Periprothetische Infektion nach Hüftendoprothetik

Orthopäde 2014 DOI 10.1007/s00132-013-2132-y Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014 T. Winkler A. Trampuz S. Hardt V. Janz C. Kleber C. Perka Abteilung für Septische Chirurgie und Protheseninfektion, Klinik für Orthopädie, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charité-Universitätsmedizin Berlin Periprothetische Infektion nach Hüftendoprothetik Die periprothetische Infektion (PPI) stellt eine der komplexesten Komplikationen in der Endoprothetik dar, welche aus Sicht der Patienten, der Operateure, der Krankenhäuser und nicht zuletzt des Gesundheitswesens zukünftig weiter in den Mittelpunkt des Interesses rücken wird [1, 2]. Epidemiologie In Deutschland werden laut Bundesgeschäftsstelle Qualitätssicherung (BQS) aktuell ca. 23.000 Revisionsoperationen pro Jahr im Bereich der Hüftendoprothetik durchgeführt. Das Risiko einer Infektion nach primärer Versorgung für Hüftprothesen liegt weltweit bei ca. 1%, im Revisionsfall steigt das Risiko auf ca. 4% [3]. Die Rate der PPI dürfte jedoch deutlich höher sein, da sich ein signifikanter Anteil von Low-grade-Infektionen bei gelockerten oder auch nur schmerzhaften Prothesen bisher der Diagnostik entzog und fälschlicherweise als aseptisch diagnostiziert wurde. Die Detektion dieser Lowgrade-Infektionen wird erst durch neuere Methoden, wie die Sonikation explantierter Implantate, die Verlängerung der Bebrütungszeit von Kulturen und die Molekulardiagnostik ermöglicht. Auch die gesundheitsökonomische Relevanz wird mit dem Anstieg der Primärimplantationen und damit auch infektbedingter Revisionen weiter zunehmen. In den USA stiegen während der Jahre 2001 2009 die jährlichen Behandlungskosten für Patienten mit PPI von 320 auf 566 Mio. Dollar/Jahr. Hochrechnungen gehen von einer weiteren Zunahme auf 1,62 Billionen Dollar bis zum Jahr 2020 aus [4]. Im schwedischen Endoprothesenregister steht nach der aseptischen Implantatlockerung (55,9%) die periprothetische Infektion (12,3%) vor rezidivierenden Luxationen (11,9%) bereits an zweiter Stelle der Revisionsursachen. Diese Anteile spiegeln sich in den meisten nationalen und internationalen Prothesenregistern wider. Ätiologie Unterschiedliche Risikofaktoren und Begleiterkrankungen wie rheumatoide Arthritis, Voroperationen an der Hüfte, Adipositas, Gerinnungsstörungen, präoperative Anämie, Diabetes mellitus sowie eine vorbestehende Immunsuppression erhöhen die Wahrscheinlichkeit, eine PPI zu erleiden [3, 5]. Die Kontamination der Prothesenoberfläche findet meist während des operativen Eingriffs statt (ca. zwei Drittel) und manifestiert sich in den ersten Wochen bis Jahren postoperativ. Etwa ein Drittel entsteht durch hämatogene oder lymphogene Streuung ausgehend von einer anderen Infektionsquelle im Körper. Dieses Risiko besteht lebenslänglich. Die häufigsten Ausgangspunkte für hämatogene Infektionen stellen Infektionen der Haut (Erysipel, Zellulitis, dia betischer Fuß), Atemwegsinfektionen, peridentale Infekte sowie Infektionen der Harnwege dar [6]. Das Risiko einer hämatogenen PPI bei einer Bakteriämie ist hoch und liegt z. B. im Falle einer Staphylococcus-aureus-Bakteriämie bei 34% [7].» Oft kommt es während des Eingriffs zur Kontamination der Prothesenoberfläche Abhängig vom zeitlichen Auftreten einer PPI kann auf die Ätiologie rückgeschlossen werden. Es werden 3 Typen von PPI unterschieden. PPI innerhalb der ersten 3 Monate nach Primärimplantation haben ihren Ursprung typischerweise in einer intraoperativen Keimbesiedelung der Prothese. Hierbei liegt meist ein akutes Geschehen mit typischen Infektionszeichen vor (Fieber, lokale Rötung, Schwellung, persistierende Wundsekretion). Die häufigsten Erreger sind Staphylococcus aureus, Streptokokken, Enterokokken und gramnegative Bakterien. Chronische ( low grade ) PPI entstehen auch durch Kolonisation der Prothese während der Operation, treten jedoch erst verzögert, 3 bis 24 Monate (selten auch später) nach Implantation auf. Klinische Zeichen sind subtil, oft nur zunehmende oder persistierende Schmerzen oder eine radiologische Frühlockerung der Prothese. Die Unterscheidung zwischen einem septischen und aseptischen (mechanischen) Frühversagen ist bei diesen Patienten häufig schwierig. Low-grade-Infektionen werden typischerweise durch niedrigvirulente Keime wie koagulasenegative Staphylokokken (z. B. Staphylococcus epidermidis) und Propionibacterium acnes hervorgerufen. PPI, die erst nach 2 bis 3 Jahren nach Primärimplantation auftreten, entstehen in der Regel hämatogen und manifestieren sich als akute oder subakute PPI, oft mit zusätzlichem Infektionsfokus am Ursprungsort oder mit einer Sepsis (evtl. mit positiven Blutkulturen [8]). Die häufigsten Erreger einer PPI sind koagulasenegative Staphylokokken (30 43%), gefolgt von Staphylococcus aureus (12 23%), Mischinfektionen (10 20%), 1

