Skip to main content
Revista Brasileira de Ortopedia logoLink to Revista Brasileira de Ortopedia
. 2024 Mar 21;59(1):e21–e28. doi: 10.1055/s-0043-1776019

Diagnosis and Prevention of Periprosthetic Joint Infections by Staphylococcus aureus after Hip Fracture: A Systematic Review of the Literature

Bianca Gabriella de Oliveira 1,, Victor Hugo Ruis da Costa 2, Igor Rodrigues Gama 2, Murilo Halberstadt Beskow 2, Elisson Rafael Silva dos Santos 2
PMCID: PMC10957261  PMID: 38524719

Abstract

Hip arthroplasties are surgical procedures widely performed all over the world, seeking to return functionality, relieve pain, and improve the quality of life of patients affected by osteoarthritis, femoral neck fractures, osteonecrosis of the femoral head, among other etiologies. Periprosthetic joint infections are one of the most feared complications due to the high associated morbidity and mortality, with a high number of pathogens that may be associated with its etiology. The aim of the present study was to analyze aspects correlated with the occurrence of infection, diagnosis and prevention of periprosthetic joint infections in the hip associated with Staphylococcus aureus after corrective surgery for hip fractures. This is a systematic review of the literature carried out in the databases indexed in the Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MEDLINE) carried out in accordance with the precepts established by the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) methodology. Twenty studies that addressed the diagnosis and prevention of periprosthetic joint infections after hip fractures were selected for analysis. It is observed that there is no consensus in the literature on preventive measures for the occurrence of such infectious processes. Among the risk factors for the occurrence and severity of infections by S. aureus after hip arthroplasties, obesity, longer surgical time, older age, immunosuppression, recent use of antibiotics, and multicomorbidities were mentioned. The use of biomarkers for early diagnosis, as well as screening, decolonization, and antibiotic prophylaxis processes are among the preventive procedures proposed in the literature.

Keywords: arthroplasty, replacement, hip; hip prosthesis; staphylococcal infections

Introduction

Hip arthroplasty has extensive clinical application for pain relief and functional improvement, especially in patients with osteoarthritis, osteonecrosis of the femoral head, and femoral neck fracture. Although it is a procedure already enshrined in the surgical literature, it is observed that the clinical results are associated with multiple factors such as the surgical procedure, perioperative management, prosthetic design, existing comorbidities, as well as other individual factors. 1 2

Among the risks associated with the placement of a prosthesis in the hip joint, the literature points to a higher risk of venous thromboembolism (VTE) and periprosthetic joint infection (PJI) 1 as the most frequent complications and also with the greatest potential for increased morbidity and mortality and cost in public health. 3

The occurrence of an infectious process after hip arthroplasties is characterized as one of the most feared complications, both due to the possible need for surgical reapproach, as well as the risk of worsening the infectious condition, need to remove the prosthesis, and the impact of the entire process on the health and functionality of the patient. Periprosthetic joint infections still represent a challenge in medical practice, from early diagnosis, identification of causative pathogens, and proper management. 4 5

Although there are several clinical guidelines associated with the prevention of peri- and postoperative complications, it is observed that such normative divergence causes high rates of clinical variation in the management of patients undergoing hip arthroplasties, also resulting in different clinicians.

In view of the lack of consensus on preventive management of periprosthetic joint infections and the multiplicity of pathogens that may be involved in the infectious process, the present study aimed to analyze aspects correlated with the occurrence of infection, diagnosis, and prevention of PJIs in the hip associated with Staphylococcus aureus after corrective surgery for hip fractures.

Materials and methods

The present study is characterized as a systematic literature review, structured according to the guidelines of Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) 6 and subsequently structured a PRISMA checklist for analysis of results. A four-phase diagram was used to choose the articles, prioritizing clarity and transparency in the execution of the systematic review and selection of studies.

The data search took place on June 5, 2022, in the databases linked to the Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MEDLINE), using the Setting, Perspective, Intervention, Comparison, and Evaluation (SPICE) 7 strategy to identify relevant studies:

  • Setting: Hospitalized patients

  • Perspective: Individuals with hip fracture evaluated for PJI

  • Intervention: Total or partial hip replacement surgery

  • Comparison: Occurrence of S. aureus infection, diagnosis, screening, and prevention.

  • Evaluation: Rate or occurrence of periprosthetic joint infection by S. aureus , biomarkers, screening, and effectiveness of decontamination.

Health sciences descriptors (DECS) / MESH TERMS were used in combination, according to the following structures: Arthroplasty OR Hip Prosthesis AND Staphylococcal Infections OR Infecção por Staphylococcus aureus .

Inclusion and exclusion criteria

Studies that met the following criteria were included: (1) human studies, age group > 18 years old; (2) patients undergoing hip arthroplasty after fracture; (3) studies addressing patients with PJI by S. aureus ; (4) studies published between 2017 and 2022; and (5) original studies.

Studies with the following criteria were excluded: (1) experimental studies with animal models; (2) non-original studies – literature review; (3) opinion studies; (4) studies that addressed conduct after established infection, that is, that did not discuss prevention and diagnosis of the infectious condition; (5) studies published > 5 years ago; and (6) studies that did not meet the other aforementioned inclusion criteria.

The search and selection of studies was conducted by two reviewers who independently performed the analysis of the studies. Initially, from the use of the mentioned DECS, together with Boolean operators, studies published in the last 5 years (2017 to 2022) were selected, followed by the analysis of titles and abstracts. At this stage, studies with animal models, opinion articles, as well as literature reviews were excluded.

Once this step was completed, the complete texts of the articles were retrieved for analysis of the other inclusion and exclusion criteria. Duplicate citations and studies not corresponding to the proposed review parameters were also excluded. Possible disagreements were resolved through discussion with a third reviewer, with inclusion decided after consensus with the two main reviewers.

Seeking to prioritize methodological quality, studies classified as “Good” after the National Institutes of Health (NIH) quality assessment were included, and studies with more than nine checked items were considered suitable for inclusion.

The extraction of epidemiological and demographic data was performed using a Microsoft Excel 365 (Microsoft Corporation, Redmond, WA, USA) spreadsheet, including parameters such as number of patients, surgical approach, risk factors described, and infection prevention strategies.

Results

In the screening process using the proposed DECS and respective Boolean Operators, 245 studies were initially retrieved. Subsequently, when excluding studies published > 5 years ago, 65 articles remained for title and abstract analysis. Seven studies were excluded because they were literature reviews. After reading the abstracts, another 28 studies were excluded, totaling 30 studies for full text reading.

