Skip to main content
Log in

Infektionen der Wirbelsäule

Pyogene Spondylodiszitis und implantatassoziierte vertebrale Osteomyelitis

Infections of the spine

Pyogenic spondylodiscitis and implant-associated vertebral osteomyelitis

  • CME
  • Published:
Der Unfallchirurg Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Pyogene (unspezifische) Spondylodiszitis und implantatassoziierte vertebrale Osteomyelitis (IAVO) stellen wichtige Krankheitsbilder mit der Gefahr neurologischer und septischer Komplikationen dar. Die frühzeitige Diagnostik, bei der MRT, Histopathologie und mikrobiologischer Keimnachweis zentrale Rollen spielen, ist essenziell. Ziele der konservativen Therapie bei unkomplizierter Spondylodiszitis sind die antibiotische Infektsanierung und Schmerztherapie. Im Fall von Sepsis, neurologischen Defiziten, Segmentinstabilität oder epiduralen Abszessen sollte eine chirurgische Infektbehandlung mit Stabilisierung der Wirbelsäule erfolgen. Bei der IAVO markiert die Bildung eines reifen Biofilms den Übergang von akuter zu chronischer Infektion. Erstere kann i.d.R. implantaterhaltend mit ausgiebigem Débridement und biofilmgängigen Antibiotika behandelt werden. Bei chronischen Infektionen ist oftmals ein Entfernen/Wechsel der Implantate notwendig, ebenfalls kombiniert mit mehrwöchiger Antibiotikatherapie.

Abstract

Pyogenic (unspecific) spondylodiscitis and implant-associated vertebral osteomyelitis (IAVO) are important diseases with the risk of neurological and septic complications. An early diagnosis is essential in which magnetic resonance imaging (MRI), histopathology and microbiological identification of the pathogen play key roles. The goals of conservative treatment in uncomplicated spondylodiscitis are antibiotic infection control and pain management. In the case of sepsis, neurological deficits, segmental instability or epidural abscesses surgical treatment of the infection with stabilization of the spine should be considered. In IAVO the formation of a mature biofilm represents the transition from acute to chronic infection. Acute infections can be treated by extensive debridement in combination with biofilm-active antibiotic treatment while retaining the implant. In chronic infections implant removal or exchange in combination with several weeks of antibiotic treatment is often necessary.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5
Abb. 6

Literatur

  1. Doutchi M, Seng P, Menard A, Meddeb L, Adetchessi T, Fuentes S et al (2015) Changing trends in the epidemiology of vertebral osteomyelitis in Marseille, France. New Microbes New Infect 7:1–7

    Article  Google Scholar 

  2. Bernard L, Dinh A, Ghout I, Simo D, Zeller V, Issartel B et al (2015) Antibiotic treatment for 6 weeks versus 12 weeks in patients with pyogenic vertebral osteomyelitis: an open-label, non-inferiority, randomised, controlled trial. Lancet 385:875–882

    Article  CAS  Google Scholar 

  3. Pola E, Autore G, Formica VM, Pambianco V, Colangelo D, Cauda R et al (2017) New classification for the treatment of pyogenic spondylodiscitis: validation study on a population of 250 patients with a follow-up of 2 years. Eur Spine J 26:479–488

    Article  Google Scholar 

  4. Arzneimittelkommission Der Deutschen Ärzteschaft (AkdÄ), Bundespsychotherapeutenkammer (BPtK), Bundesverband Selbstständiger Physiotherapeuten (IFK), Deutsche Gesellschaft Für Allgemeinmedizin Und Familienmedizin (DEGAM), Deutsche Gesellschaft Für Anästhesiologie Und Intensivmedizin (DGAI), Deutsche Gesellschaft Für Arbeitsmedizin Und Umweltmedizin (DGAUM) et al (2017) Nationale Versorgungs Leitlinie Nicht-spezifischer Kreuzschmerz – Langfassung, 2. Aufl. https://doi.org/10.6101/AZQ/000353