gramnegativen Bakterien (10 17%), Streptokokken (9 10%), Enterokokken (3 7%), Anaerobiern (2 4%) und Candida (1 3%). In 10 30% der Fälle können keine Mikroorganismen kultiviert werden [9]. Hauptursachen sind die Einschränkungen der Diagnostik und der Einfluss der Antibiotikabehandlung vor der Probenentnahme. Relevant für die Auswahl der chirurgischen und antibiotischen Therapie ist die Identifikation von Problemkeimen, so genannten Difficult-to-treat(DTT)-Erregern. Für diese Erreger existieren nämlich keine biofilmaktiven systemischen Antibiotika und es muss deswegen ein langes Intervall ( 6 Wochen) zwischen Ausbau und Wiederaufbau der Prothese gewählt werden. Zu Pro blemkeimen gehören rifampicinresistente Staphylokokken, Enterokokken, chinolonresistente gramnegative Bakterien und Pilze (Candida). Methicillinresistente Staphylokokken, welche jedoch auf Rifampicin empfindlich sind, zählen nicht zu den Problemkeimen, weil diese Biofilme mit einer adäquaten Kombinationstherapie (in der Regel mit Vancomycin oder Daptomycin) erfolgreich behandelt werden können. Definition Eine PPI der Hüfte ist vorhanden, wenn mindestens eines der folgenden Kriterien vorliegt: F Fistel mit Kommunikation ins Gelenk, F intraartikulärer Pus 1, F positive Histologie: periprothetische Membran vom infektiösen (II) oder Mischtyp (III) nach Krenn et al. [23] und Morawietz et al. [10], F positive Mikrobiologie: positive Kultur der Synovialflüssigkeit, intraoperativer Gewebeproben 2 oder der Sonikationsflüssigkeit, 1 Ausnahme: Pseudopus bei Metall/Metall- Gleitpaarungen. 2 Für einen positiven Befund muss hierbei ein niedrigvirulenter Keim (z. B. Staphylococcus epidermidis, Propionibacterium acnes) in mindestens zwei Proben detektiert werden. Im Falle eines hochvirulenten Erregers (z. B. Staphylococcus aureus) reicht die Detektion in einer Probe. F Leukozytenanzahl in der Synovialflüssigkeit >4200/μl oder Anteil neutrophiler Granulozyten >80% [11] 3. Klassifikation Die Einteilung erfolgt nach der Handlungskonsequenz im Therapiealgorithmus. Das entscheidende Kriterium ist hierbei der bakterielle Biofilm. Ist dieser noch unreif, also durch Antibiotika behandelbar, kann eine feste Prothese erhalten werden. Ist der Biofilm bereits soweit gereift, dass die Keime einer Antibiotikatherapie nicht mehr zugänglich sind, muss die Prothese gewechselt werden. F Akute PPI mit unreifem Biofilm: 1 PPI, welche innerhalb der ersten 4 Wochen nach Implantation der Prothese auftreten, 1 hämatogene PPI mit einer maximalen Symptomdauer von <3 Wochen; F Chronische PPI mit reifem Biofilm: 1 PPI, welche über 4 Wochen nach der Implantation der Prothese auftreten, 1 hämatogene PPI mit einer Symptomdauer von >3 Wochen, 1 persistierende und rezidivierende PPI. Diagnostik Anamnese und Klinik Die detaillierte Anamnese ist bei der PPI oft wegweisend. Jede schmerzhafte Hüftprothese muss bis zum Beweis des Gegenteils als potenziell infiziert betrachtet werden, insbesondere innerhalb der ersten 2 bis 3 Jahre nach Implantation [12]. Hinweise sind eine prolongierte Sekretion, eine empirische Antibiotikatherapie oder Revisionseingriffe wegen eines Hämatoms nach der Indexoperation. Für die Diagnose einer hämatogenen PPI ist die Suche nach möglichen Foci erforderlich und damit die Frage nach Infekten v. a. des Nasen-Rachen-Raums, der Harnwege, der Haut und der Zähne. 3 Ausnahme: Vorhandensein von Erkrankungen aus dem rheumatologischen Formenkreis (z. B. Kristallopathie, Psoriasis, rheumatoide Arthritis). Wesentlich ist die Erhebung von Risikofaktoren, wie Immunsuppression durch Erkrankungen oder Medikamente, rheumatische Erkrankungen oder Voroperationen am Hüftgelenk. Hierbei ist insbesondere bei immunsupprimierten Patienten zu beachten, dass das klinische Erscheinungsbild oft nur marginal ausgeprägt ist. Paraklinik Bei PPI mit hochvirulenten Erregern sind paraklinische Entzündungsparameter wie Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit (BSG) und C-reaktives Protein (CRP) meist erhöht. Im Falle eines chronischen ( low grade ) Infekts ist dies seltener der Fall. Der Wiederanstieg im Verlauf nach einer Operation ist hochgradig verdächtig auf eine PPI. Die Sensitivität des CRP ist hoch, die Spezifität nur gering [13]. Die Sensitivität (75%) und Spezifität (70%) der BSG erlauben keine verlässlichen Aussagen [14]. Sind beide Werte negativ, entspricht dies einem hohen negativen prädiktiven Wert, schließt jedoch eine Infektion nicht aus [15]. Gerade bei Low- grade- Infektionen haben CRP und BSG oft nur eine untergeordnete Bedeutung in der Dia gnostik [9]. Synovialaspiration Die Hüftpunktion mit Synovialaspiration gehört zur präoperativen Standarddiagnostik. Bakterien befinden sich jedoch oft in einem Biofilm (sessile Form) auf dem Implantat, wodurch sie kaum mit der Synovialflüssigkeit kommunizieren [16]. Dies erklärt neben den mikrobiologischen Kulturbedingungen, den Keimeigenschaften (z. B. Wachstumsgeschwindigkeit), der Art der Patientenprobe (Abstrich, Flüssigkeit, Gewebe) und der vorausgegangenen antibiotischen Therapie die Streuung der Sensitivitätswerte in der Literatur. Eine wichtige Zusatzuntersuchung ist daher die zytologische Analyse des Synovialaspirats, welche immer durchgeführt werden muss. Bestimmt werden die Anzahl der Leukozyten und der prozentuale Anteil der neutrophilen Granulozyten. Die Grenzwerte betragen für die Hüfte >4200 Leukozyten/µl oder ein Anteil von >80% neutrophilen Granulozyten, was zu 2 Der Orthopäde 2014