Ten studies were excluded because they addressed surgical procedures associated with prosthetic replacement after an infectious condition and did not discuss aspects associated with the diagnosis and prevention of periprosthetic infection by S. aureus.

After reading the texts in full, 20 studies were selected for discussion. It is noteworthy that although some studies addressed both knee and hip periprosthetic joint infections, it was decided to discuss the data related to infections that affect the hip joint, as this is the central theme of the present construct.

Fig. 1 shows the flowchart of the study selection process, as proposed by the PRISMA methodology adopted in the present study.

Fig. 1.

Fig. 1

Flowchart of screening and selection of studies according to the PRISMA methodology. Source: Own elaboration (2021).

Periprosthetic joint infections represent a major challenge in the management of patients undergoing orthopedic surgeries. There are several risk factors and pathogens involved in the etiology of infections, with relevant literature discussion on diagnostic methods, biomarkers, screening, and viability of decolonization of these patients.

Table 1 briefly describes the studies selected for discussion considering author, year of publication, study scope, prevalence of reported colonization, and relevant aspects.

Table 1. Brief description of the studies selected for discussion.

Author Year Sample Coverage Prevalence of Colonization Relevant aspects
Ascione et al. 35 2017 122 PJI Single center - Italy S. aureus - 36%
CoNS - 34%
- Presence of comorbidities increased the risk of PJI
Banke et al. 14 2020 25 PJI Single center - Germany MMSA - 100% (study bias) - Antimicrobial peptides as PJI biomarkers
Barbero et al. 32 2017 307 patients Single center - Spain S. aureus - 28.3% - Decolonization with intranasal mupirocin and chlorhexidine baths effective for PJI reduction.
Bauer et al. 15 2020 340 patients Single center - France S. aureus - 21% - Gold standard intraoperative tissue culture for infectious definition
- Measurement of serum anti-staphylococcal antibodies increased positive predictive value of synovial fluid culture for diagnosis of PJI
Çimen et al. 34 2020 354 surgeons Single center - Turkey Variable not addressed - Time of antibiotic prophylaxis longer than proposed by guidelines
- Blood glucose measurement performed by 94% of the sample
-Decolonization for MRSA performed by 33.3%
Guo et al. 20 2020 96 PJI Single center - China S. epidermidis – 38.10% - Risk factors for PJI: obesity, longer surgical time, and immunosuppression.
Hariharan et al. 13 2019 22 patients Single center - India S. aureus - 18% - ESR > 30mm/h had a sensitivity of 75% and specificity of 88% in predicting PJI.
- CRP > 10mg/L had a sensitivity of 75% and a specificity of 69%.
Hartman et al. 12 2022 158 PJI Single center - EUA MSSA - 19.6% - CRP was a marker of reinfection in patients with PJI
Morgenstern et al. 10 2018 142 patients Single center - Germany CoNS - 14.33%
S. aureus - 19%
- PJI in 54% sample
- Aseptic failure 46%
Papalini et al. 8 2022 63 PJI Single center - Italy S. aureus - 20.3%
CONS - 20.3%
Streptococcus spp. - 7.5%
- Approves EBJIS criteria
- Suggests combination of techniques for diagnosing PJI.
Pietrazak et al. 21 2020 119 patients Single center – South Africa MSSA - 31.9%
MRSA - 0%
- Combined intranasal mupirocin ointment and chlorhexidine body wash for decolonization.
Rohrer et al. 26 2021 1318 patients Single center - Switzerland S. aureus - 34% - PJI index of 0.3%
Rosteius et al. 19 2018 477 patients Single center - Germany MSSA - 28.2%
MRSE - 13.2%
MRSA - 6.6%
CoNS -16.4%
- Risk factors for PJI: multicomorbidities, advanced age and obesity.
Scholten et al. 27 2020 10486 patients Single center - Netherland S. aureus - 26.7% - Nasal screening and eradication protocol did not reduce global PJI but reduced early S. aureus -induced PJI.
Schweitzer et al. 17 2021 146 patients Single center - Chile MRSA - 5% - Larger MRSA colonization in the inguinal region
- Recent use of antibiotics as an important risk factor
Stambough et al. 33 2017 4.186 patients Single center - USA MRSA - 0.09% - Universal decolonization reduced PJI and surgical site infections
Tani et al. 9 2018 114 patients Single center - Greece Variable not addressed - Culture sensitivity of the sonication fluid of 77.04%,
- Sensitivity of conventional tissue cultures of 55.73%
Tonotsuka et al. 25 2021 1654 patients Single center - Japan S. aureus – 26.9%
MRSA – 1.8%
- Combined intranasal mupirocin ointment for decontamination
- Female sex as a risk factor for greater colonization by S. aureus
Tsai et al. 18 2019 159 PJI Single center - Taiwan S. aureus - 27%
MRSA - 21%
CoNS -14%
- Empirical antibiotic therapy with wide coverage until PJI culture.
Villa et al. 16 2021 361 PJI Multicenter - North America / South America and Europe S. aureus - 24.8%
S. epidermidis - 21.7%
Polymicrobial - 10.5%
- 62.3% resistant to at least 1 antibiotic.

Abbreviations: CoNS, Staphylococcus coagulase negative; MRSA, methicillin-resistant Staphylococcus aureus; MRSE, methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis; MSSA, methicillin-sensitive Staphylococcus aureus; PJI, Patients undergoing hip arthroplasty with periprosthetic joint infection; S., Staphylococcus.

Discussion

Biomarkers and Diagnosis of PJI

The first challenge imposed on the medical team regarding PJI is precisely their diagnosis. The literature points out that there is a lack of sensitive tests for the diagnosis and there is no consensus on the methodology used for causal definition and establishment of the definitive diagnosis. 8 9 10

The European Bone and Joint Infection Society (EBJIS) proposes, as of 2021, a three-level diagnostic approach considering an unlikely infection, probable infection, and confirmed infection. To be defined as a confirmed infection, one must observe a sinus tract with evidence of communication to the joint or visualization of the prosthesis or leukocyte count > 3,000 or Polymorphonuclear (PMN) > 80% or positive alpha-defensin immunoassay, or positive methods of microbiological study by aspiration or sonication, or even histological study showing microorganisms or increased neutrophils. 11

On the other hand, cases of probable infection are defined by 2 positive findings, including radiological signs, aspects of compromised healing, bacteremia, fever, periprosthetic purulence, increased C-reactive protein (CRP), leukocyte count > 1,500, PMN > 65%, positive cultures, in addition to histological study and suggestive nuclear images. Infection is unlikely when all findings are negative. 11

