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Infizierte Pseudarthrose: diagnostischer und therapeutischer Ablauf

Infected nonunion: diagnostic and therapeutic work-up

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Zusammenfassung

Hintergrund

Die infizierte Pseudarthrose stellt eine der schwerwiegendsten Komplikationen bei der Frakturheilung dar. Die Herausforderung besteht darin, die Infektion zuerst als Ursache einer Pseudarthrose zu erkennen und dann die Heilung der Infektion und des Knochens zu erreichen.

Fragestellung

Aufgrund des heterogeneren Erscheinungsbildes infizierter Pseudarthrosen wird die Prävalenz eines Keimnachweises bei der operativen Pseudarthrosenrevision häufig unterschätzt.

Material und Methode

In einer retrospektiven Untersuchung zwischen 2010 und 2017 wurden 86 Patienten, die aufgrund einer radiologisch gesicherten Femurschaftpseudarthrose primär revidiert wurden und die ohne klinische Hinweise auf einen floriden Infekt als Ursache der Pseudarthrose waren, analysiert. Es wurden mindestens 4 intraoperativ gewonnene Proben mikrobiologisch ausgewertet. Dabei wurde zwischen Gewebeproben mit anschließender 48-stündiger Kurzzeitbebrütung und Gewebeproben mit 14-tägiger Langzeitkultivierung unterschieden. Der Befund „Keimnachweis“ wurde gestellt, wenn mindestens 2 der Proben ein Keimwachstum zeigten.

Ergebnisse

Bei 18 der 86 präoperativ als aseptisch eingeschätzten Pseudarthrosen konnte nach Kurzzeitbebrütung ein positiver Keimnachweis erhoben werden. Nach Langzeitbebrütung war bei 38 von 86 Patienten ein positiver Keimnachweis möglich. Hinsichtlich potenzieller Risikofaktoren zeigten die beiden Gruppen keine relevanten Unterschiede. Bei 29 Patienten wurde ein einzelner Erregertyp aus den gewonnenen Proben isoliert, während bei den übrigen 9 Patienten eine Mischkultur mit durchschnittlich 2,9 ± 0,5 verschiedenen Bakterien nachgewiesen wurde. Bei der Keimidentifizierung fanden sich mit Staphylococcus epidermidis am häufigsten niedrigvirulente Bakterien.

Schlussfolgerungen

Ergibt die präoperative Diagnostik unter Einbeziehung der klinischen, laborchemischen und radiologischen Untersuchung sowie der Anamnese Hinweise auf ein mögliches Infektgeschehen, sollte die operative Revision zweizeitig mit Probengewinnung vor der definitiven Pseudarthrosenrevision erfolgen. Zur mikrobiologischen Diagnostik sollten mehrere repräsentative Gewebeproben unabhängig voneinander aus der Pseudarthrosenzone gewonnen und für 14 Tage bebrütet werden. Nur bei fehlenden Hinweisen auf eine infizierte Pseudarthrose wird das einzeitige Vorgehen vorgeschlagen.

Abstract

Background

Septic nonunion is one of the major complications in fracture healing. The challenge is to identify the infection as the cause of nonunion first and then to achieve healing of the infection and the bone.

Objective

Because of the more heterogeneous appearance of an infected nonunion, the prevalence of germ detection in surgical nonunion revision is often underestimated.

Material and methods

In a retrospective study between 2010 and 2017, 86 patients with radiologically confirmed femoral shaft nonunion without clinical evidence and unremarkable medical history of a florid infection as the cause of nonunion, who had undergone primary single-stage surgical nonunion revision were analyzed. At least four intraoperatively obtained samples were evaluated for microbiological diagnosis. A distinction was made between tissue samples with subsequent 48‑h short-term incubation and tissue samples with 14-day long-term cultivation. The finding “germ detection” was made if at least two of the samples demonstrated bacterial growth.