Zusammenfassung Abstract Orthopäde 2014 [jvn]:[afp] [alp] DOI 10.1007/s00132-013-2132-y Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2014 T. Winkler A. Trampuz S. Hardt V. Janz C. Kleber C. Perka Periprothetische Infektion nach Hüftendoprothetik Zusammenfassung Hintergrund. Die periprothetische Infektion (PPI) ist sowohl bzgl. Diagnostik als auch Behandlung eine der komplexesten Komplikationen in der Endoprothetik. Die Inzidenz der PPI des Hüftgelenks liegt bei ca. 1% bei primären Eingriffen und ca. 4% bei Revisionseingriffen. Etwa zwei Drittel der PPI werden durch intraoperative Besiedlung verursacht, die restlichen Prothesen infizieren sich während einer hämatogenen Streuung. Ziel der Arbeit. Es wird ein Überblick über die aktuelle evidenzbasierte Diagnostik und Behandlung der PPI des Hüftgelenks gegeben mit Etablierung eines klaren Algorithmus. Methode. Es wurde eine selektive Literaturrecherche unter Einbeziehung eigener Arbeiten vorgenommen. Ergebnisse. Bei schmerzhaften Prothesen oder Lockerungszeichen innerhalb der ersten Jahre nach Implantation muss aktiv eine PPI ausgeschlossen werden. Das C-reaktive Protein (CRP) kann insbesondere bei chronischen ( low-grade ) PPI normal sein und darf deshalb nicht als Ausschlusskriterium gewertet werden. Die Standarddiagnostik umfasst eine präoperative Gelenkpunktion mit Kultur und Bestimmung der Leukozytenzahl sowie eine Kultur und histologische Untersuchung von periprothetischem Gewebe. Bildgebende Verfahren, wie die MRT oder die Szintigraphie, haben in der Diagnostik der PPI einen untergeordneten Stellenwert. Neue Methoden, wie die Sonikation von entfernten Implantaten, haben die Diagnostik revolutioniert; viele Fälle, welche bisher als aseptische Lockerungen interpretiert wurden, sind als PPI identifiziert.wesentliche Parameter für den Therapiealgorithmus sind die Reife des Biofilms, die Stabilität der Prothese, die Art des Erregers und der Zustand der Weichteile. Ein Prothesenerhalt kann nur bei unreifem Biofilm (akuten PPI) angestrebt werden. Bei chronischen ( low-grade ) PPI ist die Sanierung der Infektion nur durch einen Wechsel der Prothese möglich. Hierbei werden die Patienten entweder einem ein- oder zweizeitigen Vorgehen mit kurzem (2 bis 4 Wochen) oder langem Intervall (>6 Wochen) zugeordnet. Biofilmaktive Antibiotika spielen eine entscheidende Rolle für die Therapie und müssen gezielt eingesetzt werden. Diskussion. Die erfolgreiche Diagnostik und Behandlung der PPI setzen die konsequente Durchführung eines klaren Algorithmus voraus. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit mit der Infektiologie und Mikrobiologie stellt hierbei ein entscheidendes Kriterium dar. Schlüsselwörter Intraoperative Besiedlung Hämatogene Streuung Algorithmus Sonikation Biofilmaktive Antibiotika Periprosthetic infection after hip arthroplasty Abstract Background. Periprosthetic infections (PPI) represent one of the most complex complications in arthroplasty concerning both, diagnosis and therapy. The incidence of PPI of the hip is approximately 1% after primary procedures and 4% after revision surgery. About two thirds of PPIs occur via intraoperative contamination and the remaining PPIs are acquired by hematogenous seeding. Aim. This article presents an overview of up to date evidence-based diagnostics and therapy of PPI of the hip with the establishment of a clear algorithm. Methods. A selective literature search was carried out with the inclusion of own work. Results. A PPI must be actively excluded in cases of a painful prosthesis or signs of loosening within the first years after implantation. Measurement of C-reactive protein (CRP) can be normal especially in cases of chronic (low grade) PPI and cannot be used as an exclusion criterion. The standard diagnostic procedure includes preoperative joint aspiration with culture and leukocyte counts as well as culture and histology of periprosthetic tissue. Imaging techniques, such as magnetic resonance imaging (MRI) and scintigraphy are of inferior significance. Newer methods, such as sonication of removed implants have revolutionized the diagnostics and several cases which had previously been considered aseptic loosening failures have now been reclassified as PPI.Essential parameters for the treatment algorithm are maturity of the biofilm, stability of the prosthesis, the causative organism and the state of the soft tissue. Retention of the prosthesis can only be considered when the biofilm is still immature (acute PPI). In chronic (low grade) PPI eradication of the infection can only be achieved by exchanging the prosthesis. This has to be performed either as a one-stage procedure or as a two-stage exchange with a short (2 4 weeks) or a long (>6 weeks) interval. Biofilm active antibiotics play an essential role in the treatment of PPI and have to be used as targeted therapy. Discussion. Successful therapy and diagnostics of PPI require following an exact algorithm. The interdisciplinary cooperation between specialists for infectious diseases and microbiologists represents a decisive factor. Keywords Intraoperative colonization Hematogenous spread Algorithm Sonication Biofilm active antibiotics einer Sensitivität von 84% und einer Spezifität von 93% führt [11].» Die zytologische Analyse des Synovialaspirats ist eine wichtige Zusatzuntersuchung Die Hüftpunktion soll steril unter Bildwandlerkontrolle im OP durchgeführt werden. Nach Desinfektion und Abdecken des Punktionsbereichs sollte die Haut zuerst mit einer Stichinzision perforiert werden, um eine Kontamination durch Stanzzylinder zu vermeiden. Nach Aspiration von intraartikulärer Flüssigkeit wird diese zur mikrobiologischen Untersuchung nativ und in einer aeroben und anaeroben Blutkulturflasche eingesandt. Für die zytologische Analyse wird Aspirat in einem EDTA- oder Heparinröhrchen ans Labor gesandt. Bei Verdacht auf PPI soll immer eine 14-tägige Bebrütung der Proben durchführt werden, da langsam wachsende Keime (z. B. Propionibacterium acnes) erst am Ende dieses Zeit- 3

