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Mikrobiologische Diagnostik bei implantatassoziierten Infektionen

Retrospektive Analyse von 133 Patienten in einem Endoprothetikzentrum

Microbiological diagnosis of implant-associated infections

Retrospective analysis of 133 patients in an arthroplasty center

Zusammenfassung

Hintergrund

Da standardisierte mikrobiologische Kulturen von Punktionsflüssigkeiten und Gewebeproben bei implantatassoziierten Infektionen oft keinen Erregernachweis ergeben, werden Sonikation und „polymerase chain reaction“ (PCR) heute zusätzlich methodisch eingesetzt.

Ziel der Arbeit

Erregerspektren und bisherige mikrobiologische Standards werden mit den neuen Methoden Sonikation und PCR auf Übereinstimmung der Ergebnisse untersucht.

Methodik

In dieser deskriptiven, retrospektiven Beobachtungsstudie wurden die Daten von 133 Patienten ausgewertet, bei denen während einer Revisionsoperation mit Verdacht auf eine implantatassoziierte Infektion eine Gelenkprothese, Osteosynthesematerial oder ein Spacer entfernt und zur Sonikation eingeschickt wurde.

Ergebnisse

Ein Erregernachweis wurde mittels Kultur von periimplantärem Material in 40,1 % und mittels Sonikation in 42,5 % erbracht. Jeweils am häufigsten wurden Koagulase-negative Staphylokokken (KNS) nachgewiesen. Insgesamt stimmten die Ergebnisse in 71,7 % der Fälle überein. Bei den diskrepanten Fällen konnten durch die Sonikation mehr Anaerobier nachgewiesen werden, und diese insbesondere bei Osteosynthesematerial und Knieprothesen. PCR-Analysen in 21 Fällen ergaben in 14,3 % einen Erregernachweis und zeigten in 57,1 % bzw. 66,7 % Übereinstimmung mit den Ergebnissen periimplantärer Gewebekultur bzw. Sonikation.

Diskussion

Die vorliegenden Ergebnisse weisen auf einen Sensitivitätsgewinn der Sonikation insbesondere für schwer anzüchtbare Anaerobier und einen Spezifitätsgewinn durch die Sonikation hin. PCR-Analysen sollten speziellen Fragestellungen vorbehalten sein.

Abstract

Background

Because standardized microbiological cultures of puncture fluids and tissue samples often do not provide pathogen detection in implant-associated infections, sonication and polymerase chain reaction (PCR) are used additionally today.

Objectives

Pathogen spectra and previous microbiological standards are examined for agreement of results using the new methods sonication and PCR.

Materials and methods

In this descriptive, retrospective observational study, we evaluated the data of 133 patients in whom a joint prosthesis, osteosynthesis material or a spacer was removed during revision surgery with suspected implant-associated infection and sent for sonication.

Results

Pathogen detection was achieved by culture of peri-implant material in 40.1% and by sonication in 42.5%. In each case, coagulase-negative staphylococci were detected most frequently. Overall, the results were consistent in 71.7% of cases. In the discrepant cases, more anaerobes could be detected by sonication, especially for osteosynthesis material and knee prostheses. PCR analyses in 21 cases showed pathogen detection in 14.3% and agreement with the results of peri-implant tissue culture and sonication in 57.1% and 66.7%, respectively.

Conclusions

The present results indicate a gain in sensitivity of sonication, especially for anaerobes that are difficult to grow, and a gain in specificity through sonication. PCR analyses should be reserved for specific questions.

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Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3

Abbreviations

KNS:

Koagulase-negative Staphylokokken

MALDI-TOF:

Matrix-assisted laser desorption time-of-flight

PCR:

„Polymerase chain reaction“

S. aureus :

Staphylococcus aureus

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J. Spickermann, H. Bail, J. Steinmann und R. Ziegler geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Die retrospektive Studie wurde im institutionellen Reviewboard (IRB-2021-004) freigegeben und ist im Einklang mit nationalem Recht.

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Spickermann, J., Bail, H., Steinmann, J. et al. Mikrobiologische Diagnostik bei implantatassoziierten Infektionen. Orthopädie 51, 531–539 (2022). https://doi.org/10.1007/s00132-022-04212-1

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00132-022-04212-1

Schlüsselwörter

  • Sonikation
  • PCR
  • Biofilm
  • Periprothetische Infektion
  • Erregerspektrum

Keywords

  • Sonication
  • Polymerase chain reaction
  • Biofilm
  • Periprosthetic joint infection
  • Pathogen distribution