Results

In 18 of 86 patients with a nonunion preoperatively judged to be aseptic, positive bacterial evidence was obtained after short-term incubation. After long-term cultivation, positive bacterial detection was possible in 38 of 86 patients with a femoral shaft nonunion initially classified as aseptic. Regarding potential risk factors, the two groups demonstrated no relevant differences. In 29 patients, 1 pathogen was isolated from the obtained samples, whereas in the remaining 9 patients, a mixed culture with an average of 2.9 ± 0.5 different bacteria was detected. Identification revealed mainly low-virulence bacteria, most commonly Staphylococcus epidermidis.

Conclusion

If the preoperative diagnostics including clinical, laboratory and radiological examination as well as a careful anamnesis reveal indications of a possible infectious event, the surgical nonunion revision should be performed in two stages with specimen collection before definitive nonunion revision. For microbiological diagnosis, several representative tissue samples should independently be obtained from the nonunion site and incubated for 14 days. Only in the absence of evidence of septic nonunion is a single-stage procedure suggested.

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Literatur

  1. Antonova E, Le TK, Burge R, Mershon J (2013) Tibia shaft fractures: costly burden of nonunions. Bmc Musculoskelet Disord 14:42

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  2. Bühren V, Hackl S, Augat P (2019) Implantatassoziierte Pseudarthrosen – wie kann man sie vermeiden? OP-Journal 35(03):241–251

    Article  Google Scholar 

  3. Wildemann B, Ignatius A, Leung F, Taitsman LA, Smith RM, Pesántez R, Stoddart MJ, Richards RG, Jupiter JB (2021) Non-union bone fractures. Nat Rev Dis Primers 7(1):57

    Article  PubMed  Google Scholar 

  4. Militz M, Hackl S, Hungerer S, Öhlbauer M, Bühren V (2014) Infektpseudarthrosen. Trauma Berufskrankh 16:444–451

    Article  Google Scholar 

  5. Trampuz A, Zimmerli W (2006) Diagnosis and treatment of infections associated with fracture-fixation devices. Injury 37(Suppl 2):S59–S66

    Article  PubMed  Google Scholar 

  6. Gerlach UJ, Schmidt H, Fuchs S, Seide K, Jürgens C (2002) Pseudarthrosen und Infektionen proximaler Oberschenkel. Trauma Berufskrankh 4:482–486

    Article  Google Scholar 

  7. Zalavras CG, Marcus RE, Levin LS, Patzakis MJ (2007) Management of open fractures and subsequent complications. J Bone Joint Surg Am 89(4):884–895

    Article  PubMed  Google Scholar 

  8. Patzakis MJ, Levin LS, Zalavras CG, Marcus RE (2018) Principles of open fracture management. Instr Course Lect 67:3–18

    PubMed  Google Scholar 

  9. Hackl S, Keppler L, von Rüden C, Friederichs J, Perl M, Hierholzer C (2021) The role of low-grade infection in the pathogenesis of apparently aseptic tibial shaft nonunion. Injury 52(11):3498–3504

    Article  PubMed  Google Scholar 

  10. Young S, Lie SA, Hallan G, Zirkle LG, Engesæter LB, Havelin LI (2013) Risk factors for infection after 46,113 intramedullary nail operations in low- and middle-income countries. World J Surg 37(2):349–355

    Article  PubMed  Google Scholar 

  11. Fang C, Wong TM, Lau TW, To KK, Wong SS, Leung F (2017) Infection after fracture osteosynthesis—Part I. J Orthop Surg 25(1):2309499017692712

    Google Scholar 

  12. Metsemakers WJ, Handojo K, Reynders P, Sermon A, Vanderschot P, Nijs S (2015) Individual risk factors for deep infection and compromised fracture healing after intramedullary nailing of tibial shaft fractures: a single centre experience of 480 patients. Injury 46(4):740–745

