Resumen
Fondo
Aunque la sonicación es una herramienta de diagnóstico valiosa para las infecciones de las articulaciones periprotésicas (PJI), no se utiliza comúnmente. Analizamos los resultados de ultrasonidos y cultivos de tejidos intraoperatorios obtenidos de tres hospitales para definir la etiología microbiana de las IAP en Corea. Además, investigamos la necesidad de realizar cultivos regulares de hongos y micobacterias.
Métodos
Analizamos retrospectivamente los datos de pacientes con sospecha de infecciones relacionadas con la ortopedia entre 2017 y 2022, que se habían sometido a una cirugía de extracción de prótesis. Se incluyeron 193 pacientes con sospecha de IAP y se realizaron cultivos bacterianos (n = 193), fúngicos (n = 193) y micobacterias (n = 186) en muestras de tejido tanto sonicadas como intraoperatorias. El diagnóstico de IAP se basó en los criterios de la Sociedad Europea de Infecciones de Huesos y Articulaciones (EBJIS).
Resultados
De 193 pacientes, 121 (62,7%) tuvieron cultivos sonicados positivos, mientras que 112 (58,0%) tuvieron cultivos de tejido periprotésico positivos. Según los criterios de EBJIS, un total de 181 pacientes fueron diagnosticados con IAP y 141 pacientes recibieron confirmación microbiológica mediante cultivo de líquido sonicado o cultivo de tejidos. De los 181 pacientes, 28 fueron clasificados con IAP aguda (dentro de los 3 meses posteriores a la implantación) y 153 con IAP crónica. Entre 141 pacientes, estafilococos fueron los organismos más comunes, representando el 51,8% de los casos, seguidos de organismos Gram negativos (15,6%), hongos (8,5%) y micobacterias (3,5%). Casi el 91,7% de los aislamientos de hongos fueron cándida especies, que también crecieron en cultivos bacterianos. En total, 11 casos dieron positivo solo en cultivo de tejidos, mientras que 20 casos dieron positivo solo en cultivo por ultrasonidos. Los planes de tratamiento con antibióticos se ajustaron según los resultados de los cultivos.
Conclusiones
El uso de cultivos por ultrasonidos ha ayudado enormemente a identificar los patógenos responsables de las IAP crónicas e indolentes, lo que permite un tratamiento antimicrobiano adecuado. Basado en algunos casos que involucran nocándida y las infecciones por micobacterias, parece que los cultivos de rutina para hongos y micobacterias pueden no ser necesarios.
Introducción
Con la creciente frecuencia de las cirugías ortopédicas, la aparición de complicaciones postoperatorias ha aumentado, siendo la infección la más temida entre ellas (1,2). El aumento de la infección articular periprotésica (IPA) causada por microorganismos difíciles de tratar como bacterias, hongos y micobacterias resistentes a los antibióticos está imponiendo importantes cargas económicas (3,4). Por lo tanto, es crucial tener un diagnóstico altamente confiable de IAP y su epidemiología microbiológica debido a su naturaleza invasiva, la larga duración del tratamiento que requiere y las opciones limitadas de terapia antimicrobiana cuando se trata de organismos desafiantes. A lo largo de los años se han realizado extensas investigaciones sobre los criterios de diagnóstico de PJI, y estos criterios abarcan una combinación de datos clínicos, histológicos y microbiológicos. En particular, los criterios de microbiología clínica descritos por varios organismos autorizados, como la Reunión de Consenso Internacional (ICM) en 2018, la Sociedad Estadounidense de Enfermedades Infecciosas (IDSA) en 2013, la Academia Estadounidense de Cirujanos Ortopédicos (AAOS) en 2019 y la Academia Europea de Cirujanos Ortopédicos (AAOS) en 2019. La Sociedad de Infecciones de Huesos y Articulaciones (EBJIS) en 2021 exhibe aspectos superpuestos, aunque con distinciones sutiles (5–9). Hasta ahora, el estándar de oro para el diagnóstico microbiológico de la IAP ha sido el cultivo de tejido periprotésico, pero los rendimientos de los cultivos de estas muestras son bajos, lo que plantea un desafío importante en el diagnóstico de la IAP.10,11). La sonicación, por otro lado, desaloja eficazmente las biopelículas y las bacterias que contienen de las superficies de los implantes; (12) por lo que la EBJIS incluye en sus criterios el cultivo de prótesis explantadas.
