Analysis of the epidemiology and therapy of periprosthetic joint infections of total hip- and knee arthroplasty: a retro- and prospective study on „Klinikum im Friedrichshain, Berlin“ 2010 - 2015

Abstract

Aim of the study was to investigate the outcome on periprosthetic joint infections of hipand knee-arthroplasties and the influence of the treatment in the analysed patient population. Overall, 104 patients with infection of 61 hip and 43 knee arthroplasties treated between 2010 to 2015 in the orthopaedic department of the „Klinikum im Friedrichshain“ (Berlin) were analysed. Patient charts were reviewed retrospectively. A prospective follow-up survey on the further therapeutic process and the functional outcome by means of the WOMAC Score was performed. Data was evaluated by a univariate statistical analysis and the Kaplan-Meier survival method was used to estimate the probability of infectionfree survival of different subgroups. In 91% (95 patients) a two-staged exchange with 12-week implant-free interval combined with dual-antibiotics was performed. An antibiotic loaded bone-cement spacer has been used continuously in infected knee-arthroplasties. 23 cases of infected hip arthroplaties were treated with and 31 cases without spacer. The mean follow-up period was 25.1 months. The mean age was 74 years. Pathogenesis was presumed to be chronic in 65% (68 patients). The mean period between last aseptic surgical procedure and onset of symptoms was 65,9 months. Mainly coagulase-negative staphylococci (38%) and Staphylococcus aureus (15%) were identified in the analysed samples. Compared to the results of intraoperative collected tissue, preoperatively performed joint aspirations yielded in 32% of cases contradictory microbiological findings and preoperative biopsies in 39% of cases. In 12% of cases no reimplantation was performed; in 6% patients deceased before end of therapy. In 79% of performed reimplantation surgeries, no signs of infection occurred until last follow-up. Regarding outcome, no difference between knee and hip arthroplasties was found, but in hip arthroplasties the use of an antibiotic-loaded spacer was linked to a diminished revision-rate, though this effect did not reach statistical significance. Biofilm-active antibiotics (27 patients) showed no improved outcome compared to other antibiotics (63 patients). In acute postoperative infections (12 patients), a higher rate of necessary surgical revisions (50%) than in acute hematogenous (15 patients; revision rate 13%) or chronic infections (59 patients; revision rate 17%) was found. At time of follow-up, 76% of respondents took either no or non-opioid analgesics only. In summary, the therapy of periprosthetic joint infections is highly complex and accompanied by an unsatisfactory high recurrence rate. The use of an antibiotic-loaded spacer seems to be preferable. The role of biofilm-active antibiotics and their impact on the treatment outcome must be further investigated.

Ziel der Studie ist es, den Therapieerfolg bei periprothetischen Infektionen von Hüft- und Knie-Totalendoprothesen im untersuchten Patientengut zu erheben und die beeinflussende Faktoren zu identifizieren. Von 2010 bis 2015 wurden in der Klinik für Orthopädie des Klinikums im Friedrichshain (Berlin) 104 Patienten mit einer Infektion von 61 Hüft- und 43 Kniegelenkstotalendoprothesen therapiert und in die retrospektive Studie eingeschlossen. Die entsprechenden Patientenakten wurden bezüglich Anamnese, klinischer Befunde sowie erfolgter operativer und antibiotischer Therapie ausgewertet. Zusätzlich erfolgte prospektiv eine schriftliche Nachbefragung über den weiteren Krankheitsverlauf sowie das funktionelle Ergebnis mittels des WOMAC Scores. Eine univariate statistische Auswertung sowie die Berechnung der Überlebenswahrscheinlichkeit der unterschiedlichen Patientengruppen mittels KaplanMeier-Schätzer wurde durchgeführt. Ein zweizeitiger Wechsel mit 12-wöchigen endoprothesenfreiem Intervall und dualer Antibiotikatherapie wurde in der Mehrheit der Fälle (95 Patienten) durchgeführt. Im Kniegelenk wurde stets ein Knochenzement-Platzhalter eingebracht. Bei infiziertem Hüftgelenk wurde teilweise mit (23 Patienten) und teilweise ohne Platzhalter (31 Patienten) therapiert. Die durchschnittliche Nachbeobachtungszeit betrug 25,1 Monate. Durchschnittlich waren die Patienten 74 Jahre alt. Die Mehrzahl der Infekte (65%;68 Patienten) wurde als chronisch gewertet mit einer durchschnittlichen Dauer von 65,9 Monaten zwischen letztem aseptischen Eingriff und Beginn der Symptome der Infektion. In den untersuchten Proben wurden hauptsächlich koagulasenegative Staphylokokken (38%) bzw. Staphylococcus aureus (15%) isoliert. Präoperativ durchgeführte Punktionen erbrachten in 32% der Fälle widersprüchliche mikrobiologische Befunde im Vergleich zu den intraoperativen Probenentnahmen; präoperative Biopsien in 39% der Fälle. In 12% der Fälle erfolgte keine Reimplantation. 6% der Patienten verstarb vor Beendigung der Therapie. In 79% der erfolgten Reimplantationen waren im Anschluss keine erneuten Anzeichen einer Infektion aufgetreten. Diesbezüglich zeigte sich kein Unterschied zwischen Knie- oder Hüfttotalendoprothesen. Die Nutzung eines temporären Platzhalters (Spacers) war mit einer verbesserten Kontrolle der Infektion verbunden, jedoch erreichte dieser Effekt keine statistische Signifikanz. Patienten, welche mit biofilmaktiven Antibiotika therapiert wurden, erfuhren keinen signifikant besseren Therapieverlauf. In der Patientengruppe mit einer akut postoperativen Infektion (12 Patienten) zeigte sich nach erfolgter Reimplantation eine größere Rate an notwendigen operativen Revisionen (50%) als in der Gruppe mit einer akut hämatogenen (15 Patienten; Revisionsrate 13%) oder chronischen Infektion (59 Patienten; Revisionsrate 17%). Zum Zeitpunkt der Nachbefragung nahmen 76% der Patienten keine oder Nicht-Opioid Analgetika ein. 5 Die Therapie einer periprothetischen Infektion des Hüft- und Kniegelenks ist hochkomplex und derzeit mit einer hohen Rate von Rezidiven einhergehend, welche nicht zufriedenstellend erscheint. Die Verwendung eines antibiotikabeladenen Knochenzementspacer scheint zu bevorzugen zu sein. Die Rolle biofilmaktiver Antibiotika und deren Einfluss auf den Behandlungserfolg muss weiter erforscht werden.