    Book  Google Scholar 

  5. Mylona E, Samarkos M, Kakalou E, Fanourgiakis P, Skoutelis A (2009) Pyogenic vertebral osteomyelitis: a systematic review of clinical characteristics. Semin Arthritis Rheum 39:10–17

    Article  CAS  Google Scholar 

  6. Duarte RM, Vaccaro AR (2013) Spinal infection: state of the art and management algorithm. Eur Spine J 22:2787–2799

    Article  Google Scholar 

  7. Patel H, Khoury H, Girgenti D, Welner S, Yu H (2017) Burden of surgical site infections associated with select spine operations and involvement of staphylococcus aureus. Surg Infect 18:461–473

    Article  Google Scholar 

  8. Costerton JW, Stewart PS, Greenberg EP (1999) Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections. Science 284:1318–1322

    Article  CAS  Google Scholar 

  9. Heggeness MH, Esses SI, Errico T, Yuan HA (1993) Late infection of spinal instrumentation by hematogenous seeding. Spine 18:492–496

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. Kowalski TJ (2015) Implant-associated vertebral osteomyelitis. In: Zimmerli W (Hrsg) Bone and joint infections. John Wiley & Sons, Chichester, UK, S 325–345

    Google Scholar 

  11. Köder K, Hardt S, Gellert MS, Haupenthal J, Renz N, Putzier M et al (2020) Outcome of spinal implant-associated infections treated with or without biofilm-active antibiotics: results from a 10-year cohort study. Infection 48:559–568

    Article  Google Scholar 

  12. McHenry MC, Easley KA, Locker GA (2002) Vertebral osteomyelitis: long-term outcome for 253 patients from 7 Cleveland-area hospitals. Clin Infect Dis 34:1342–1350

    Article  Google Scholar 

  13. Gupta A, Kowalski TJ, Osmon DR, Enzler M, Steckelberg JM, Huddleston PM et al (2014) Long-term outcome of pyogenic vertebral osteomyelitis: a cohort study of 260 patients. Open Forum Infect Dis 1:ofu107

    Article  Google Scholar 

  14. Cramer J, Haase N, Behre I, Ostermann PAW (2003) Spondylitis und Spondylodiszitis. Trauma Berufskrankh 5:336–341

    Article  Google Scholar 

  15. Loibl M, Stoyanov L, Doenitz C, Brawanski A, Wiggermann P, Krutsch W et al (2014) Outcome-related co-factors in 105 cases of vertebral osteomyelitis in a tertiary care hospital. Infection 42:503–510

    Article  CAS  Google Scholar 

  16. Kouijzer IJE, Scheper H, de Rooy JWJ, Bloem JL, Janssen MJR, van den Hoven L et al (2018) The diagnostic value of 18F-FDG-PET/CT and MRI in suspected vertebral osteomyelitis—a prospective study. Eur J Nucl Med Mol Imaging 45:798–805

    Article  CAS  Google Scholar 

  17. Iwata E, Scarborough M, Bowden G, McNally M, Tanaka Y, Athanasou NA (2019) The role of histology in the diagnosis of spondylodiscitis: correlation with clinical and microbiological findings. Bone Joint J 101:246–252

    Article  Google Scholar 

  18. Hellebrekers P, Rentenaar RJ, McNally MA, Hietbrink F, Houwert RM, Leenen LPH et al (2019) Getting it right first time: the importance of a structured tissue sampling protocol for diagnosing fracture-related infections. Injury 50:1649–1655

    Article  CAS  Google Scholar 

  19. Gemmel F, Rijk PC, Collins JMP, Parlevliet T, Stumpe KD, Palestro CJ (2010) Expanding role of 18F-fluoro-D-deoxyglucose PET and PET/CT in spinal infections. Eur Spine J 19:540–551

    Article  Google Scholar 

  20. Sampedro MF, Huddleston PM, Piper KE, Karau MJ, Dekutoski MB, Yaszemski MJ et al (2010) A biofilm approach to detect bacteria on removed spinal implants. Spine 35:1218–1224