In a study carried out in Italy, 133 patients with PJI, 63 with hip infection, were evaluated according to the criteria proposed by the EBJIS for diagnosing PJI. The authors emphasized that the diagnostic tests need to be used together under the risk of erroneously discarding a PJI condition. It was observed that according to the EBJIS criteria, 101 diagnoses would be confirmed and 25 would be described as probably infected, which demonstrates the applicability of the criteria when used together. Regarding the probable etiology of the PJI, a prevalence of 20.3% of S. aureus , 20.3% of coagulase-negative Staphylococcus (CoNS), and 7.5% of Streptococcus spp. was observed. 8

When evaluating 158 patients treated for PJI, it was observed that 19.6% ( n  = 31) suffered reinfection within 2 years. There was a statistically significant association between Methicillin-susceptible Staphylococcus aureus (MSSA) infection and reinfection. Considering possible infection markers that help in early diagnosis, the authors highlighted an increase in the mean serum CRP level of 12.65 g/dL, while patients without reinfection had a mean serum CRP of 5.0 g/dL. 12 In an Indian study, the sensitivity and specificity of using erythrocyte sedimentation rate (ESR) and CRP cutoff points in the diagnosis of infection were 57 and 94%, respectively, corroborating these results. 13

When compared with the CRP of the synovial fluid, the culture of the same material showed less clinical applicability due to the delay in obtaining the result. The sensitivity of synovial fluid culture and CRP was 52 and 60%, respectively, showing concordant results in 82% of the sample. C-reactive protein was superior for detection of low virulence bacteria such as Cutibacterium spp. and coagulase-negative staphylococci. 10

Another PJI biomarker described in the literature was antimicrobial peptides (AMPs). According to the researchers, significant intra-articular levels of human cathelicidin LL-37 and ß-defensin-3 (HBD-3) have high diagnostic accuracy in the synovial fluid of patients with PJI. Synoviocytes isolated as a source of cellular AMP showed comparable results with a significant increase in LL-37/HBD-3 up to 3 × in PJI. However, it is noteworthy that the study sample ( n  = 25) was extremely small, representing an important gap to support the results found, as well as the need to analyze costs associated with the procedure and clinical applicability in other centers. 14

Preoperative culture of synovial fluid combined with serum anti-staphylococcal antibody dosage was also chosen for better accuracy in the diagnosis and etiological definition of PJI. 15 Still correlated to the diagnostic accuracy by different types of obtaining culture medium, it was observed in a study carried out in Greece that the sensitivity of the sonication fluid culture was 77.04%, and the sensitivity of conventional tissue cultures was 55.73%, with respective specificities of 98.11 and 94.34%. In view of these results, the authors point out that the sonication method represents a reliable test for diagnosing PJI, with greater sensitivity and specificity than conventional periprosthetic tissue cultures. 9

Epidemiology

Of the total of 20 selected studies, it was observed that 5 studies addressed general epidemiological issues on the subject, discussing microbiological aspects, prevalence, and incidence of periprosthetic hip joint infections. Of these, only one study was multicenter involving health institutions in North/South America and Europe. The other studies addressed contexts in Chile, South Africa, Taiwan, and Germany.

In a multicenter study carried out by Villa et al., 16 the authors considered 654 periprosthetic infections, 361 in the hip and 293 in the knee. It was observed that the most frequently identified microorganisms were S. aureus (24.8%) and Staphylococcus epidermidis (21.7%). As for the degree of resistance to at least 1 antibiotic, the authors identified a general index of 58%, and in hip infections this index was higher, of 62.3%. The overall incidence of polymicrobial infections was 9.3% in knees and hips pooled and 10.5% in hips alone. 16

Analyzing the occurrence of colonization by resistant microorganisms, the study carried out in Chile with 146 patients undergoing hip arthroplasty indicated that at least 5% of these were colonized by methicillin-resistant S. aureus (MRSA); according to the authors, cutaneous and nasal colonization by MRSA is associated with a higher incidence of infection after surgeries to place a hip prosthesis. They also highlighted that individuals with recent use of antibiotics are more likely to have MRSA colonization. 17

In a study carried out in a single center in Taiwan, the main pathogens associated with PJI in the hip were identified. Of the total of 159 registered cases, 27% were caused by S. aureus , 14% by CoNS, 21% by MRSA, and 4.1% by fungi and mycobacteria. Given the high prevalence of colonization and diversity of pathogens, the authors suggest empirical antibiotic therapy with broader coverage in the period between the identification of the infectious condition and the PJI culture result. 18

A similar study carried out in Germany with 477 patients with PJI also showed S. aureus as the main pathogen involved (28.2%), followed by methicillin-resistant S. epidermidis (MRSE; 13.2%), MRSA (6.6%), CoNS (16.4%), and streptococcus (9.1%). In the study, the researchers consider that the existence of multicomorbidities, advanced age, and obesity are conditions of greater risk for the appearance of PJI. 19

Other risk factors for PJI described in the literature were: prolonged surgical time, previous use of immunosuppressants, history of previous surgery on the incisions, preoperative hypoproteinemia, and superficial infection. 20

A study with 96 patients who suffered PJI indicated that the main etiological agents were Gram-positive pathogens. Staphylococcus epidermides was the most common after hip arthroplasties (38.10%) while S. aureus was the main infectious agent found in PJI of the knee joint (40.74%). 20 Other analyzed studies also indicated that highly resistant pathogens such as MSSA, 17 21 MRSE, 16 18 19 MRSA, CoNS, Enterococcus, and Streptococcus are responsible for most periprosthetic infections, with MRSA and MRSE being the most common infections when analyzing pathogens resistant to antibiotic therapy. 18 19 22 23 24

Nasal screening and decolonization

The literature describes several strategies for nasal screening and decolonization aimed at reducing the occurrence of PJI after hip arthroplasty. 25 26 27 Universal decolonization proposes decolonization for all patients without a screening process, while targeted decolonization provides for a screening process to identify patients eligible for decolonization. Although screening has been referred to as the most effective strategy from an economic point of view, there is great difficulty in identifying individuals who would be eligible for screening, that is, those at higher risk of PJI.

