Diagnóstico microbiológico en las infecciones periprotésicas de cadera y rodilla: Implicaciones en el tratamiento quirúrgico de las prótesis infectadas.

Abstract

La infección protésica crónica (IPC) es una complicación devastadora que supondrá una futura epidemia debido al aumento de los procedimientos de sustitución articular. Desarrollar herramientas seguras de diagnóstico y métodos efectivos de tratamiento es fundamental y para ello debemos comprender este tipo de infecciones como un modelo clásico de biofilm bacteriano. Actualmente el tratamiento universalmente aceptado como gold estándar en las IPC es el recambio protésico en dos tiempos. Este abordaje terapéutico supone la colocación de espaciadores de cemento con antibiótico, lo que implica que la identificación preoperatoria del microorganismo patógeno y de su perfil de sensibilidad antibiótica sea muy importante, ya que nos permitirá seleccionar el antibiótico más adecuado. La prueba más comúnmente recomendada para lograr dicho objetivo ha sido el cultivo del líquido articular obtenido mediante artrocentesis. Pero esta prueba tiene varias limitaciones; una de ellas es la rentabilidad del cultivo del liquido articular en casos de IPC, que se ha establecido en torno al 70%. Otra es la elevada frecuencia de punciones secas en estas infecciones de bajo grado. Desde el punto de vista terapéutico, los aminoglucósidos han sido considerados los antibióticos de elección para ser añadidos a estos espaciadores, pero en los últimos años existe una creciente preocupación ante un posible aumento de las resistencias a la gentamicina y a la tobramicina entre los cocos gram-positivos (CGP). Se ha propuesto la combinación gentamicina-vancomicina como la ideal para ser añadidos a estos difusores locales de antibiótico. Ante el escenario expuesto, cada uno de los artículos que componen esta Tesis por Compendio de Publicaciones se centran en el estudio de uno de los siguientes puntos clave en el manejo de la IPC: La valoración de una nueva técnica de diagnóstico microbiológico, la biopsia de interfase protésica, en casos de IPC con artrocentesis preoperatoria seca (Int Orthop. 2012 Jun;36(6):1281-6.); el estudio de la prevalencia de resistencias a los aminoglucósidos entre los CGP que producen IPC así como del riesgo de un incremento en dicha tasa de resistencia si un espaciador con gentamicina ha sido previamente usado (J.Arthroplasty 2014. Aug;29(8):1617-21.) y la comparación del resultado clínico tras el uso de espaciadores prefabricados impregnados en gentamicina en relación a los impregnados con vancomicina-gentamicina (Clin Orthop Rel Res. 2014 Mar;472(3):923-32.) Asumiendo las limitaciones de los tres estudios, nuestros datos apoyan la efectividad de la biopsia de interfase protésica en casos de aspirado seco, con una sensibilidad para el diagnóstico preoperatorio del agente patógeno del 88%, una especificidad del 100% y una fiabilidad del 92%. A su vez hemos encontrado una elevada tasa de resistencias a los aminoglucósidos entre los CGP que producen IPC, encontrando cifras de resistencias a la gentamicina del 32% y a la tobramicina del 41% . También hemos observado un significativo aumento de la resistencia a la gentamicina (57%) entre las cepas de Staphylococcus plasma-coagulasa negativos en casos de recidiva de la infección protésica tras el fracaso séptico de un recambio en dos tiempos, teorizando que los espaciadores de cemento con gentamicina podrían tener un papel causal en la selección de resistencias a gentamicina. Por otra parte no hemos encontrado resistencias a la vancomicina tras el uso de espaciadores de cemento con antibiótico. Esta, junto a otras razones, podrían hacer pensar que el uso de espaciadores de cemento con una combinación de vancomicina y gentamicina serían la combinación “ideal”; pero no hemos sido capaces de confirmar esta hipótesis, encontrando las mismas cifras de erradicación de la infección usando tanto espaciadores con gentamicina como con vancomicina-gentamicina; lo que indica que los aminoglucósidos pueden ser todavía efectivos por la elevada concentración antibiótica local que se logra con estos espaciadores de cemento.

Chronic Periprosthetic Joint Infection (C-PJI) is a devastating complication expected to worsen due to the increased joint replacement procedures. Develop reliable diagnostic tools and effective methods of treatment is critical and for this we must understand these infections as a classic model of bacterial biofilm. The two-stage exchange approach using an antibiotic-loaded cement spacer has become the preferred treatment for any C-PJI, which implies that preoperative identification of the pathogen and its antibiotic sensitivity profile is paramount because it enables selection of the most appropriate antibiotic treatment. The most commonly used sampling technique has been the joint fluid culture obtained by joint aspiration. But such test has proven to have a broad range of sensitivity, which is set at around 70%. Another drawback is the high frequency of dry taps in such low-grade infections. From a therapeutic point of view, aminoglycoside have been considered the antibiotics of choice to load these spacers, however, aminoglycoside resistance in gram positive cocci (GPC) causing C-PJI seems to be increasing, and may potentially impact the utility of “only-aminoglycoside” spacers. Gentamicin-vancomycin combination has been proposed as the ideal to be added to these local antibiotic carriers. Given the foregoing scenario, each of the items included in this thesis focus on the study of one of the following key points in the management of C-PJI: The evaluation of a new technique for microbiological diagnosis, the percutaneous interface biopsy, in preoperative dry aspiration cases of C-PJI (Int Orthop 2012 Jun; 36 (6): 1281-6); to evaluate the rate of aminoglycoside-resistance among GPC in a cohort of C-PJI and to evaluate whether an increase in amynoglycoside-antibiotic resistance exits among relapsed cases previously treated with a two-stage exchange protocol using gentamicin-loaded spacers (J.Arthroplasty 2014 Aug; 29 (8): 1617-1621) and to compare spacers containing either gentamicin or gentamicin-vancomycin with respect to clinical outcomes (Clin Orthop Rel res 2014 Mar; 472 (3.): 923-32) After assuming the limitations of the studies, our data support the effectiveness of the biopsy technique in cases of dry taps, with a strong sensitivity (88%), specificity (100%) and accuracy (92%) to isolate the infecting organism. In our series of C-PJI a high rate of resistance to the aminoglycoside antibiotics most commonly used for impregnation of cements spacers has been demonstrated. Overall, 32% of the isolates were resistant to gentamicin and 41% to tobramycin. Focusing on coagulase-negative Staphylococcus (CoNS) strains, gentamicin resistance was 39.25%. Almost 58% of the CoNS isolated after an unsuccessful staged exchange procedure were resistant to gentamicin, theorizing that gentamicin-spacers may play a causal role in the develop of gentamicin resistance. Moreover we have found no resistance to vancomycin after using antibiotic cement spacers. This, along with other reasons, might suggest that the use of cement spacers with a combination of vancomycin and gentamicin would be the "ideal" combination; but we could not confirm such hypothesis, finding the same infection eradication rates using either gentamicin-spacers or vancomycin-gentamicin spacers; indicating that aminoglycosides can be still effective due to the high local antibiotic concentration that is achieved with the cement spacers.