Sonikat Validität [22]. Vor allem die Einführung der Sonikation führte zu einer Detektion von Low-grade-Infekten bei vielen lockerungsbedingten, vermeintlich aseptischen Wechseln. Histologie Vortex (30s) + Sonikation(1min, 40kHz) Standardmethode ( 3 Gewebeproben) fensters detektiert werden können [3]. Allerdings werden durch die Langzeitbebrütung auch mehr Kontaminationen detektiert und diese mikrobiologischen Befunde müssen im Gesamtkontext interpretiert werden, d. h. am Ende der Bebrütungsperiode detektierte Keimbefunde sind nur dann als relevant zu bezeichnen, wenn auch ein anderes Kriterium für PPI vorhanden ist (s. oben, Definitionskriterien ). Intraoperative Gewebeproben Die Abnahme intraoperativer Gewebeproben stellt den aktuellen Goldstandard in der Diagnostik der PPI dar. Die Abnahme von 3 bis 5 Gewebsproben ist für eine akzeptable Sensitivität und Spezifität notwendig [17]. Mindestens 2 Proben sollten denselben Mikroorganismus aufweisen [18]. Ausnahme ist der Nachweis eines hochvirulenten Keims, z. B. Staphylococcus aureus. In diesem Fall genügt bereits eine positive Kultur, um die Kriterien eines PPI zu erfüllen [9]. Besteht der Verdacht auf eine PPI und die mikrobiologischen Ergebnisse der Synovialaspiration sind negativ, z. B. bei Punctio sicca, ist eine offene diagnostische Biopsie indiziert. Die offene Biopsie ist der Synovialaspiration sowohl bzgl. Sensitivität (82 vs. 64%) als auch Spezifität (98 vs. 96%) überlegen [19]. Corona et al. [20] konnten in einem Kollektiv aus Patienten mit einer Punctio sicca eine Sensitivität von 88% und eine Spezifität von 100% bei der Diagnose periprothetischer Infektionen durch eine perkutane Biopsie des ossär-endoprothetischen Zwischenraums erzielen. Die Verwendung von Abstrichen sollte gemäß internationalen Leitlinien aufgrund geringer Sensitivität und Spezifität nicht mehr erfolgen. Sonikation Gewebe Abb. 1 8 Darstellung der Sonikation von Explantaten. (Nach Trampuz et al. [21]) Die Sonikation explantierter Prothesenkomponenten ermöglicht ein effektives Sampling des prothesenassoziierten Bio films, was durch die Synovialaspiration oder intraoperative Gewebeproben nicht möglich ist (. Abb. 1). Die Kultivierung der Sonikationsflüssigkeit kann sowohl die Anzahl an Erregernachweisen als auch die Sensitivität gegenüber allen zuvor erwähnten mikrobiologischen Methoden verbessern [21]. Dieser Sensitivitätsvorteil ist noch ausgeprägter bei Patienten, welche eine präoperative Antibiotikagabe erhalten haben. Eine kombinierte Interpretation der Sonikationsbefunde mit der histologisch klassifizierten periprothetischen Membran ergibt eine weitere Steigerung der diagnostischen Die histologische Untersuchung intraoperativer Gewebeproben, insbesondere der periprothetischen Membran, ist unabhängig von den Kulturbedingungen und der Wachstumsbereitschaft der verursachenden Bakterien und somit eine ausgezeichnete Ergänzung zur mikrobiologischen Diagnostik. Die Analyse der periprothetischen Membranen gemäß der Konsensusklassifikation nach Morawietz et al. [10] und Krenn et al. [23] ist zu bevorzugen. Diese weist eine überlegene Sensitivität (95 vs. 78 vs. 57%) gegenüber der Kultur intraoperativer Gewebeproben und der Synovialflüssigkeit auf [13]. Dieser Sensitivitätsvorteil gegenüber Gewebeproben und Synovia konnte nicht nur für Paraffinschnitte, sondern auch für Gefrierschnitte nachgewiesen werden und stellt damit neben der Leukozytenzahl in der Synovia einen intraoperativen Schnelltest der PPI dar [24]. Röntgen Die radiologischen Veränderungen bei periprothetischen Infekten sind unspezifisch. Fokale oder periprothetische Osteolysen, eine neu aufgetretene periostale femorale Reaktion oder heterotope Ossifikationen lassen an eine PPI denken [25]. MRT In der artefaktreduzierten MRT ist die präzise Darstellung von Weichteilen und Flüssigkeiten möglich, jedoch keine Differenzierung zwischen einer aseptischen Flüssigkeitsansammlung und einem Abszess. Sekundäre Phänomene wie eine irreguläre Begrenzung der Flüssigkeitsansammlung, ein Überschreiten der natürlichen Gewebeschichten oder eine randständige Verstärkung des Signals können nur Hinweise auf ein infektiöses Geschehen bieten [26]. Insgesamt hat daher die MRT bei der Diagnostik von PPI nur einen untergeordneten Stellenwert und 4 Der Orthopäde 2014