In a study carried out in Japan with 1,654 patients undergoing total hip arthroplasty, the researchers did not identify independent predictive factors for contamination by MRSA, and only female gender was identified as an independent risk factor for S. aureus . Thus, it would not be possible to identify useful predictive parameters for nasal screening, thus requiring universal decolonization in patients undergoing the surgical procedure. 25

Ten studies addressed preoperative decolonization procedures as a way to prevent the occurrence of PJI. In all cases, topical mupirocin (ointment) was used in the nostrils in the decolonization protocol, applied 2 to 3 times a day for 5 days, associated with daily baths with 2 to 4% chlorhexidine. 21 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Of these, only three emphasized the effectiveness of decolonization to reduce PJI, and in one of the studies there was a reduction only in early PJI caused by S. aureus , not reducing global PJI. 27 In the other two studies, there was a reduction in overall PJI 32 33 and one of the studies also showed a reduction in surgical site infections in patients with preoperative decolonization. 33

As reported by Barbero et al., 32 S. aureus is the main agent causing infections in joint prostheses. In a control study involving 307 patients with hip fractures who underwent elective arthroplasties, colonization by S. aureus was observed in 28.3% of the sample. We opted for a S. aureus detection-decolonization protocol with intranasal mupirocin and chlorhexidine baths, with a considerable reduction in the incidence of PJI in the decolonized group. 32

Contrary to what was described in the previous study, research carried out in Switzerland with 1,318 patients undergoing hip prosthetic surgery failed to show significant differences between the groups colonized with S. aureus and noncolonized with regard to the occurrence of PJI (0.3%). In view of these findings, the authors declared that over 2 years, since no PJI had occurred in neither group, there would be no possibility of a definitive conclusion on the effectiveness of preoperative decolonization, although the incidence of PJI is lower than that of other studies found in the literature. 26

Three studies considered the costs associated with performing universal decolonization. In a North American study, it was observed that the use of the universal decolonization protocol, that is, without prior screening, was able to reduce the incidence of surgical site infections (5 versus 15 cases; 0.2 versus 0.8%; p  = 0.013) and also of PJI associated with S. aureus . In view of the results, it was considered that the cost-effectiveness would be valid, representing economic gains and lower morbidity and mortality associated with infections after arthroplasties. 33 In both cases, useful predictive parameters for the implementation of the screening strategy were not identified, considering that universal decolonization would be effective and appropriate in cases of patients undergoing hip arthroplasties. 25 29 33

Among the selected studies, antibiotic prophylaxis was also addressed, discussing aspects related to the type of drug to be used, as well as variables considered for initiation and discontinuation. In Turkey, it was observed that most surgeons (56.8%) use antibiotic prophylaxis for a longer period than proposed in the guidelines (> 24 hours), glycemic assessment before surgery was performed by 94% of the sample, and decolonization for MRSA was performed by 33.3% of study participants. 34 Timely administration of antibiotics and absence of comorbidities were associated with a favorable outcome in both prevention and control of PJI .35

Funding Statement

Suporte Financeiro O presente estudo não recebeu nenhum suporte financeiro de fontes públicas, comerciais ou sem fins lucrativos.

Financial Support The present study received no financial support from either public, commercial, or not-for-profit sources.

Conflito de Interesses Os autores declaram não haver conflito de interesses.

Considerações finais

O S. aureus foi relatado em todos os estudos selecionados como um dos maiores agentes etiológicos de IAP. Observa-se nos últimos anos o surgimento de novos biomarcadores que poderão auxiliar no diagnóstico e manejo precoce de IAP, embora os estudos encontrados e discutidos no presente constructo tenham apresentado como fator limitante a amostra reduzida. Dentre os novos biomarcadores, destacam-se os AMPs na membrana sinovial da IAP e nos sinoviócitos. Proteína C-reativa e VHS elevados também são usualmente correlacionados na suspeita diagnóstica de IAP.

Quanto ao método para se obter meio para cultura, foi ressaltado pelos autores a utilização da sonicação como técnica superior quanto à especificidade e sensibilidade quando comparada a culturas de tecidos periprotéticos convencionais.

A descolonização universal foi um dos procedimentos preventivos mais relatada nos estudos, tendo seu melhor custo-benefício sido comprovado pela menor ocorrência de IAP e consequente menor custo hospitalar associado. Não houve consenso quanto à realização de triagem nasal para descolonização, tendo em vista que os parâmetros para realização de triagem não foram descritos com clareza pelos estudos.

Final considerations

S. aureus was reported in all selected studies as one of the major etiologic agents of PJI. In recent years, the emergence of new biomarkers that may help in the diagnosis and early management of PJI has been observed, although the studies found and discussed in the present construct have presented the reduced sample as a limiting factor. Among the new biomarkers, the AMPs in the synovial membrane of the PJI and in the synoviocytes stand out. Elevated CRP and ESR are also usually correlated with the suspected diagnosis of PJI.

As for the method to obtain culture medium, the authors highlighted the use of sonication as a superior technique in terms of specificity and sensitivity when compared with conventional periprosthetic tissue cultures.

Universal decolonization was one of the most reported preventive procedures in the studies, with its best cost-effectiveness being proven by the lower occurrence of PJI and consequent lower associated hospital cost. There was no consensus regarding nasal screening for decolonization, given that the parameters for screening were not clearly described by the studies.

Trabalho desenvolvido no Hospital Universitário de Canoas, Canoas, RS, Brasil.

Work developed at the Hospital Universitário de Canoas, Canoas, RS, Brazil.

