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Revisionsendoprothetik

Infektionsdiagnostik und Histopathologie

Revision arthroplasty

Histopathological diagnostics in periprosthetic joint infections

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Der Orthopäde Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Hintergrund

Der histopathologischen Infektionsdiagnostik des periimplantären Gelenkinfekts kommt insbesondere in der Revisionsendoprothetik ein wesentlicher diagnostischer Stellenwert zu. Dies ist durch nationale und internationale publizierte Expertenempfehlungen und durch publizierte Konsensusklassifikationen belegt.

Ziel

Die histopathologische Diagnostik basiert auf methodisch und diagnostisch definierten Kriterien und weniger auf dem direkten Erregernachweis sondern mehr auf dem durch die Infektion herbeigeführten leukozytären Infiltrat und dem geweblichen Entzündungsmuster (infektionspathologisches Substrat). Es handelt sich somit um eine indirekte Infektionsdiagnostik. Der Vorteil besteht darin, dass hierdurch eine artifizielle, bakterielle Kontamination einer Gewebeprobe ausgeschlossen werden kann.

Ergebnisse

Durch verschiedene Quantifizierungskriterien von neutrophilen Granulozyten können Low-grade-Infektionen nur enzymhistochemisch und/oder immunhistochemisch (CD15) nach definierten quantitativen Kriterien diagnostiziert werden, welche eine hohe Sensitivität und Spezifität aufweisen. Ein Vorteil der histopathologischen Infektionsdiagnostik besteht bei der Low-grade-Infektion in der Zeitnähe zu einer möglicherweise notwendigen mikrobiologischen Langzeitkultivation.

Diskussion

Durch die Histopathologie können zusätzlich andere Pathologien, insbesondere Abriebpartikelreaktionen, adverse Reaktionen, Osteomyelitiden, spezifische Infektionen und Tumorinfiltrate, diagnostiziert werden, welche für den Orthopäden/Endoprothetiker oft einen unerwarteten diagnostischen Befund darstellen.

Abstract

Background

Histopathological differences in synovia and synovial-like interface membrane (SLIM) patterns can be used to differentiate periprosthetic particle-induced reactions, bacterial infections (bacterial synovitis and osteomyelitis), mechanical-induced tissue alterations, adverse reactions to implant material, and arthrofibrosis (SLIM consensus classification).

Aim

Because of differences in treatment the diagnosis of a bacterial implant infection is very important. Histopathological tests and scoring systems are important diagnostic tools in identifying deep implant infections in patients with unclear clinical history as well as radiographic and laboratory studies.

Results

Modern enzyme PCR-based methods, histochemical– and immune–histopathological techniques (CD3,CD15, CD68) are useful in identifying specific and nonspecific infections, as well as differentiating postsurgical changes from recurrent infections in patients with a spacer. In all histopathological scoring systems for bacterial infection, quantifying the number of neutrophil granulocytes in a defined number of high power fields is crucial.

Discussion

Neutrophil granulocytes can be detected through histochemical methods and more specifically by immune–histopathological techniques and by various quantification systems (histopathological scores) leading to the diagnosis of bacterial peri-implant infection. One important function of histopathology, apart from diagnosing infection, is to rule out other mechanisms of implant failure, such as tumor infiltrations, particle-induced reactions, and adverse reactions to implant materials.

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Abb. 2

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Authors and Affiliations

  1. Zentrum für Histologie, Zytologie und Molekulare Diagnostik, Max-Planck-Str. 5, 54296, Trier, Deutschland

    V. Krenn & B. Kölbel

  2. Pathologisch-bakteriologisches Institut, Otto Wagner Spital, Wien, Österreich

    M. Huber

  3. Klinik für Orthopädie und Traumatologie, SRH Zentralklinikum Suhl, Suhl, Deutschland

    A Tiemann

  4. HELIOS ENDO-Klinik, Hamburg, Deutschland

    D. Kendoff & T. Gehrke

  5. VMscope GmbH, Berlin, Deutschland

    S. Wienert

  6. Hospital for Special Surgery/HSS, New York City, NY, USA

    F. Boettner

Authors
  1. V. Krenn
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  2. B. Kölbel
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  3. M. Huber
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  4. A Tiemann
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  5. D. Kendoff
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  6. S. Wienert
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  7. F. Boettner
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  8. T. Gehrke
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Corresponding author

Correspondence to V. Krenn.

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Interessenskonflikt

V. Krenn, B. Kölbel, M. Huber, A Tiemann, D. Kendoff, S. Wienert, F. Boettner und T. Gehrke geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Der korrespondierende Autor bestätigt, dass der dargestellte CD15-Quantifier durch Kooperation von V. Krenn und B. Kölbel mit der Firma VMscope, Berlin (S. Wienert) entwickelt worden ist. Die Präsentation des Themas ist dennoch nicht produktbezogen und somit unabhängig und die Darstellung der Inhalte produktneutral.

Alle beschriebenen Untersuchungen am Menschen wurden mit Zustimmung der zuständigen Ethik- Kommission, 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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Krenn, V., Kölbel, B., Huber, M. et al. Revisionsendoprothetik. Orthopäde 44, 349–356 (2015). https://doi.org/10.1007/s00132-015-3083-2

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