El diagnóstico de IAP tradicionalmente implicaba la obtención de múltiples muestras de tejido profundo durante la cirugía. Sin embargo, ha surgido una práctica reciente en la que se utilizan cultivos por sonicación en dispositivos retirados (13). El uso de cultivos sonicados en laboratorios de microbiología clínica de hospitales generales terciarios aún no está extendido. Los cirujanos ortopédicos suelen solicitar múltiples conjuntos de cultivos de hongos, micobacterias y bacterias tradicionales. Dado que los rendimientos microbianos de las muestras de tejido y sonicadas varían significativamente entre diferentes centros médicos y países, es necesario realizar más investigaciones para investigar la microbiología de la IAP y la precisión diagnóstica de los cultivos sonicados. Para abordar esto, realizamos un estudio que examina los resultados de cultivos de tejidos y ultrasonidos de tres hospitales de Corea. Además, evaluamos la utilidad diagnóstica de los cultivos rutinarios de hongos y micobacterias de muestras de tejido y ultrasonido para identificar la causa de las IAP.
Métodos
Diseño y ambientación del estudio.
Este estudio observacional retrospectivo se realizó en el Hospital Universitario Nacional de Chonnam, el Hospital Universitario Nacional Hwasun Chonnam y el Hospital Universitario Nacional Bitgoeul Chonnam. Se realizó el registro de cultivo sonicado desde octubre de 2016. Se analizaron pacientes sometidos a cirugía de retiro de prótesis, cuyas prótesis fueron enviadas a sonicación entre enero de 2017 y diciembre de 2022. Dos de los autores (cirujano ortopédico y especialista en enfermedades infecciosas) resumieron los registros médicos. Las prótesis ortopédicas se retiraban durante los pasos de diagnóstico y tratamiento de una cirugía de una o dos etapas, así como de muchos otros tipos de cirugía. Los criterios de exclusión fueron menos de dos muestras de tejido enviadas para cultivo; prótesis no colocadas en recipientes de plástico estériles y adecuados durante el transporte; e implantes sujetos a contaminación durante su extracción, transporte o procesamiento en laboratorio.
Se registraron los datos demográficos y las comorbilidades de los pacientes, los lugares de operación, todos los procedimientos quirúrgicos ortopédicos previos, los signos y síntomas clínicos, el número de muestras de tejido recolectadas por paciente, cualquier uso de antibióticos en los 28 días previos a la extracción de la prótesis y las identificaciones de cultivos microbiológicos. Se examinó el número de cultivos convencionales de bacterias, hongos y micobacterias realizados para cada caso, y se calculó la sensibilidad y especificidad de las tasas de cultivo, así como el rendimiento diagnóstico de cada tipo de cultivo.
Diagnóstico de IAP
Sospechamos una IAP utilizando criterios clínicos modificados (excluyendo resultados microbiológicos) utilizados en estudios previos (12,14) (Tabla S1). La PJI aguda se refiere a la aparición de síntomas o signos infecciosos de la PJ dentro de los 3 meses posteriores a la implantación o cirugía. La PJI crónica se caracterizó por síntomas o signos infecciosos persistentes que típicamente se presentaban > 3 meses después de la operación.
Los diagnósticos microbiológicos procedieron de la siguiente manera. Se registraron todas las cepas aisladas de tejidos periprotésicos/pus, líquido sinovial y cultivos sonicados de prótesis. Según las directrices IDSA (7), cuando se cumplen los estándares de diagnóstico para infecciones ortopédicas, un microorganismo virulento (p. ej., Estafilococo aureus) aislado incluso de un solo espécimen se considera el organismo causante. Para patógenos de baja virulencia y/o contaminantes potenciales como los estafilococos coagulasa negativos (CoNS), corinebacteria especie, o Cutibacterium acnesse requirieron al menos dos muestras perioperatorias y preoperatorias con cultivo positivo para el diagnóstico. Consideramos que un caso era una verdadera infección por hongos o micobacterias si el médico tratante prescribió agentes antimicóticos o antimicobacterianos después del aislamiento de un organismo fúngico o micobacteriano. Los perfiles de sensibilidad de todas las cepas se determinaron según lo descrito por el Clinical Laboratory Standards Institute (15). Los criterios de diagnóstico del EBJIS, incluidos los resultados microbiológicos (Tabla S1), se aplicaron para todas las demás evaluaciones (5).