Referências

  • 1.Huang X T, Liu D G, Jia B, Xu Y X. Comparisons between direct anterior approach and lateral approach for primary total hip arthroplasty in postoperative orthopaedic complications: a systematic review and meta-analysis. Orthop Surg. 2021;13(06):1707–1720. doi: 10.1111/os.13101. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Cochrane N H, Kim B I, Wu M, O'Donnell J A, Seidelman J L, Jiranek W A.Cutibacterium Positive Cultures in Total Hip Arthroplasty: Contaminant or Pathogen? J Arthroplasty 202237(7S):S642–S646. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Badge H M, Churches T, Naylor J M, Xuan W, Armstrong E, Gray L et al. Non-compliance with clinical guidelines increases the risk of complications after primary total hip and knee joint replacement surgery. PLoS One. 2021;16(11):e0260146. doi: 10.1371/journal.pone.0260146. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Gundtoft P H, Pedersen A B, Schønheyder H C, Møller J K, Overgaard S. One-year incidence of prosthetic joint infection in total hip arthroplasty: a cohort study with linkage of the Danish Hip Arthroplasty Register and Danish Microbiology Databases. Osteoarthritis Cartilage. 2017;25(05):685–693. doi: 10.1016/j.joca.2016.12.010. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Prattingerová J, Sarvikivi E, Huotari K, Ollgren J, Lyytikäinen O. Surgical site infections following hip and knee arthroplastic surgery: Trends and risk factors of Staphylococcus aureus infections. Infect Control Hosp Epidemiol. 2019;40(02):211–213. doi: 10.1017/ice.2018.312. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Liberati A, Altman D G, Tetzlaff J, Mulrow C, Gøtzsche P C, Ioannidis J PA et al. The PRISMA statement for reporting systematic reviews and meta-analyses of studies that evaluate health care interventions: explanation and elaboration. J Clin Epidemiol. 2009;62(10):e1–e34. doi: 10.1016/j.jclinepi.2009.06.006. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.Booth A. Searching for qualitative research for inclusion in systematic reviews: a structured methodological review. Syst Rev. 2016;5:74. doi: 10.1186/s13643-016-0249-x. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Papalini C, Pucci G, Cenci G, Mencacci A, Francisci D, Caraffa A et al. Prosthetic joint infection diagnosis applying the three-level European Bone and Joint Infection Society (EBJIS) approach. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2022;41(05):771–778. doi: 10.1007/s10096-022-04410-x. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Tani S, Lepetsos P, Stylianakis A, Vlamis J, Birbas K, Kaklamanos I. Superiority of the sonication method against conventional periprosthetic tissue cultures for diagnosis of prosthetic joint infections. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2018;28(01):51–57. doi: 10.1007/s00590-017-2012-y. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Morgenstern C, Cabric S, Perka C, Trampuz A, Renz N. Synovial fluid multiplex PCR is superior to culture for detection of low-virulent pathogens causing periprosthetic joint infection. Diagn Microbiol Infect Dis. 2018;90(02):115–119. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2017.10.016. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 11.McNally M, Sousa R, Wouthuyzen-Bakker M, Chen A F, Soriano A, Vogely H C et al. The EBJIS definition of periprosthetic joint infection. Bone Joint J. 2021;103-B(01):18–25. doi: 10.1302/0301-620X.103B1.BJJ-2020-1381.R1. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 12.Hartman C W, Daubach E C, Richard B T, Lyden E R, Haider H, Kildow B Jet al. Predictors of reinfection in prosthetic joint infections following two-stage reimplantation J Arthroplasty 202237(7S):S674–S677. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 13.Hariharan T D, Chandy V J, George J, Mathew A J, Premnath J, Pragasam A K et al. Microbiological profile and outcomes of two-stage revision hip arthroplasty. Indian J Med Microbiol. 2019;37(01):67–71. doi: 10.4103/ijmm.IJMM_19_25. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 14.Banke I J, Stade N, Prodinger P M, Tübel J, Hapfelmeier A, von Esenhart-Rothe R et al. Antimicrobial peptides in human synovial membrane as (low-grade) periprosthetic joint infection biomarkers. Eur J Med Res. 2020;25(01):33. doi: 10.1186/s40001-020-00434-1. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 15.Bauer T, Marmor S, Ghout I, Salomon E, El Sayed F, Heym B et al. Measurement of serum anti-staphylococcal antibodies increases positive predictive value of preoperative aspiration for hip prosthetic joint infection. Clin Orthop Relat Res. 2020;478(12):2786–2797. doi: 10.1097/CORR.0000000000001392. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 16.Villa J M, Pannu T S, Theeb I, Buttaro M A, Oñativia J I, Carbo L et al. International Organism Profile of Periprosthetic Total Hip and Knee Infections. J Arthroplasty. 2021;36(01):274–278. doi: 10.1016/j.arth.2020.07.020. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 17.Schweitzer D, Klaber I, García P, López F, Lira M J, Botello E. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus colonization in patients undergoing primary total hip arthroplasty . J Med Microbiol. 2020;69(04):600–604. doi: 10.1099/jmm.0.001155. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 18.Tsai Y, Chang C H, Lin Y C, Lee S H, Hsieh P H, Chang Y. Different microbiological profiles between hip and knee prosthetic joint infections. J Orthop Surg (Hong Kong) 2019;27(02):2.309499019847768E15. doi: 10.1177/2309499019847768. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 19.Rosteius T, Jansen O, Fehmer T, Baecker H, Citak M, Schildhauer T A et al. Evaluating the microbial pattern of periprosthetic joint infections of the hip and knee. J Med Microbiol. 2018;67(11):1608–1613. doi: 10.1099/jmm.0.000835. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 20.Guo H, Xu C, Chen J. Risk factors for periprosthetic joint infection after primary artificial hip and knee joint replacements. J Infect Dev Ctries. 2020;14(06):565–571. doi: 10.3855/jidc.11013. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 21.Pietrzak J RT, Maharaj Z, Mokete L. Prevalence of Staphylococcus aureus colonization in patients for total joint arthroplasty in South Africa. J Orthop Surg Res. 2020;15(01):123. doi: 10.1186/s13018-020-01635-4. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 22.Zawadzki N, Wang Y, Shao H, Liu E, Song C, Schoonmaker M et al. Readmission due to infection following total hip and total knee procedures: A retrospective study. Medicine (Baltimore) 2017;96(38):e7961. doi: 10.1097/MD.0000000000007961. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 23.Cunningham D J, Kavolus J J, II, Bolognesi M P, Wellman S S, Seyler T M. Specific infectious organisms associated with poor outcomes in treatment for hip periprosthetic infection. J Arthroplasty. 2017;32(06):1984–1.99E8. doi: 10.1016/j.arth.2017.01.027. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 24.Canadian Nosocomial Infection Surveillance Program . Roth V R, Mitchell R, Vachon J, Alexandre S, Amaratunga K, Smith S et al. Periprosthetic infection following primary hip and knee arthroplasty: the impact of limiting the postoperative surveillance period. Infect Control Hosp Epidemiol. 2017;38(02):147–153. doi: 10.1017/ice.2016.256. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 25.Tonotsuka H, Sugiyama H, Amagami A, Yonemoto K, Sato R, Saito M. What is the most cost-effective strategy for nasal screening and Staphylococcus aureus decolonization in patients undergoing total hip arthroplasty? BMC Musculoskelet Disord. 2021;22(01):129. doi: 10.1186/s12891-021-04008-y. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 26.Rohrer F, Wendt M, Noetzli H, Risch L, Bodmer T, Cottagnoud P et al. Preoperative decolonization and periprosthetic joint infections-A randomized controlled trial with 2-year follow-up. J Orthop Res. 2021;39(02):333–338. doi: 10.1002/jor.24916. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 27.Scholten R, Hannink G, Willemsen K, Mascini E M, Somford M P, Schreus B W et al. Preoperative Staphylococcus aureus screening and eradication . Bone Joint J. 2020;102-B(10):1341–1348. doi: 10.1302/0301-620X.102B10.BJJ-2020-0038.R1. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 28.Tandon T, Tadros B J, Akehurst H, Avasthi A, Hill R, Rao M. Risk of Surgical Site Infection in Elective Hip and Knee Replacements After Confirmed Eradication of MRSA in Chronic Carriers. J Arthroplasty. 2017;32(12):3711–3717. doi: 10.1016/j.arth.2017.06.036. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 29.Rennert-May E, Conly J, Smith S, Puloski S, Henderson E, Au F et al. A cost-effectiveness analysis of mupirocin and chlorhexidine gluconate for Staphylococcus aureus decolonization prior to hip and knee arthroplasty in Alberta, Canada compared to standard of care . Antimicrob Resist Infect Control. 2019;8:113. doi: 10.1186/s13756-019-0568-5. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 30.Jeans E, Holleyman R, Tate D, Reed M, Malviya A. Methicillin sensitive staphylococcus aureus screening and decolonisation in elective hip and knee arthroplasty. J Infect. 2018;77(05):405–409. doi: 10.1016/j.jinf.2018.05.012. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 31.Kerbel Y E, Sunkerneni A R, Kirchner G J, Prodromo J P, Moretti V M.The cost- effectiveness of preoperative staphylococcus aureus screening and decolonization in total joint arthroplasty J Arthroplasty 201833(7S):S191–S195. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 32.Barbero J M, Romanyk J, Vallés A, Plasencia M A, Montero E, López J. [Decolonization for Staphylococcus aureus carriers in arthroplasty surgery after hip fracture] Rev Esp Quimioter. 2017;30(04):264–268. [PubMed] [Google Scholar]
  • 33.Stambough J B, Nam D, Warren D K, Keeney J A, Clohisy J C, Barrack R L et al. Decreased Hospital Costs and Surgical Site Infection Incidence With a Universal Decolonization Protocol in Primary Total Joint Arthroplasty. J Arthroplasty. 2017;32(03):728–7340. doi: 10.1016/j.arth.2016.09.041. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 34.Çimen O, Azboy N, Çatal B, Azboy İ. Assessment of periprosthetic joint infection prevention methods amongst Turkish orthopedic surgeons in total joint replacement: A survey. Jt Dis Relat Surg. 2020;31(02):230–237. doi: 10.5606/ehc.2020.71425. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 35.Ascione T, Pagliano P, Balato G, Mariconda M, Rotondo R, Esposito S. Oral therapy, microbiological findings, and comorbidity influence the outcome of prosthetic joint infections undergoing 2-stage exchange. J Arthroplasty. 2017;32(07):2239–2243. doi: 10.1016/j.arth.2017.02.057. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
Rev Bras Ortop (Sao Paulo). 2024 Mar 21;59(1):e21–e28. [Article in Portuguese]