akut < 4 W nach Implantation < 3 W Symptome hämatogener PPI a) DTT b) Weichteile schlecht Prothese instabil Prothesenerhalt Spülung, Debridement, Wechsel mobiler Teile c) chronisch > 4 W nach Implantation > 3 W Symptome hämatogener PPI nein einzeitiger Wechsel kurzes Intervall 2-4 Wochen Prothesenwechsel rezidivierende PPI persistierende PPI DTT Keim unbekannt Fistel ausgeprägte Weichteil- oder Knochenbeteiligung ja DTT ausgeprägte Weichteilbeteiligung ja zweizeitiger Wechsel langes Intervall 6-8 Wochen Abb. 2 8 Therapiealgorithmus der Behandlung periprothetischer Infekte. a Innerhalb der genannten Intervalle (4 Wochen [W] postoperativ oder bei hämatogenen Infekten 3 Wochen nach Symptombeginn) können die Erreger durch den noch nicht voll ausgereiften Biofilm durch ein kombiniertes chirurgisch-medikamentöses Vorgehen eradiziert werden. b Difficult-to-treat-Erreger (DTT), s. Text. c Ein wiederholter Versuch des Prothesenerhalts sollte nur innerhalb der oben genannten Zeiträume erfolgen. PPI periprothetische Infektion nein Therapie Eine erfolgreiche Therapie der PPI beinhaltet die Kombination von adäquatem chirurgischem Vorgehen und antimikrobieller Therapie, die auf die Charakteristik der implantatassoziierten Infektion und der verursachenden Keime zugeschnitten ist. Die häufigsten Gründe für einen persistierenden oder rezidivierenden Infekt (Therapieversagen) sind die Auswahl des falschen chirurgischen Vorgehens oder der nicht fachgerechte Einsatz von Antibiotika. Der Erreger bei PPI ist nämlich nicht in planktonischer (freilebender) Form vorhanden, sondern wächst in sessiler Form auf der Implantatoberfläche als Biofilm. Dabei regulieren die Keime ihren Stoffwechsel herunter, teilen sich langsamer und werden für Antibiotika tolerant, d. h. weniger empfindlich. Wenn die Biofilmbildung ein gewisses Stadium erreicht hat, kann der Infekt nur noch durch einen Wechsel der infizierten Prothese beherrscht werden. Am Ende der vorhandenen Therapieskala stehen die Salvageoptionen des ersatzlosen Prothesenausbaus, der dauerhaften antimikrobiellen Suppressionstherapie sowie in Extremfällen die Ablation des Beins.» Die Therapie der PPI verbindet adäquates chirurgisches Vorgehen und antimikrobielle Therapie soll nicht routinemäßig durchgeführt werden. Szintigraphie Die 3-Phasen-Skelettszintigraphie bietet eine gute Visualisierung des periprothetischen Knochenumbaus. Eine Differenzierung zwischen einer aseptischen oder septischen Genese ist, wie im MRT, nicht möglich. Eine vermehrte Aufnahme bis zu 2 Jahre nach Prothesenimplantation führt zu falsch-positiven Ergebnissen. Auch der zusätzliche Einsatz der Leukozytenszintigraphie führt nicht zur ausreichenden Verbesserung der Sensitivität und Spezifität. Deswegen wird die Szintigraphie zur Infektionsabklärung nicht empfohlen [27, 28]. Positronenemissionstomographie(PET)-CT Die Fluorodeoxyglukose(FDG)-PET- CT bietet den Vorteil gegenüber den anderen nuklearmedizinischen Verfahren, dass sie eine bessere räumliche Auflösung der Aufnahmezonen ermöglicht [27, 29]. FDG wird von neutrophilen Granulozyten und Makrophagen aufgenommen. Da beide Zelltypen sowohl bei einer septischen als auch bei einer aseptischen Entzündungsreaktion vorhanden sind, ist eine valide Differenzierung zwischen der septischen und aseptischen Prothesenlockerung mittels FDG-PET-CT nicht möglich. Ein möglicher Therapiealgorithmus basierend auf der vorhandenen Datenlage ist in. Abb. 2 dargestellt. Prothesenerhaltende Revision Débridement und Spülung einer infizierten Hüftprothese sind vor dem Hintergrund der oben angestellten Überlegungen nur bei Frühinfektionen in den ersten 4 postoperativen Wochen und hämatogenen Infekten mit einer Symptomdauer von maximal 3 Wochen sinnvoll [8]. In jedem Fall müssen für den Prothesenerhalt folgende Kriterien erfüllt sein: eine gute Weichteilsituation, ein stabiles (nicht gelockertes) Implantat und kein Problemkeim (DTT-Erreger). Es muss klar von einer Low-grade-Infektion unterschieden 5

Abb. 3 8 Beispiel einer unvollständigen Zemententfernung mit konsekutiv persistierendem Infekt bei einem 62-jähriger Patient mit PPI einer zementierten Hüftprothese rechts mit einem rifampicinresistenten Staphylococcus epidermidis. a h Verlauf mit jeweils einer a.-p.- und einer axialen Aufnahme. Der zunächst im distalen Femur belassene Zement führte zu einem Wiederaufflammen des Infekts innerhalb von 4 Wochen und wurde beim erneuten Ausbau über ein femorales Fenster (g, h) geborgen. Aktuell ist die Hüftprothese wieder aufgebaut und infektfrei werden, bei welcher der Erhalt der Prothese nicht versucht werden soll. Neben dem umfassenden, schichtenübergreifenden Débridement des Hüftgelenks und der Spülung ist der Austausch der mobilen Teile entscheidend für den Erfolg des Vorgehens. Im Fall des Prothesenerhalts wird eine insgesamt 3-monatige Antibiotikatherapie mit zunächst intravenöser, danach oraler Gabe resistenzgerechter Antibiotika empfohlen. Prothesenwechsel Der zweizeitige Prothesenwechsel stellt bei chronischen ( low grade ) PPI das Standardverfahren dar [30, 31, 32]. Dieses Vorgehen beinhaltet den Ausbau der Hüftprothese gefolgt von einem prothesenfreien Intervall mit antimikrobieller Therapie und dem anschließenden Wiederaufbau. Grundsätzlich müssen beim Prothesenausbau alle Implantatanteile und Zementreste entfernt werden. Ein transfemoraler Zugang oder eine femorale Fensterung sind wegen der dann möglichen Radikalität oft indiziert (. Abb. 3). Beim Débridement werden (Neo)synovialis, infizierte und nekrotische Weichteile und Knochenanteile sowie periprothetische Membranen entfernt. Fistelgänge sind bakteriell besiedelt und sollten ausgeschnitten werden. Die Gewinnung diagnostischer Proben (intraartikuläre Flüssigkeit, intraartikuläres Gewebe, periprothetische Membranen) ist obligat. Der Einsatz von Zementspacern wird kontrovers diskutiert. Vorteile sind die Möglichkeit der lokalen Antibiotikatherapie, die Vermeidung der Verkürzung der periartikulären Weichteile sowie die Verringerung des Totraumvolumens [33]. Nachteile sind die Gefahr periimplantärer Frakturen und die Luxation des Spacers mit oft ausgeprägten azetabulären Defekten [34]. Bei DTT-Keimen sollte wegen der Besiedelung falls möglich kein Spacer eingesetzt werden. Wenn ein Spacer eingesetzt wird, sollen Antibiotika in hoher Konzentration beigemischt werden. Der Wiederaufbau der Hüftprothese bei PPI mit DTT-Keimen oder bei ausgeprägter knöcherner Beteiligung sollte erst nach einem langen Intervall von 6 bis 6 Der Orthopäde 2014