    Article  PubMed  Google Scholar 

  13. Metsemakers WJ, Kuehl R, Moriarty TF, Richards RG, Verhofstad MHJ, Borens O, Kates S, Morgenstern M (2018) Infection after fracture fixation: current surgical and microbiological concepts. Injury 49(3):511–522

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  14. Rupp M, Bärtl S, Lang S, Walter N, Alt V (2022) Frakturassoziierte Infektionen nach Marknagelosteosynthese. Unfallchirurg 125(1):50–58

    Article  PubMed  Google Scholar 

  15. Hotchen AJ, McNally MA, Sendi P (2017) The classification of long bone osteomyelitis: a systemic review of the literature. J Bone Jt Infect 2(4):167–174

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  16. Wang S, Yin P, Quan C, Khan K, Wang G, Wang L, Cui L, Zhang L, Zhang L, Tang P (2017) Evaluating the use of serum inflammatory markers for preoperative diagnosis of infection in patients with nonunions. Biomed Res Int. https://doi.org/10.1155/2017/9146317

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  17. Tosounidis TH, Holton C, Giannoudis VP, Kanakaris NK, West RM, Giannoudis PV (2021) Can CRP levels predict infection in presumptive aseptic long bone non-unions? A prospective cohort study. J Clin Med 10(3):425

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  18. Steinhausen E, Glombitza M, Böhm HJ, Hax PM, Rixen D (2013) Pseudarthrosen. Unfallchirurg 116:633–649

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  19. McNally M, Govaert G, Dudareva M, Morgenstern M, Metsemakers WJ (2020) Definition and diagnosis of fracture-related infection. EFORT Open Rev 5(10):614–619

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  20. Aggarwal VK, Higuera C, Deirmengian G, Parvizi J, Austin MS (2013) Swab cultures are not as effective as tissue cultures for diagnosis of periprosthetic joint infection. Clin Orthop Relat Res 471:3196–3203

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  21. Dudareva M, Hotchen AJ, Ferguson J, Hodgson S, Scarborough M, Atkins BL, McNally MA (2019) The microbiology of chronic osteomyelitis: changes over ten years. J Infect 79(3):189–198

    Article  PubMed  Google Scholar 

  22. Tiemann A, Hofmann GO, Krukemeyer MG, Krenn V, Langwald S (2014) Histopathological Osteomyelitis Evaluation Score (HOES)—an innovative approach to histopathological diagnostics and scoring of osteomyelitis. GMS Interdiscip Plast Reconstr Surg DGPW 3:Doc8

    CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  23. Calori GM, Colombo M, Mazza EL, Mazzola S, Malagoli E, Marelli N, Corradi A (2014) Validation of the Non-Union Scoring System in 300 long bone non-unions. Injury 45(Suppl 6):S93–S97

    Article  PubMed  Google Scholar 

  24. Bose D, Kugan R, Stubbs D, McNally M (2015) Management of infected nonunion of the long bones by a multidisciplinary team. Bone Joint J 97-B(6):814–817

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  25. Soumya KR, Philip S, Sugathan S, Mathew J, Radhakrishnan EK (2017) Virulence factors associated with coagulase negative staphylococci isolated from human infections. Biotech 7(2):140

    CAS  Google Scholar 

  26. Giannoudis PV, Einhorn TA, Marsh D (2007) Fracture healing: the diamond concept. Injury 38(Suppl 4):S3–S6

    Article  PubMed  Google Scholar 

  27. Steinhausen E (2017) Low-Grade-Infekt. Trauma Berufskrankh 19:267–271

    Article  Google Scholar 

  28. Makridis KG, Tosounidis T, Giannoudis PV (2013) Management of infection after intramedullary nailing of long bone fractures: treatment protocols and outcomes. Open Orthop J 7:219–226

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  29. Shroeder JE, Mosheiff R, Khoury A, Liebergall M, Weil YA (2009) The outcome of closed, intramedullary exchange nailing with reamed insertion in the treatment of femoral shaft nonunions. J Orthop Trauma 23(9):653–657