Diagnóstico e prevenção de infecções articulares periprotéticas por Staphylococcus aureus após fratura de quadril: Revisão sistemática de literatura

Resumo

As artroplastias de quadril são procedimentos cirúrgicos largamente realizados em todo o mundo buscando retorno da funcionalidade, alívio da dor e melhora da qualidade de vida dos pacientes acometidos por quadros de osteoartrite, fraturas de colo de fêmur e osteonecrose da cabeça femoral, dentre outras etiologias. As infecções articulares periprotéticas são uma das complicações mais temidas pela elevada morbimortalidade associada, com elevado número de patógenos que podem estar associados à sua etiologia. O objetivo do presente estudo foi analisar aspectos correlacionados à ocorrência da infecção, diagnóstico e prevenção de infecções articulares periprotéticas no quadril associadas a Staphylococcus aureus após cirurgia corretiva de fraturas de quadril. Trata-se de uma revisão sistemática de literatura realizada nas bases de dados indexadas na Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MEDLINE, na sigla em inglês) realizada de acordo com os preceitos estabelecidos pela metodologia Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA, na sigla em inglês). Foram selecionados para análise 20 estudos que abordavam o diagnóstico e prevenção de infecções articulares periprotéticas após fraturas de quadril. Observa-se que não há consenso na literatura sobre medidas preventivas para ocorrência de tais processo infecciosos. Dentre os fatores de risco para ocorrência e gravidade das infecções por S. aureus após artroplastias de quadril foram citados obesidade, maior tempo cirúrgico, maior idade, quadros de imunossupressão, uso recente de antibióticos e multicomorbidades. O uso de biomarcadores para diagnóstico precoce, bem como processos de triagem, descolonização e antibioticoprofilaxia estão entre os procedimentos preventivos propostos na literatura.

Palavras-chave: artroplastia de quadril, prótese de quadril, infecções estafilocócicas

Introdução

A artroplastia do quadril possui extensa aplicação clínica no alívio da dor e melhora funcional, sobretudo em pacientes com quadros de osteoartrite, osteonecrose da cabeça femoral e fratura de colo de fêmur. Embora seja um procedimento já consagrado na literatura cirúrgica, observa-se que os resultados clínicos estão associados a múltiplos fatores, como o procedimento cirúrgico, manejo perioperatório, desenho protético, comorbidades existentes, bem como demais fatores individuais. 1 2

Dentre os riscos associados à colocação de prótese na articulação do quadril, a literatura aponta o maior risco de tromboembolismo venoso (TEV) e de infecção articular periprotética (IAP) 1 como as complicações de maior ocorrência e também com maior potencial de aumento de morbimortalidade e custo em saúde pública. 3

A ocorrência de processo infeccioso após artroplastias de quadril caracteriza-se como uma das complicações mais temidas tanto pela possível necessidade de reabordagem cirúrgica como também pelo risco de piora do quadro infeccioso, necessidade de retirada da prótese e impacto de todo processo para a saúde e funcionalidade do paciente. As IAPs representam ainda um desafio na prática médica desde o seu diagnóstico precoce, identificação dos patógenos causadores e manejo adequado. 4 5

Embora existam diversas diretrizes clínicas associadas à prevenção de complicações peri- e pós-operatórias, observa-se que tal divergência normativa ocasiona altas taxas de variações no manejo de pacientes submetidos a artroplastias de quadril, resultando também em diferentes desfechos clínicos.