8 Wochen mit entsprechender antimikrobieller Therapie erfolgen. Auch eine femorale oder azetabuläre Fraktur, deren Konsolidierung für die Reimplantation von Vorteil ist, kann ein langes Intervall zwischen Ausbau und Wiederaufbau sinnvoll machen. Bei paraklinischen Anzeichen einer persistierenden Infektion soll eine präoperative Punktion des Gelenks nach einem 2-wöchigen antibiotikafreien Intervall durchgeführt werden. D Bei Abwesenheit eines Problemkeims kann die Reimplantation der Hüftprothese bereits nach einem kurzen Intervall (2 bis 3 Wochen) durchgeführt werden. Leider lässt sich dieser Ansatz trotz deutlichem Vorteil für den Patienten und das Gesundheitswesen im DRG-Abrechnungssystem nicht abbilden. Der einzeitige Prothesenwechsel beinhaltet die sofortige Reimplantation der Prothese nach einem umfassenden Débridement. Die Vorteile für den Patienten liegen auf der Hand: ein einziger Eingriff, verkürzte Liegedauer sowie die sofortige Mobilisation mit belastbarem Gelenk. Unter der Voraussetzung, dass kein DTT-Keim sowie gute Weichteilverhältnisse vorliegen, kann mit diesem Vorgehen auch eine gute Heilungsrate erzielt werden. Eine Metaanalyse, welche Arbeiten mit ein- und zweizeitigem Wechsel verglich, ergab Reinfektionsraten von 13,1 vs. 10,4% [35]. Allerdings ist die Qualität der Daten aufgrund des Fehlens randomisierter Vergleiche als gering anzusehen. Der Einsatz von antibiotikaversetztem Knochenzement kann bei einzeitigen Wechseln nach wie vor empfohlen werden [36]. Es bleibt abzuwarten, ob moderne systemische Antibiotikaregime die zusätzliche lokale Therapie ersetzen können. Antibiotikaimprägnierter allogener Knochen wird bei einzeitigen Wechseln mit zementfreier Versorgung ebenfalls eingesetzt. Für klare Empfehlungen ist die Datenlage nicht ausreichend [37]. Im Falle des zweizeitigen Wechsels führt eine zementfreie Versorgung zum gleichen Outcome wie die zementierte, weshalb erstere gerade bei azetabulären oder femoralen Defektsituationen zur Rekonstruktion eingesetzt werden kann [36]. Ersatzloser Prothesenausbau Bei Patienten mit rezidivierenden PPI trotz algorithmusgerechter Therapie ist die Anlage einer Girdlestone-Situation oft die einzige Methode, mit der der Infekt kontrolliert werden kann. Auch bei geringem funktionellem Anspruch, wie bei bettlägerigen oder rollstuhlmobilisierten Patienten, kann ein ersatzloser Ausbau der Prothese eine gute Option darstellen. Suppressionstherapie Eine lebenslange antimikrobielle Therapie sollte in Fällen erwogen werden, wo das operative Risiko einen weiteren Eingriff verhindert und bei einem niedrigvirulenten Keim keine septische Entgleisung zu erwarten ist. Diese Therapie ist tatsächlich als reine Suppressionsbehandlung anzusehen. Bei Absetzen der Antibiotika kann mit einem Wiederaufflammen des Infekts in über 80% der Fälle gerechnet werden [38]. Amputation Die rezidivierende periprothetische Infektion, z. B. eines totalen Femurersatzes, kann die Indikation für eine Exartikulation des Hüftgelenks darstellen. Vor allem der sekundär implantierte totale Femurersatz ist mit einem sehr hohen Risiko der Infektion behaftet [39]. Antibiotikatherapie Neue Konzepte der antimikrobiellen Therapie tragen den speziellen Charakteristika der implantatassoziierten Infektion Rechnung und forcieren neben der minimalen Hemmkonzentration hierfür relevantere Werte wie die minimale Biofilmhemmkonzentration und die -eradikationskonzentration [36, 40]. Aufgrund der Biofilmbildung der Bakterien und deren Übergang in eine stoffwechselreduzierte sessile Phase können bei der Therapie der PPI nur Antibiotika reüssieren, die auch in dieser Situation eine Wirksamkeit besitzen. Dies gilt bei Staphylokokken für Rifampicin, bei gramnegativen Bakterien für Fluorchinolone (Ciprofloxacin oder Levofloxacin). Erreger, die als DTT eingestuft werden, besitzen entweder Resistenzen gegen diese Antibiotika oder es existieren keine biofilmaktiven Wirkstoffe wie bei Enterokokken oder Candida. Wir empfehlen für die Auswahl der Antibiotika das Schema von Trampuz u. Zimmerli [38]. Die Basis der antimikrobiellen Therapie ist eine stationäre intravenöse Gabe, welcher sich eine orale Therapie mit gut bioverfügbaren, bakteriziden Antibiotika anschließt. Wenn einen Prothese vorhanden ist, sollte immer ein biofilmaktiver Wirkstoff gegeben werden. Um eine Resistenzentwicklung zu vermeiden, sollte die Gabe dieser Wirkstoffe im prothesenfreien Intervall unbedingt vermieden werden. Rifampicin darf aus demselben Grund niemals als Monotherapie gegeben werden. Bakteriostatische Antibiotika wie Clindamycin und Linezolid sollten bei PPI vermieden werden. Als Ausnahme kann der Einsatz von Clindamycin bei PPI mit Propionibacterium acnes genannt werden. Gutachterliche Besonderheiten Der orthopädische Chirurg muss bei der Behandlung eines PPI viele Kriterien beachten und seine Diagnostik- und Therapieschritte darauf abstimmen. Mehrere dieser Kriterien haben durch ihre fundierte Evidenzlage bereits Einfluss auf gutachterliche Entscheidungen. Als problematisch wird das Belassen von Fremdmaterial gerade bei Problemkeinen (DDT-Erregern), aufgrund der hohen Besiedelungsrate der Schwämme die Anwendung der Vakuumversiegelung bei PPI und ein fehlender klarer Diagnose- und Behandlungsalgorithmus gewertet. Als Behandlungsfehler können der Versuch des Prothesenerhalts bei chronischen Infekten, die Gabe von Rifampicin als Monotherapie sowie der Versuch der alleinigen Antibiotikatherapie bei allen PPI-Formen angesehen werden. Ausnahmen für letzteres sind nur der positive Keimbefund bei vermeintlich aseptischen Wechseln und die kalkulierte Suppression. 7