Procedimientos microbiológicos
Los estudios microbiológicos se realizaron a partir de líquido sinovial preoperatorio o tejido periprotésico intraoperatorio y líquido sonicado. Se solicitó cultivo bacteriano, cultivo de hongos o cultivo de micobacterias de cada espécimen. En el laboratorio, se inocularon muestras para cultivo bacteriano en placas de agar sangre (BAP), placas de agar chocolate y placas de agar MacConkey en frascos a 35°C, y también en caldo de tioglicolato anaeróbico. Las placas de agar se incubaron a 35-37°C durante 5 días en aeróbico y 14 días en anaeróbico. Los caldos de tioglicolato se incubaron durante 14 días a 35–37°C; en caso de crecimiento bacteriano (turbidez), el líquido se sembró en BAP (cultivos tanto aeróbicos como anaeróbicos). Para el cultivo de hongos se utilizaron placas de agar dextrosa sazonado y agar dextrosa de patata. Para el cultivo de micobacterias, las muestras pretratadas se inocularon en tubos indicadores de crecimiento de micobacterias (MGIT), se incubaron en el dispositivo MGIT 960 durante 1 semana y luego se cultivaron durante 6 semanas. Las muestras también se inocularon en medio Ogawa al 3% (p/v), se incubaron durante 1 semana y luego se cultivaron durante 6 semanas.
1) Cultivo preoperatorio de líquido sinovial.
Se inocularon 0,1 ml de líquido sinovial en placas y en caldo de tioglicolato y se evaluó el crecimiento aeróbico y anaeróbico.
2) Cultivos de tejido periprotésico intraoperatorio.
El cirujano seleccionó varias muestras de tejido representativas del campo quirúrgico; la mayoría estaban inflamadas o purulentas. Una configuración completa de cultivo de bacterias y hongos incluyó cinco placas de agar aeróbico, un caldo de enriquecimiento, tres placas de agar anaeróbico, una tinción de Gram y una tinción de KOH. Se solicitaron al menos dos configuraciones de cultivo completas para cada paciente. La evaluación de hasta ocho bacterias y hongos adicionales fue posible a criterio del médico. Se añadió cultivo de micobacterias e hibridación MTB-PCR si el cirujano así lo solicitaba.
3) Sonicar cultivos.
Las prótesis explantadas durante los procedimientos quirúrgicos se procesaron utilizando el protocolo de Mayo Clinic (16,17). Las prótesis se colocaron en recipientes estériles con 400 mL de solución de Ringer. Después de agitar durante 30 s, los contenedores se sonicaron a 40 kHz durante 5 minutos, seguido de agitación durante 30 s más. El líquido de sonicación se transfirió a un tubo de 50 ml y se centrifugó durante 5 minutos. Se eliminó el sobrenadante y se inocularon alícuotas de 0,1 ml en BAP aeróbicos y anaeróbicos (0,1 ml de inóculo equivalen a 10 ml de la muestra sonicada original). Los cultivos sonicados se cultivaron a 35–37 °C durante 5 días en forma aeróbica y 14 días en forma anaeróbica, y se registraron los números e identidades de todas las colonias. Si una muestra contenía ≥ 5 unidades formadoras de colonias (UFC) de cualquier organismo, se realizaron pruebas de identificación y susceptibilidad. Para los líquidos sonicados, consideramos que un cultivo era positivo si el crecimiento excedía las 20 UFC/10 ml según el protocolo de Mayo Clinic (18), con excepción de microorganismos virulentos como S. áureopor lo que cualquier crecimiento se consideró positivo. La configuración completa del cultivo bacteriano incluyó dos BAP por líquido de sonicación. Los cultivos adicionales para hongos o micobacterias quedaron a criterio del cirujano (sin pautas).
Resultados
Población de estudio
Durante el período de estudio, 333 pacientes se sometieron a la extracción de implantes ortopédicos por diversos motivos, incluida la sospecha de IAP, aflojamiento aséptico o fallo de fijación. Se excluyeron las cirugías de revisión después del tratamiento para descartar infecciones persistentes (Higo 1). De los 333 pacientes, se incluyeron 193 sometidos a revisiones debido a sospecha de infecciones de prótesis de cadera o rodilla y cuyas prótesis retiradas se sometieron a ultrasonidos y cultivos de tejido adecuados. Se realizaron cultivos de tejido fúngico en los 193 pacientes y cultivos de micobacterias en 186 pacientes.
