa因子抑制剂预防血栓，髋关节预防时间为35天，膝关节预防时间为14天。低分子肝素不增加伤口感染的风险，但是目前已知低分子肝素会增加伤口渗出，伤口引流量的增多会提高29~42%感染的风险。此外，Xa因子抑制剂利伐沙班会增加伤口相关并发症的风险。

②口腔疾病和相关治疗：

接受人工关节置换手术的患者，手术后进行口腔疾病的操作时建议给予预防性抗生素。也有学者对此提出质疑，认为日常刷牙和咀嚼带来的菌血症要大于一次口腔内操作。因此，最理想的预防方法是在接受关节置换手术前积极治疗口腔疾病。

三、总结

常规的人工关节置换术后如发生假体周围感染，无论对患者还是医生都是灾难性的后果。本文列举了目前已知的可以作为干预和预防感染的各种措施，需要整个医疗团队的密切协作才能最大程度的降低假体周围感染的风险。必须采取一切可能的步骤以减少手术伤口的污染，优化患者的能力以抵抗任何菌落进入伤口。术前改善患者的生理功能，优化手术过程，识别MRSA、MSSA携带者，合理使用预防性抗生素。同时，必须强调教育的必要性，要让患者和医疗团队的所有成员都能提高对预防假体周围感染的认识，同时积极参与各项预防工作。