Fazit F Bei schmerzhafter Prothese oder Frühlockerung immer Infektions diagnostik durchführen. F Antibiotika 14 Tage vor Diagnostik (Punktion, Biopsie) absetzen. F Sonikation zur Detektion von Lowgrade-Infekten einsetzen. F Keine Spacer und anderes Fremdmaterial (Cerclagen ) bei Problemkeimen. F Alle Fremdkörper (Implantate, Osteosynthesematerial, Zement usw.) komplett entfernen. F Rifampicin und Ciprofloxacin erst nach Redon-Zug und trockener Wunde geben. F Rifampicin niemals empirisch, sondern gezielt nach Antibiogramm verabreichen. F Bakteriostatische Antibiotika (und unbedingt auch die Kombination mit bakteriziden) vermeiden. F Interdisziplinäre Behandlung anstreben (Infektiologie, Mikrobiologie, Orthopädie). F Behandlung komplexer und rezidivierender PPI in spezialisierten Abteilungen mit Schwerpunkt implantatassoziierte Infektion. Korrespondenzadresse Dr. T. Winkler Abteilung für Septische Chirurgie und Protheseninfektion, Klinik für Orthopädie, Centrum für Muskuloskeletale Chirurgie, Charité-Universitätsmedizin Berlin Augustenburgerplatz 1, 13353 Berlin tobias.winkler@charite.de Einhaltung ethischer Richtlinien Interessenkonflikt. T. Winkler, A. Trampuz, S. Hardt, V. Janz, C. Kleber, C. Perka geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Dieser Beitrag beinhaltet keine Studien an Menschen oder Tieren. Literatur 1. Bozic KJ, Ries MD (2005) The impact of infection after total hip arthroplasty on hospital and surgeon resource utilization. J Bone Joint Surg [Am] 87(8):1746 1751 (PubMed PMID: 16085614) 2. Sculco TP (1993) The economic impact of infected total joint arthroplasty. Instr Course Lect 42:349 351 (PubMed PMID:8463684) 3. Perka C, Haas N (2011) Periprosthetic infection (Periprothetische Infektion). Chirurg 82(3):218 226 (PubMed PMID: 21340589) 4. Kurtz SM, Lau E, Watson H et al (2012) Economic burden of periprosthetic joint infection in the United States. J Arthroplasty 27(8 Suppl):61 65 e1 (PubMed PMID: 22554729) 5. Bozic KJ, Lau E, Kurtz S et al (2012) Patient-related risk factors for periprosthetic joint infection and postoperative mortality following total hip arthroplasty in medicare patients. J Bone Joint Surg [Am] 94(9):794 800 (PubMed PMID: 22552668) 6. Maderazo EG, Judson S, Pasternak H (1988) Late infections of total joint prostheses. A review and recommendations for prevention. Clin Orthop Relat Res (229):131 142 (PubMed PMID: 3280197) 7. Murdoch DR, Roberts SA, Fowler Jr VG Jr et al (2001) Infection of orthopedic prostheses after Staphylococcus aureus bacteremia. Clin Infect Dis 32(4):647 679 (PubMed PMID: 11181131) 8. Zimmerli W, Trampuz A, Ochsner PE (2004) Prosthetic-joint infections. N Engl J Med 351(16):1645 1654 (PubMed PMID: 15483283) 9. Corvec S, Portillo ME, Pasticci BM et al (2012) Epidemiology and new developments in the diagnosis of prosthetic joint infection. Int J Artif Organs 35(10):923 934 (PubMed PMID: 23138706) 10. Morawietz L, Classen RA, Schroder JH et al (2006) Proposal for a histopathological consensus classification of the periprosthetic interface membrane. J Clin Pathol 59(6):591 597 (PubMed PMID: 16731601. Pubmed Central PMCID: 1860400) 11. Schinsky MF, Della Valle CJ, Sporer SM, Paprosky WG (2008) Perioperative testing for joint infection in patients undergoing revision total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg [Am] 90(9):1869 1875 (PubMed PMID: 18762646) 12. Portillo ME, Salvadó M, Alier A et al (2013) Prosthesis failure within two years of implantation is highly predictive for infection. Clin Orthop Relat Res (in press) 13. Muller M, Morawietz L, Hasart O (2008) Diagnosis of periprosthetic infection following total hip arthroplasty evaluation of the diagnostic values of pre- and intraoperative parameters and the associated strategy to preoperatively select patients with a high probability of joint infection. J Orthop Surg Res 3:31 (PubMed PMID: 18644107. Pubmed Central PMCID: 2492844) 14. Berbari E, Mabry T, Tsaras G et al (2010) Inflammatory blood laboratory levels as markers of prosthetic joint infection: a systematic review and metaanalysis. J Bone Joint Surg [Am] 92(11):2102 2109 (PubMed PMID: 20810860) 15. Trampuz A, Perka C, Borens O (2013) Gelenksprotheseninfektion: Neue Entwicklungen in der Diagnostik und Therapie. Dtsch Med Wochenschr (in Druck) 16. Frommelt L (2008) Aspiration of joint fluid for detection of the pathogen in periprosthetic infection (Gelenkpunktat und Erregernachweis bei periprothetischer Infektion). Orthopade 37(10):1027 1034 (quiz 35 36) (PubMed PMID: 18797842) 