Frente à ausência de consenso sobre o manejo preventivo de infecções articulares periprotéticas e à multiplicidade de patógenos que podem estar envolvidos no processo infecioso, o presente estudo teve como objetivo analisar aspectos correlacionados à ocorrência da infecção, diagnóstico e prevenção de infecções articulares periprotéticas no quadril associadas a Staphylococcus aureus após cirurgia corretiva de fraturas de quadril.

Materiais e métodos

O estudo caracteriza-se como uma revisão sistemática de literatura, estruturada conforme as orientações de Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA, na sigla em inglês), 6 sendo posteriormente estruturada uma lista de verificação PRISMA para análise dos resultados. Utilizou-se ainda um diagrama de quadro fases, para escolha dos artigos, priorizando clareza e transparência na execução da revisão sistemática e seleção dos estudos.

A busca de dados ocorreu em 05 de junho de 2022, nos bancos de dados vinculados à Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MEDLINE, na sigla em inglês), sendo utilizada a estratégia Setting, Perspective, Intervention, Comparison, and Evaluation (SPICE, na sigla em inglês) 7 para identificação dos estudos relevantes:

  • Setting (Cenário): pacientes hospitalizados

  • Perspective (Perspectiva): indivíduos com fratura de quadril avaliados quanto à IAP

  • Intervention (Intervenção): Cirurgia de colocação de prótese total ou parcial em quadril

  • Comparison (Comparação): ocorrência de infecção por S. aureus , diagnóstico, triagem e prevenção.

  • Evaluation (Avaliação): Taxa ou ocorrência de infecção articular periprotética por S. aureus , biomarcadores, triagem e efetividade da descontaminação.

Os descritores em ciências da saúde (DECS)/MESH TERMS foram utilizados de forma combinada, conforme as seguintes estruturas: Artroplastia de Quadril ( Arthroplasty ) OR Prótese de Quadril ( Hip Prosthesis ) AND Infecções Estafilocócicas ( Staphylococcal Infections ) OR Infecção por Staphylococcus aureus .

Critérios de inclusão e exclusão

Foram incluídos estudos que atendiam aos seguintes critérios: (1) estudos com humanos, grupo etário > 18 anos (2) pacientes submetidos a artroplastia do quadril após fratura (3) estudos abordando pacientes com infecção articular periprotética por S. aureus (4) estudos publicados entre 2017-2022 (5) estudos originais.

Foram excluídos estudos com os seguintes critérios: (1) estudos experimentais com modelos animais (2) estudos não originais – revisão de literatura (3) estudos de opinião (4) estudos que abordavam condutas após infecção estabelecida, ou seja, que não discutiam prevenção e diagnóstico do quadro infeccioso (5) estudos publicados há mais de 5 anos (6) estudos que não atendiam aos demais critérios de inclusão supracitados.

A busca e seleção dos estudos se deu por dois revisores que realizaram independentemente a análise dos estudos. Inicialmente, a partir da utilização dos DECS mencionados, juntamente com operadores Booleanos, foram selecionados estudos publicados nos últimos 5 anos (2017-2022), seguido da análise de títulos e resumos. Nesta etapa, foram excluídos estudos com modelos animais, artigos de opinião, bem como revisões de literatura.

Concluída tal etapa, procedeu-se à recuperação dos textos completos dos artigos para análise dos demais critérios de inclusão e exclusão. Foram excluídos ainda citações duplicadas e estudos não correspondentes aos parâmetros revisionais propostos. Possíveis discordâncias foram solucionadas com discussão com um terceiro revisor, sendo a inclusão decidida após consenso com os dois revisores principais.

Buscando primar por qualidade metodológica, foram incluídos estudos classificados como “Bons” após avaliação de qualidade do National Institutes of Health (NIH, na sigla em inglês), sendo que estudos com mais de nove itens assinalados eram considerados aptos para serem incluídos.

A extração dos dados epidemiológicos e demográficos foi realizada com auxílio de planilha do Microsoft Excel 365 (Microsoft Corporation, Redmond, WA, EUA), incluindo parâmetros como número de pacientes, abordagem cirúrgica, fatores de risco descritos e estratégias de prevenção de infecção.

Resultados

No processo de triagem, utilizando-se os DECS propostos e os respectivos operadores Booleanos, foram recuperados inicialmente 245 estudos. Posteriormente, ao excluir estudos publicados há mais de 5 anos, restaram 65 artigos para análise do título e resumo. Sete estudos foram excluídos por se tratar de revisões de literatura. Após a leitura dos resumos, outros 28 estudos foram excluídos, totalizando 30 estudos para leitura do texto na íntegra.

Dez estudos foram excluídos por abordarem procedimentos cirúrgicos associados à troca protética após quadro infeccioso e não discutirem aspectos associados ao diagnóstico e à prevenção da infecção periprotética por S. aureus .

Após a leitura dos textos na íntegra, foram selecionados então 20 estudos para discussão. Destaca-se que embora alguns estudos abordassem tanto infecções articulares periprotéticas do joelho como do quadril, optou-se por discutir os dados relativos às infecções que acometem a articulação do quadril, por ser esta a temática central do presente constructo.

Na Fig. 1 , está representado o fluxograma do processo de seleção dos estudos, conforme proposto pela metodologia PRISMA adotada no presente estudo.

Fig.1.

Fig.1

Fluxograma de triagem e seleção de estudos conforme a metodologia PRISMA. Fonte: Autoria própria (2021).

As IAPs representam um grande desafio no manejo de pacientes submetidos a cirurgias ortopédicas. Diversos são os fatores de risco e patógenos envolvidos na etiologia das infecções, tendo ainda relevante discussão da literatura sobre métodos diagnósticos, biomarcadores, triagem e viabilidade da descolonização destes pacientes.

Na Tabela 1 , estão descritos sucintamente os estudos selecionados para discussão considerando autor, ano de publicação, abrangência do estudo, prevalência de colonização referida e aspectos relevantes.

Tabela 1. Descrição sucinta dos estudos selecionados para discussão.