    Article  Google Scholar 

  21. Berbari EF, Kanj SS, Kowalski TJ, Darouiche RO, Widmer AF, Schmitt SK et al (2015) 2015 infectious diseases society of america (IDSA) clinical practice guidelines for the diagnosis and treatment of native vertebral osteomyelitis in adults. Clin Infect Dis 61:e26–46

    Article  Google Scholar 

  22. Herren C, Jung N, Pishnamaz M, Breuninger M, Siewe J, Sobottke R (2017) Spondylodiscitis: diagnosis and treatment options. Dtsch Arztebl Int 114:875–882

    PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  23. Almansour H, Pepke W, Akbar M (2020) Pyogenic spondylodiscitis. Orthopäde 49:482–493

    Article  CAS  Google Scholar 

  24. Dietze DD, Fessler RG, Jacob RP (1997) Primary reconstruction for spinal infections. J Neurosurg 86:981–989

    Article  Google Scholar 

  25. Rayes M, Colen CB, Bahgat DA, Higashida T, Guthikonda M, Rengachary S et al (2010) Safety of instrumentation in patients with spinal infection. J Neurosurg Spine 12:647–659

    Article  Google Scholar 

  26. von der Hoeh NH, Voelker A, Hofmann A, Zajonz D, Spiegl UA, Jarvers J‑S et al (2018) Pyogenic spondylodiscitis of the thoracic spine: outcome of 1‑stage posterior versus 2‑stage posterior and anterior spinal reconstruction in adults. World Neurosurg 120:e297–303

    Article  Google Scholar 

  27. Farah K, Peyriere H, Graillom T, Prost S, Dufour H, Blondel B et al (2019) Minimally invasive posterior fixation and anterior debridement-fusion for thoracolumbar spondylodiscitis: a 40-case series and review of the literature. Neurochirurgie 66:24–28

    Article  Google Scholar 

  28. Schomacher M, Finger T, Koeppen D, Süss O, Vajkoczy P, Kroppenstedt S et al (2014) Application of titanium and polyetheretherketone cages in the treatment of pyogenic spondylodiscitis. Clin Neurol Neurosurg 127:65–70

    Article  Google Scholar 

  29. Fleege C, Wichelhaus TA, Rauschmann M (2012) Systemic and local antibiotic therapy of conservative and operative treatment of spondylodiscitis. Orthopade 41:727–735

    Article  CAS  Google Scholar 

  30. Yang K, Zhang S, Liu H, Wu W (2019) Transforaminal lumbar Interbody fusion with antibiotics delivered by caSO4 drug carrier system for pyogenic spondylodiscitis. World Neurosurg 132:e447–e454.

    Article  Google Scholar 

  31. Pro-Implant-Foundation (2018) Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie 2020. Kapitel 9.6.3.3.1 Wirbelsäuleninfektionen, 28. Aufl. Thomas Karow. https://pro-implant.org/tools/pocket-guide/3

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Volker Alt.

Ethics declarations

Interessenkonflikt

Gemäß den Richtlinien des Springer Medizin Verlags werden Autoren und Wissenschaftliche Leitung im Rahmen der Manuskripterstellung und Manuskriptfreigabe aufgefordert, eine vollständige Erklärung zu ihren finanziellen und nichtfinanziellen Interessen abzugeben.

