4.4.5 Implantatrelaterede dybe infektioner og partikelsygdom

implantater kan løsne sig som et resultat af tidligt (< 3 måneder fra implantationen), forsinket (3-24 måneder) eller sent (> 24 måneder) implantat-relaterede dybe infektioner. Dette refererer til organ/ruminfektion, hvilket betyder udvidelse til metalliske og andre implantatkomponenter. Det er dybere end en dyb incisional infektion, som involverer muskler eller fasciae, men strækker sig ikke til implantatbiomaterialer. Overfladiske infektioner er sårinfektioner i huden og subkutane væv på det incisionale sted. Tidlige dybe implantatrelaterede infektioner er ofte forårsaget af kontaminering med virulent S. aureus og forsinket af mindre virulent, men naturligt resistent S. epidermidis, som ivrigt danner en beskyttende biofilm. Ved sene infektioner er hæmatogen spredning fra et fjernt stedfokus via bakteriæmi almindelig, men sådanne infektioner forekommer også som tidlige og forsinkede infektioner.

værtsresponset ændres af den lokale og / eller systemiske immunstatus ved reumatoid arthritis, høje risikoscoreværdier baseret på vurderingen af patientens fysiske status før operationen (f. eks., scores > 2 i henhold til den fem-grade skala fra American Society of Anaesthesiologists (ASA) score baseret på co-morbiditet), diabetes mellitus, morbid fedme, immunsuppressiv medicin, underernæring, infektioner på fjerntliggende steder, høj alder, rygning, høj postoperativ INR (international normaliseret forhold/blødning og hæmatomer), langt præoperativt ophold på hospitalet før operation (> 4 dage) og lang varighed af operationen (> 2 timer) (J Larmsen et al., 2010). Et vigtigt trin i implantatrelaterede dybe infektioner er bakteriernes evne til at klæbe og kolonisere den abiotiske implantatoverflade i initieringsfasen og til at danne og dyrke det ekstracellulære polymere stof (EPS; bakteriel ‘slim’) biofilm, som senere også kan metastasere ved at sende bakterier indeholdende emboli til fjerne steder. Metal og andre biomaterialeoverflader overtrækkes hurtigt af serumproteiner, men også andre serumkomponenter såsom kolesterol og bakterier og værtsceller konkurrerer om denne overflade (mikrobiel vedhæftning vs. vævsintegration; ‘race for the surface’ – konceptet formuleret af Antony Gristina, 1987). Biofilm er yderst beskyttende for mikroberne som en fysisk barriere, og fordi det fører til transformation af planktoniske bakterier til sovende biofilmbeboere, som desuden udøver intelligent kvorum sensing kommunikation til gavn for overlevelsen af det mikrobielle samfund. I denne konkurrence spiller overfladeruhed (eller topografi) en rolle, overfladefri energi, elektrokinetisk lys (kur) potentiale, overfladekemi og mange andre faktorer. En grov overflade skal prædisponere for infektioner. Biomaterialeoverflader med 25 mJ/m2 overfladeenergi formodes at være mest modstandsdygtige over for bakteriel vedhæftning (Pereni et al., 2006; Myllymaa et al., 2013), med forholdet mellem overfladefri energi og proteinbinding/bakterieadhæsion, der antager omkring denne kritiske overfladespænding Theta (Kurt) værdsætter formen på en Baiers kurve (Baier, 2006). Forholdet mellem karrumpotentiale og bakteriebinding er endnu ikke afklaret, men det ser ud til, at den hurtige og dynamiske dannelse af plasmaproteincoat efter Vroman-effekten (Vroman et al., 1980) regulerer den indledende fase af bioadhesion, som dog har en multifaktoriel oprindelse og en dynamisk karakter. På trods af den tilsyneladende stigning i implantatrelaterede dybe infektioner betragtes aseptisk løsnelse som en mere almindelig svigt i en total ledartroplastik (Malchau et al., 1993). Derfor fokuserer resten af dette afsnit på denne aseptiske løsningsmåde.

nogle af slidpartiklerne på 0,1–20 liter er fagocytoseret, mens nogle forbliver i den ekstracellulære matrice. Partikler af submikronstørrelsen (< 1 liter), i samme størrelsesklasse som de fleste stafylokokker (0,5–1,5 liter) anses for at være mest irriterende. Monocyt / makrofager forsøger at fordøje metalpartiklerne (eller polymeren), men uden succes. Dette kan føre til rekruttering af mere hæmatogene monocytter til stedet for betændelse, deres modning til homeostatisk M0, killer M1 eller reparation og rensning af makrofager af M2-typen (Nich et al., 2013; Pajarinen et al., 2013) og multinuclear giant celler og organisation til fremmedlegeme granulomer. Denne såkaldte fremmedlegemsreaktion er forbundet med lokal produktion af proinflammatoriske cytokiner, såsom TNF-kur og IL-1 kur. Der fremstilles forskellige proteinaser, herunder metalloproteinaser og cathepsin K. Endelig produceres vækst-og differentieringsfaktorer. Disse inkluderer makrofag-kolonistimulerende faktor (M-CSF) og receptoraktivator af nuklear faktor kappa B ligand (RANKL), som yderligere forbedrer dannelsen af både fremmedlegemer gigantiske celler og osteoklaster. Osteoklaster medierer periprostetisk osteolyse og på lang sigt løsner. Fremmedlegemsreaktion eller’ partikelsygdom ‘ anses for at spille en central rolle i aseptisk løsnelse af samlede ledimplantater (Gallo et al., 2013). Derfor er det blevet foreslået, at toksiciteten af kobolt-krom kunne være en fordel. Dette kan have en modererende effekt på fremmedlegemets reaktion. Dette gælder ikke for for høje koncentrationer, som den nye erfaring med HRA og THR MoM-implantater med stor diameter har afsløret.

på grund af dannelsen af nanostørrelsespartikler, især fra MoM (ofte< 50 nm) og CoC (2-25 nm) implantater, er også ikke-partikeluafhængigt cellulært indtag ved pinocytose vigtigt. Dette kan forekomme som clathrin-medieret endocytose (~120 nm vesikler), caveolin-medieret endocytose (~60 nm vesikler), clathrin – og caveolin-uafhængig endocytose (~90 nm vesikler) og makropinocytose (> 1 liter vesikler) (Conner og Schmid, 2003). Pinocytose af nanostørrelsesrester eller opløselige metalioner (< 0.1 nm) har hidtil tiltrukket relativt lidt opmærksomhed i implantatforskning.