СПОСОБ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ПАРАПРОТЕЗНОЙ ИНФЕКЦИИ
METHOD FOR MICROBIOLOGICAL DIAGNOSTICS OF PARAPROSTHETIC INFECTION

Изобретение относится к медицине, в частности к лабораторной диагностике парапротезной инфекции суставов путем исследования смывной жидкости с извлеченных имплантатов после ультразвуковой обработки с помощью микробиологического автоматического анализатора.
Инфекционные осложнения являются одной из основных экономических и социально-значимых проблем при эндопротезировании суставов. Данные регистра эндопротезирования показывают, что при первичной замене коленного и тазобедренного сустава риск развития парапротезных инфекций составляет более 2%, а в случае ревизионных оперативных вмешательств этот риск превышает 30%. Для пациентов парапротезная инфекция сопряжена с ухудшением качества жизни, болями, как правило, двумя дополнительными операциями с утратой костной и мягких тканей, дополнительным стационарным лечением. В результате длительного пребывания в стационаре, множественных операций, наркозов, иммобилизации пациенты сталкиваются с мультирезистентными возбудителями и имеют риск возникновения сопутствующих осложнений.
Залогом успешной диагностики и лечения парапротезной инфекции является выявление возбудителя, его точная идентификация, определение чувствительности к антибиотикам и назначение эффективной этиотропной антибактериальной терапии, а несвоевременная постановка диагноза парапротезной инфекции, из-за сложности выделения возбудителей, может привести к тяжелым последствиям для пациента: развитию септических осложнений, инвалидизации и летальным исходам.
Объективными трудностями микробиологической диагностики при инфекции протезированных суставов являются труднокультивируемые и медленнорастущие микроорганизмы, микроорганизмы на имплантатах в составе биопленок. Недостатками известных способов является сложность и длительность выявления труднокультивируемых и медленнорастущих микроорганизмов, микроорганизмов при их минимальном содержании в образце; сложность выделения микроорганизмов на фоне начатой антибактериальной терапии; значительные трудозатраты, связанные с регулярным визуальным контролем роста микроорганизмов на питательных средах для культивирования.
Задача клинических микробиологов, работающих в этой области, заключается в повышении точности диагностики парапротезной инфекции на основании результатов микробиологических исследований. Наиболее информативным при парапротезной инфекции является выделение микроорганизмов не только в синовиальной жидкости и биоптатах, но и на поверхности извлеченных имплантатов. С целью разрушения биопленок на поверхности имплантатов используется ультразвуковая обработка.
Известны способы микробиологической диагностики парапротезной инфекции, включающие микробиологическое исследование биологических материалов для выделения микроорганизмов в виде синовиальной жидкости, гомогенизированных тканевых биоптатов, забранных в операционной во время первичных и ревизионных операций при эндопротезировании путем посева синовиальной жидкости, и гомогенизированных тканевых биоптатов в высокопитательную среду для аэробных и анаэробных микроорганизмов, находящуюся во флаконах, которые помещают в микробиологический автоматический анализатор для инкубирования и автоматической детекции роста микроорганизмов, а также микробиологическое исследование смывной жидкости с извлеченных имплантов после применения ультразвуковой обработки путем посева на питательные среды на чашки и в пробирки [1, 2, 3].
Недостатком известных способов является сложность выявления труднокультивируемых и прихотливых микроорганизмов, микроорганизмов при минимальном их содержании в образце, выявления микроорганизмов на фоне начатой эмпирической антибактериальной терапии, а также значительные трудозатраты лаборантов, связанные с регулярным визуальным контролем роста микроорганизмов на питательных средах. Посев смывной жидкости с извлеченных имплантатов после применения ультразвуковой обработки в педиатрические флаконы с высокопитательными средами для аэробных и анаэробных микроорганизмов и инкубирование в аэробных и анаэробных условиях с помощью автоматического микробиологического анализатора в известных способах не проводилось.
Техническим результатом заявленного способа является повышение точности диагностики парапротезной инфекции за счет повышения диагностической чувствительности метода.
Технический результат достигается тем, что в педиатрические флаконы с высокопитательными средами для аэробных и анаэробных микроорганизмов вносят смывную жидкость с извлеченных имплантатов после применения ультразвуковой обработки, педиатрические флаконы помещают в микробиологический автоматический анализатор VersaTrek для инкубирования и автоматической манометрической детекции роста микроорганизмов.
Способ осуществляют следующим образом.
Для диагностики парапротезной инфекции и назначения пациенту эффективной антибактериальной терапии необходимо провести микробиологическое исследование для выявления микроорганизмов, их идентификации и определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам.