Autoren

S. Lang: A. Finanzielle Interessen: Erstattung der Reisekosten: ORS/ON Education Scholarship for an attendance of the EUROSPINE Annual Meeting, Helsinki, Oktober 2019. – B. Nichtfinanzielle Interessen: angestellter Unfallchirurg in Weiterbildung, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Universitätsklinikum Regensburg | Mitgliedschaften: DKOU, Eurospine, AO Spine, AO Trauma, DWG. M. Rupp: A. Finanzielle Interessen: kein finanzieller Interessenkonflikt. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Oberarzt und Leiter Infektionschirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Universitätsklinik Regensburg. F. Hanses: A. Finanzielle Interessen: Forschungsförderung zur persönlichen Verfügung: BMBF, pharmazeutische Industrie (Studien: Basilea, Roche, Portola). – Referentenhonorar oder Kostenerstattung als passiver Teilnehmer: pharmazeutische Industrie (Novartis, Correvio), BLÄK, DGVS. – Interne Schulung, Advisory Board: Correvio. – Patente, Geschäftsanteile, Aktien o. Ä. an einer im Medizinbereich aktiven Firma: unterhalb von Bagatellgrenzen (d. h. < 1000 €). – B. Nichtfinanzielle Interessen: angestellter Arzt, Universitätsklinikum Regensburg | Mitgliedschaften: DGIM, DGI, DEGUM, ESCMID. C. Neumann: A. Finanzielle Interessen: Berater: ulrich medical (Ulm-Jungingen, Deutschland), auf den nachfolgenden Patenten der Fa. ulrich medical als Erfinder benannt: Patent für Ventral bone plate: „Golden gate™“, Ulrich GmbH + Co. KG, Patent für Vertebral implant and setting tool: „Obelisc™“, Ulrich GmbH + Co. KG, für diese Produkte: Erhalt von Umsatzbeteiligungen durch ulrich medical. – B. Nichtfinanzielle Interessen: angestellter Unfallchirurg, Oberarzt, Leiter Sarkomzentrum, Wirbelsäulenchirurgie, Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, Universitätsklinikum Regensburg. M. Loibl: A. Finanzielle Interessen: Forschungsförderung: AO Spine, Projekt „Immunospine“ zur Charakterisierung der Abwehrsituation von Patienten mit postoperativen Wundinfektionen an der Wirbelsäule. – Kostenerstattung für Vorträge: AO Spine, Medtronic, Medacta. – B. Nichtfinanzielle Interessen: leitender Oberarzt in angestellter Tätigkeit im Bereich Wirbelsäulenchirurgie in einem Stiftungskrankenhaus, Vertreter des orthopädischen Fachbereichs der AO Spine Schweiz. V. Alt: A. Finanzielle Interessen: kein finanzieller Interessenkonflikt. – B. Nichtfinanzielle Interessen: Universitätsprofessor und Lehrstuhlinhaber, Unfallchirurgie, Universität Regensburg, Klinikdirektor Unfallchirurgie Regensburg, Associate Editor, Injury, Elsevier.

Wissenschaftliche Leitung

Die vollständige Erklärung zum Interessenkonflikt der Wissenschaftlichen Leitung finden Sie am Kurs der zertifizierten Fortbildung auf www.springermedizin.de/cme.

Der Verlag

erklärt, dass für die Publikation dieser CME-Fortbildung keine Sponsorengelder an den Verlag fließen.

Für diesen Beitrag wurden von den Autoren keine Studien an Menschen oder Tieren durchgeführt. Für die aufgeführten Studien gelten die jeweils dort angegebenen ethischen Richtlinien.

Additional information

Wissenschaftliche Leitung

P. Biberthaler, München

T. Gösling, Braunschweig

T. Mittlmeier, Rostock

CME-Fragebogen

CME-Fragebogen

Ein 57-jähriger Patient klagt ca. 5 Wochen nach einer bakteriellen Harnwegsinfektion über zunehmende Rückenschmerzen sowie ein allgemeines Krankheitsgefühl. Der Patient ist afebril, hat aber pathologische Laborwerte (C-reaktives Protein [CRP] ++, Leukozytose). Sie stellen die Verdachtsdiagnose einer pyogenen Spondylodiszitis. Welche der folgenden Maßnahmen unternehmen Sie im Rahmen der Basisdiagnostik als Nächstes?