    Article  PubMed  Google Scholar 

  30. Bernard L, Arvieux C, Brunschweiler B, Touchais S, Ansart S, Bru JP, Oziol E, Boeri C, Gras G, Druon J, Rosset P, Senneville E, Bentayeb H, Bouhour D, Le Moal G, Michon J, Aumaître H, Forestier E, Laffosse JM, Begué T, Chirouze C, Dauchy FA, Devaud E, Martha B, Burgot D, Boutoille D, Stindel E, Dinh A, Bemer P, Giraudeau B, Issartel B, Caille A (2021) Antibiotic therapy for 6 or 12 weeks for prosthetic joint infection. N Engl J Med 384(21):1991–2001

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  31. Depypere M, Kuehl R, Metsemakers WJ, Senneville E, McNally MA, Obremskey WT, Zimmerli W, Atkins BL, Trampuz A (2020) Recommendations for systemic antimicrobial therapy in fracture-related infection: a consensus from an international expert group. J Orthop Trauma 34(1):30–41

    Article  PubMed  Google Scholar 

  32. Schmidt AH, Swiontkowski MF (2000) Pathophysiology of infections after internal fixation of fractures. J Am Acad Orthop Surg 8(5):285–291

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  33. Hofmann GO, Bär T, Bühren V (1997) Osteosyntheseimplantat und früher postoperativer Infekt: Sanierung mit oder ohne Materialentfernung? Chirurg 68(11):1175–1180

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  34. Hierholzer C, Glowalla C, Herrler M, von Rüden C, Hungerer S, Bühren V, Friederichs J (2014) Reamed intramedullary exchange nailing: treatment of choice of aseptic femoral shaft nonunion. J Orthop Surg Res 9:88

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  35. Hackl S, Hierholzer C, Friederichs J, Woltmann A, Bühren V, von Rüden C (2017) Long-term outcome following additional rhBMP‑7 application in revision surgery of aseptic humeral, femoral, and tibial shaft nonunion. BMC Musculoskelet Disord 18(1):342

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  36. Hierholzer C, Friederichs J, Glowalla C, Woltmann A, Bühren V, von Rüden C (2017) Reamed intramedullary exchange nailing in the operative treatment of aseptic tibial shaft nonunion. Int Orthop 41(8):1647–1653

    Article  PubMed  Google Scholar 

  37. Struijs PA, Poolman RW, Bhandari M (2007) Infected nonunion of the long bones. J Orthop Trauma 21(7):507–511

    Article  PubMed  Google Scholar 

  38. Masquelet AC, Fitoussi F, Begue T, Muller GP (2000) Reconstruction of the long bones by the induced membrane and spongy autograft. Ann Chir Plast Esthet 45(3):346–353

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  39. Hsu CA, Chen SH, Chan SY, Yu YH (2020) The induced membrane technique for the management of segmental tibial defect or nonunion: a systematic review and meta-analysis. Biomed Res Int. https://doi.org/10.1155/2020/5893642

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  40. Papineau LJ (1973) Excision-graft with deliberately delayed closing in chronic osteomyelitis. Nouv Presse Med 2(41):2753–2755

    CAS  PubMed  Google Scholar 

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Alle beschriebenen Untersuchungen am Menschen oder an menschlichem Gewebe wurden mit Zustimmung der zuständigen Ethikkommission, im Einklang mit nationalem Recht sowie gemäß der Deklaration von Helsinki von 1975 (in der aktuellen, überarbeiteten Fassung) durchgeführt. Von allen beteiligten Patienten liegt eine Einverständniserklärung vor.

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Carl Neuerburg, München

Ben Ockert, München

Hans Polzer, München

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Hackl, S., Trenkwalder, K., Militz, M. et al. Infizierte Pseudarthrose: diagnostischer und therapeutischer Ablauf. Unfallchirurgie 125, 602–610 (2022). https://doi.org/10.1007/s00113-022-01204-w

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