Для этого при ревизионном (повторном) эндопротезировании у пациента во время операции извлекают имплантат. Извлеченные имплантаты помещают в стерильные пластиковые пакеты, герметично заклеивают, доставляют в лабораторию, в зависимости от размера имплантата заливают 1% мясопептонным бульоном в количестве 50-200 мл и применяют ультразвуковую обработку (в ультразвуковой мойке в течение 5 минут с частотой 37-42 кГц), после чего шприцем забирают 2 мл полученной смывной жидкости и проводят посев в педиатрические флаконы с высокопитательными средами для аэробных и анаэробных микроорганизмов.
Педиатрические флаконы помещают в микробиологический автоматический анализатор Versa Trek, где проводится инкубирование в аэробных и анаэробных условиях при температуре 35°С в течение 5 суток; при отсутствии роста микроорганизмов инкубирование продлевают до 14 суток, что позволяет выявлять труднокультивируемые и медленнорастущие микроорганизмы, а также микроорганизмы при их минимальном содержании в образце.
В качестве микробиологического автоматического анализатора используют анализатор VersaTrek, принцип работы которого основан на манометрической детекции: при росте микроорганизмов происходит выделение или поглощение газообразных продуктов, приводящее к изменению давления во флаконах, что улавливается датчиками прибора, производится звуковая и световая индикация; такие флаконы обозначаются как положительные флаконы.
Содержимое положительных флаконов, после окрашивания по Граму, микроскопируют, что позволяет оценить морфологию микроорганизмов и их принадлежность по Граму. Это, в свою очередь, позволяет до идентификации микроорганизма назначить раннюю эмпирическую антибактериальную терапию. Из положительных флаконов также проводят высев на чашки с 5% кровяным агаром для получения изолированных колоний микроорганизмов, необходимых для идентификации микроорганизмов и определения их чувствительности к антибиотикам.
В заявленном способе в качестве материала для посева на питательные среды используется смывная жидкость с извлеченных имплантатов после применения ультразвуковой обработки, посев производится в педиатрические флаконы с высокопитательными средами для аэробных и анаэробных микроорганизмов, инкубирование проводится в аэробных и анаэробных условиях при температуре 35°С с помощью микробиологического автоматического анализатора. Применение ультразвуковой обработки смывной жидкости с извлеченных имплантатов, направленное на разрушение биопленок, стандартизованные и автоматизированные условия инкубации в микробиологическом автоматическом анализаторе способствуют более быстрому росту труднокультивируемых и медленнорастущих микроорганизмов, а также микроорганизмов при их минимальном содержании в образце, и позволяет в максимально короткие сроки выявить микроорганизмы, накопить культуру микроорганизмов на плотных питательных средах, произвести идентификацию и определение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам и назначить эффективную этиотропную антибактериальную терапию.
При сравнительном анализе классического способа микробиологической диагностики, заключающегося в посеве смывной жидкости с извлеченных имплантатов после применения ультразвуковой обработки на кровяной агар и тиогликолевую среду, и заявленного способа - посев смывной жидкости с извлеченных имплантатов после применения ультразвуковой обработки в педиатрические флаконы с высокопитательными средами для аэробных и анаэробных микроорганизмов, инкубирования в аэробных и анаэробных условиях с помощью микробиологического автоматического анализатора, на момент подачи заявки, проведено исследование 142 образцов смывной жидкости с извлеченных имплантатов после применения ультразвуковой обработки. Чувствительность классического способа составила 91,3%, чувствительность заявленного способа - 95,6%. В отличие от классического заявленным способом микроорганизмы были выявлены дополнительно в 3,5% образцов, полученных от 4 пациентов, которым своевременно была назначена и проведена эффективная этиотропная антибактериальная терапия, что исключило осложнения, связанные с парапротезной инфекцией: септические осложнения, инвалидизацию и летальные исходы.
Заявленный способ обеспечивает повышение точности диагностики парапротезной инфекции у пациентов травматолого-ортопедического профиля за счет повышения диагностической чувствительности метода, является доступным для использования в отделениях и клиниках, в которых проводится эндопротезирование суставов.
Источники информации
1. Trampuz A et al. Sonication of removed hip and knee for diagnosis of prostheses for diagnosis of infection // N Engl J Med 2007; 357:654-663.
2. Clinical Microbiology Procedures Handbook EDITOR IN CHIEF, Third Edition and 2007 Update Lynne S. Garcia LSG & Associates, Santa Monica, California EDITOR IN CHIEF, Original and Second Editions Henry D. Isenberg с. 2135-2141
3. Материалы международной согласительной конференции по перипротезной инфекции. Председатели Джавад Парвизи, Торстен Гирке. Перевод с английского к.м.н. Божковой С.А., к.м.н. Коваленко А.Н., к.м.н. Шубнякова И.И., к.м.н. Красновой А.А. Под общей редакцией профессора P.M. Тихилова. - С. 210.