Ambulante Fortführung der Diagnostik

Mehrphasenszintigraphie des gesamten Bewegungsapparats

Konventionelles Röntgen, natives CT und MRT des schmerzhaften Wirbelsäulenabschnitts

Durchführung einer Kombination von Positronenemissionstomographie und Computertomografie (PET-CT) zur Fokussuche

Offene Probenentnahme zur mikrobiologischen Untersuchung des schmerzhaften Wirbelsäulenabschnitts

Bei einem 57-jährigen Patienten bestätigt sich die Verdachtsdiagnose einer pyogenen Spondylodiszitis sowohl klinisch als auch radiologisch. Der Patient entwickelt Fieber (38,7 °C), er ist aber hämodynamisch stabil (Blutdruck 135/80 mm Hg; Herzfrequenz 78/min; Atemfrequenz 14/min), schmerzkompensiert und neurologisch unauffällig. Ein Keimnachweis in den initial entnommenen Blutkulturproben ist bislang nicht gelungen. Welcher der folgenden diagnostischen oder therapeutischen Schritte ist als Nächstes am ehesten sinnvoll?

Gewinnung einer Probe mithilfe der offenen Biopsie und radikales Débridement des Infektionsherdes

CT-gesteuerte Biopsie aus der betroffenen Bandscheibe und dem angrenzenden destruierten Wirbelkörper

Beginn einer empirischen i.v.-Antibiotika-Therapie mit einem Drittgeneration-Cephalosporin und Flucloxacillin

Erneute Gewinnung von Blutkulturproben

Bestimmung des Prokalzitonin(PCT)-Werts und der Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit

Welcher der genannten Keime gilt als häufigster bakterieller Erreger der pyogenen Spondylodiszitis in Europa?

Pseudomonas aeruginosa

Staphylococcus aureus

Mycobacterium tuberculosis

Escherichia coli

Cutibacterium acnes

Welche Prinzipien der antibiotischen Therapie gelten für die Behandlung der pyogenen Spondylodiszitis?

Bei einem kardiopulmonal stabilem, nichtseptischen Patienten sollte eine antibiotische Therapie bereits vor der Kultivierung des verursachenden Erregers erfolgen.

Carbapeneme sollten als Erst-Linien-Antibiotika-Therapie eingesetzt werden.

Eine initiale i.v.-Applikation ist hinsichtlich der Bioverfügbarkeit und Steuerbarkeit einer oralen Antibiotikagabe als gleichwertig zu betrachten.

Bei Vorliegen von Risikofaktoren, fehlendem Erregernachweis, einem schweren Verlauf und/oder Fehlen eines Therapieerfolgs sollte eine Antibiotikadauer über 6 Wochen hinaus festgelegt werden.

Eine Oralisierung der Antibiotikatherapie sollte bei Verläufen, die eine operative Versorgung erfordern, nicht angestrebt werden.

Welches Kriterium stellt eine relative Operationsindikation bei der pyogenen Spondylodiszitis dar?

Akutes, neurologisches Defizit

Sepsis

Fehlender Keimnachweis bei persistierend erhöhten Entzündungsparametern

Segmentinstabilität: segmentale Kyphosierung (> 15°); Wirbelkörperkollaps > 50 %; Translation > 5 mm

Vorliegen eines epiduralen Abszesses

Auf welche generellen, operativen Therapieprinzipien der pyogenen Spondylodiszitis sollten Sie achten?

Die lokale Antibiotikaapplikation ist aufgrund der anatomischen Nähe zum Spinalkanal kontraindiziert.

Minimal-invasive Techniken zur Stabilisierung und Abszessentlastung haben bei der thorakolumbalen Spondylodiszitis keinen Stellenwert.

Die dorsale instrumentierende Stabilisierung an der Brustwirbelsäule ist bei multisegmentalen Defekten in der Regel ausreichend.

Ein zweizeitiges dorsoventrales Vorgehen kann bei großen ventralen Defekten und älterem Patientenkollektiv erwogen werden.

Die Verwendung von Implantaten bei der operationsbedürftigen pyogenen Spondylodiszitis ist wie bei Infektionen aller anderen Regionen des Bewegungsapparats kontraindiziert.

Welcher der folgenden Befunde ist ein unspezifisches Kriterium für eine implantatassoziierte vertebrale Osteomyelitis?