17. Atkins BL, Athanasou N, Deeks JJ et al (1998) Prospective evaluation of criteria for microbiological diagnosis of prosthetic-joint infection at revision arthroplasty. The OSIRIS Collaborative Study Group. J Clin Microbiol 36(10):2932 2939 (Pub- Med PMID: 9738046. Pubmed Central PMCID: 105090) 18. Spangehl MJ, Masri BA, O Connell JX, Duncan CP (1999) Prospective analysis of preoperative and intraoperative investigations for the diagnosis of infection at the sites of two hundred and two revision total hip arthroplasties. J Bone Joint Surg [Am] 81(5):672 683 (PubMed PMID: 10360695) 19. Fink B, Gebhard A, Fuerst M et al (2013) High diagnostic value of synovial biopsy in periprosthetic joint infection of the hip. Clin Orthop Relat Res 471(3):956 964 (PubMed PMID: 22806261. Pubmed Central PMCID: 3563795) 20. Corona P, Gil E, Guerra E et al (2012) Percutan eous interface biopsy in dry-aspiration cases of chronic periprosthetic joint infections: a technique for preoperative isolation of the infecting organism. Int Orthop 36(6):1281 1286 (PubMed PMID: 22124526. Pubmed Central PMCID: 3353093) 21. Trampuz A, Piper KE, Jacobson MJ et al (2007) Sonication of removed hip and knee prostheses for diagnosis of infection. N Engl J Med 357(7): 654 663 (PubMed PMID: 17699815) 22. Janz V, Wassilew GI, Hasart O et al (2013) Evaluation of sonicate fluid cultures in comparison to histological analysis of the periprosthetic membrane for the detection of periprosthetic joint infection. Int Orthop 37(5):931 936 (PubMed PMID: 23525549. Pubmed Central PMCID: 3631497) 23. Krenn V, Morawietz L, Kienapfel H et al (2013) Revised consensus classification: histopathological classification of diseases associated with joint endoprostheses (Erweiterte Konsensusklassifikation: Histopathologische Klassifikation von Gelenkendoprothesen-assoziierten Erkrankungen). Z Rheumatol (PubMed PMID: 23446461) 24. Tohtz SW, Muller M, Morawietz L et al (2010) Validity of frozen sections for analysis of periprosthetic loosening membranes. Clin Orthop Relat Res 468(3):762 768 (PubMed PMID: 19768513. Pubmed Central PMCID: 2816749) 25. Mulcahy H, Chew FS (2012) Current concepts of hip arthroplasty for radiologists: part 2, revisions and complications. AJR American J Roentgenol 199(3):570 580 (PubMed PMID: 22915396) 26. Miller TT (2012) Imaging of hip arthroplasty. Eur J Radiol 81(12):3802 3812 (PubMed PMID: 21530121) 27. Love C, Marwin SE, Palestro CJ (2009) Nuclear medicine and the infected joint replacement. Semin Nucl Med 39(1):66 78 (PubMed PMID: 19038601) 28. Ivancevic V, Perka C, Hasart O et al (2002) Imaging of low-grade bone infection with a technetium-99 m labelled monoclonal anti-nca-90 Fab fragment in patients with previous joint surgery. Eur J Nucl Med Mol Imaging 29(4):547 551 (Pub- Med PMID: 11914895. Epub 2002/03/27. eng.) 29. Strobel K, Stumpe KD (2007) PET/CT in musculoskeletal infection. Semin Musculoskelet Radiol 11(4):353 364 (PubMed PMID: 18324599) 30. Senthi S, Munro JT, Pitto RP (2011) Infection in total hip replacement: meta-analysis. Int Orthop 35(2):253 260 (PubMed PMID: 21085957. Pubmed Central PMCID: 3032119) 31. Langlais F, Kerboull M, Sedel L, Ling RS (2003) The French paradox.. J Bone Joint Surg [Br] 85(1):17 20 (PubMed PMID: 12585572) 32. Parvizi J, Adeli B, Zmistowski B et al (2012) Management of periprosthetic joint infection: the current knowledge: AAOS exhibit selection. J Bone Joint Surg [Am] 94(14):e104 (PubMed PMID: 22810411) 8 Der Orthopäde 2014

33. Hsieh PH, Shih CH, Chang YH et al (2004) Twostage revision hip arthroplasty for infection: comparison between the interim use of antibioticloaded cement beads and a spacer prosthesis. J Bone Joint Surg [Am] 86-A(9):1989 1997 (Pub- Med PMID: 15342762. Epub 2004/09/03. eng) 34. Jung J, Schmid NV, Kelm J et al (2009) Complications after spacer implantation in the treatment of hip joint infections. Int J Med Sci 6(5):265 273 (PubMed PMID: 19834592. Pubmed Central PMCID: 2755123. Epub 2009/10/17. eng.) 35. Lange J, Troelsen A, Thomsen RW, Soballe K (2012) Chronic infections in hip arthroplasties: comparing risk of reinfection following one-stage and two-stage revision: a systematic review and metaanalysis. Clin Epidemiol:57 73 (PubMed PMID: 22500127. Pubmed Central PMCID: 3324993) 36. Langlais F (2003) Can we improve the results of revision arthroplasty for infected total hip replacement? J Bone Joint Surg [Br] 85(5):637 640 (Pub- Med PMID: 12892181) 37. Winkler H (2012) Bone grafting and one-stage revision of THR biological reconstruction and effective antimicrobial treatment using antibiotic impregnated allograft bone. Hip Int (Suppl 8):S62 S68 (PubMed PMID: 22956385. Epub 2012/09/08. eng.) 38. Trampuz A, Zimmerli W (2008) Diagnosis and treatment of implant-associated septic arthritis and osteomyelitis. Curr Infect Dis Rep 10(5):394 403 (PubMed PMID: 18687204) 39. Hwang JS, Beebe KS, Patterson FR, Benevenia J (2011) Infected total femoral replacements: evaluation of limb loss risk factors. Orthopedics 34(11):e736 e740 (PubMed PMID: 22049955) 40. Furustrand Tafin U, Corvec S, Betrisey B et al (2012) Role of rifampin against Propionibacterium acnes biofilm in vitro and in an experimental foreign-body infection model. Antimicrob Agents Chemother 56(4):1885 1891 (PubMed PMID: 22252806. Pubmed Central PMCID: 3318339) 9