Mikrobielles Wachstum von S. epidermidis in 2 intraoperativ gewonnenen Gewebeproben

Intraoperativ eitriger Verhalt

Anzeichen einer Entzündung im MRT und Zunahme der Schmerzen im Bereich des mit Implantaten versorgten Wirbelsäulensegments

Hyperämie der Operationsnarbe, Leukozytose, Konzentrationserhöhung des C‑reaktiven Proteins (CRP) und Fieber (> 38 °C)

Vorhandensein einer akuten und/oder chronischen Infektion im periimplantären Gewebe in der histopathologischen Untersuchung

Was markiert den Übergang von einer akuten implantatassoziierten vertebralen Osteomyelitis hin zu einer chronischen Form?

Bildung eines reifen Biofilms mit dem Übergang des Pathogens in die sessile Phase

Wunddehiszenz mit freiliegendem Implantat

Das Vorhandensein einer Pseudarthrose oder Zeichen der Implantatlockerung

Vorliegen von normwertigen laborchemischen Entzündungsparametern

Persistierende Rückenschmerzen, 3 Monate postoperativ

Vier Wochen nach einer dorsalen Instrumentierung LWK 3–LWK 5 zur Versorgung einer LWK-4-Fraktur (AO-Typ A3) stellt sich eine 62-jährige Patientin mit plötzlich stärker werdenden Rückenschmerzen, Fieber (38,5 °C) und seröser Sekretion der Wunden frühzeitig über die Notaufnahme vor. Wesentliche Komorbiditäten bestehen nicht. Die weitere Diagnostik legt den Verdacht einer akuten implantatassoziierten vertebralen Osteomyelitis nahe. Eine CT-gesteuerte Feinnadelbiopsie ergibt den Nachweis eines rifampicinempfindlichen Methicillin-sensiblen Staphylococcus aureus (MSSA). Welche therapeutische Maßnahme ist am ehesten indiziert?

Sie verordnen eine Korsettbehandlung in Kombination mit einer 12-wöchigen biofilmaktiven Antibiotikatherapie.

Sie beginnen eine antibiotische Suppressionstherapie, die für 12 Wochen durchgeführt werden sollte. Danach kann das Implantat explantiert werden.

Auch bei stabilen Fraktur- und Implantatverhältnissen führen Sie einen vollständigen, einzeitigen Implantatwechsel durch, gefolgt von einer 12-wöchigen Antibiotikatherapie.

Sie planen einen 2‑zeitigen Wechsel und beginnen eine Suppressionstherapie.

Sie führen ein ausgiebiges Débridement unter Erhalt der nichtgelockerten Implantatanteile durch und beginnen eine 12-wöchige biofilmaktive Antibiotikatherapie.

Wie können Sie eine chronische implantatassoziierte vertebrale Osteomyelitis mit Nachweis eines Problemerregers, fehlender Segmentstabilität und gelockerten Implantatanteilen nach einer Fusionsoperation der LWS bei einem Patienten ohne wesentliche Komorbiditäten am ehesten behandeln?

Nach Wechsel der Implantate und radikalem Débridement sollte eine Suppressionstherapie durchgeführt werden, bis eine Implantatentfernung möglich ist.

Ein Débridement und Erhalt des Implantats, gefolgt von einer Eradikationstherapie, sind möglich.

Ein Débridement mit einzeitigem Implantatwechsel, gefolgt von einer 12-wöchigen Eradikationstherapie, ist erfolgversprechend.

Sie beginnen eine Suppressionstherapie ohne chirurgische Intervention.

Eine vollständige Entfernung des Implantats, gefolgt von einer Suppressionstherapie, ist die Strategie der Wahl.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Lang, S., Rupp, M., Hanses, F. et al. Infektionen der Wirbelsäule. Unfallchirurg 124, 489–504 (2021). https://doi.org/10.1007/s00113-021-01002-w

Download citation

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00113-021-01002-w

Schlüsselwörter

Keywords

Navigation