Autor Ano Amostra Abrangência Prevalência de Colonização Aspectos relevantes
Ascione et al. 35 2017 122 IAPs Unicêntrico - Itália S. aureus – 36%
ECN – 34%
Presença de comorbidades aumentou risco de IAP
Banke et al. 14 2020 25 IAPs Unicêntrico - Alemanha MMSA - 100% (Viés do estudo) Peptídeos antimicrobianos como biomarcadores de IAP
Barbero et al. 32 2017 307 pacientes Unicêntrico - Espanha S. aureus - 28,3% Descolonização com mupirocina intranasal e banhos de clorexidina efetiva para redução de IAP.
Bauer et al. 15 2020 340 pacientes Unicêntrico - França S. aureus - 21% – Cultura de tecidos intraoperatória padrão-ouro para definição infecciosa
– Dosagem de anticorpos antiestafilocócicos séricos
– Aumento valor preditivo positivo da cultura do líquido sinovial para diagnóstico de IAP
Çimen et al. 34 2020 354 cirurgiões Unicêntrico - Turquia Variável não abordada – Tempo de antibioticoprofilaxia superior ao proposto por diretrizes
– Dosagem de glicemia realizada por 94% da amostra
–Descolonização para MRSA realizada por 33,3%
Guo et al. 20 2020 96 IAP Unicêntrico - China S. epidermidis – 38,10% – Fatores de risco para IAP: obesidade, maior tempo cirúrgico e imunossupressão.
Hariharan et al. 13 2019 22 pacientes Unicêntrico - Índia S. aureus – 18% – VHS > 30mm/h teve uma sensibilidade de 75% e especificidade de 88% na previsão de IAP.
–PCR > 10mg/L teve sensibilidade de 75% e especificidade de 69%.
Hartman et al. 12 2022 158 IAPs Unicêntrico - EUA MSSA – 19,6% – PCR foi marcador de reinfecção em pacientes com IAP
Morgenstern et al. 10 2018 142 pacientes Unicêntrico - Alemanha ECN – 14,33%
S. aureus – 19%
– IAP em 54% da amostra
– Falha asséptica de 46%
Papalini et al. 8 2022 63 IAPs Unicêntrico - Itália S. aureus – 20,3%
ECN – 20,3%
Streptococcus spp. – 7,5%
– Aprova critérios da EBJIS
– Sugere combinação de técnicas para diagnóstico de IAP.
Pietrazak et al. 21 2020 119 pacientes Unicêntrico - África do Sul MSSA – 31,9%
MRSA – 0%
– Pomada de mupirocina intranasal combinada e lavagem corporal com clorexidina para descolonização.
Rohrer et al. 26 2021 1318 pacientes Unicêntrico - Suiça S. aureus – 34% – Índice de IAP de 0,3%
Rosteius et al. 19 2018 477 pacientes Unicêntrico - Alemanha MSSA – 28,2%
MRSE – 13,2%
MRSA – 6,6%
ECN -16,4%
– Fatores de risco para IAP: multicomorbidades, idade avançada e obesidade.
Scholten et al. 27 2020 10486 pacientes Unicêntrico - Holanda S. aureus – 26,7% – Protocolo de rastreamento e erradicação nasal não reduziu IAP global, mas reduziu IAP precoce induzida por S. aureus.
Schweitzer et al. 17 2021 146 pacientes Unicêntrico - Chile MRSA – 5% – Colonização de MRSA maior na região inguinal
– Uso recente de antibióticos como fator de risco importante
Stambough et al. 33 2017 4.186 pacientes Unicêntrico - EUA MRSA – 0,09% – Descolonização universal reduziu IAP e infecções do sítio cirúrgico
Tani et al. 9 2018 114 pacientes Unicêntrico - Grécia Variável não abordada – Sensibilidade da cultura do fluido de sonicação de 77,04%,
– Sensibilidade das culturas de tecidos convencionais de 55,73%
Tonotsuka et al. 25 2021 1654 pacientes Unicêntrico - Japão S. aureus – 26,9%
MRSA – 1,8%
– Pomada de mupirocina intranasal combinada para descontaminação
– Sexo feminino como fator de risco para maior colonização por S. aureus
Tsai et al. 18 2019 159 IAPs Unicêntrico - Taiwan S. aureus – 27%
MRSA – 21%
ECN –14%
–Antibioticoterapia empírica com ampla cobertura até cultura de IAP.
Villa et al. 16 2021 361 IAPs Multicêntrico – América do Norte/América do Sul e Europa S. aureus – 24,8%
S. epidermidis – 21,7%
Polimicrobianas – 10,5%
–62,3% resistentes a pelo menos 1 antibiótico.

Abreviações: ECN, Staphylococcus coagulase negativa; IAP, pacientes submetidos à artroplastia de quadril com infecção articular periprotética; MRSA, Staphylococcus aureus resistente à meticilina; MRSE, Staphylococcus epidermidis resistente à meticilina; MSSA, Staphylococcus aureus sensíveis à meticilina; S., Staphylococcus.

1

Utiliza-se no estudo a denominação “infecção articular periprotética” e sigla IAP como tradução livre do termo Periprosthetic joint infection - PJI.

Discussão

Biomarcadores e Diagnóstico de IAP

O primeiro desafio imposto à equipe médica no que se refere às IAPs é justamente o diagnóstico destas. A literatura pontua que faltam testes sensíveis para o diagnóstico e não há consenso na metodologia empregada para definição causal e estabelecimento do diagnóstico definitivo. 8 9 10

A European Bone and Joint Infection Society (EBJIS, na sigla em inglês) propõe, a partir de 2021, a abordagem diagnóstica de 3 níveis considerando um quadro de infecção improvável, infecção provável e infecção confirmada. Para ser definida como infecção confirmada, deve-se observar um trato sinusal com evidência de comunicação à articulação ou visualização da prótese ou contagem de leucócitos > 3.000 ou polimorfonucleares (PMN) > 80% ou imunoensaio positivo de alfa-defensina, ou métodos de estudo microbiológico por aspiração ou sonificação positivos, ou ainda estudo histológico apresentando microrganismos ou aumento de neutrófilos. 11

Já os quadros de infecção provável são definidos por dois achados positivos incluindo sinais radiológicos, aspectos de cicatrização comprometida, bacteremia, quadro febril, purulência periprotética, aumento da proteína C-reativa (PCR), contagem leucocitária > 1.500, PMN > 65%, culturas positivas, além de estudo histológico e imagens nucleares sugestivas. A infecção é improvável quando todos os achados são negativos. 11

Em um estudo realizado na Itália, 133 pacientes com IAP, sendo 63 com infecção do quadril, foram avaliados quanto aos critérios propostos pela EBJIS para diagnóstico de IAP. Os autores ressaltaram que os testes diagnósticos precisam ser utilizados em conjunto sob o risco de descartar erroneamente um quadro de IAP. Observou-se que, segundo os critérios da EBJIS, 101 diagnósticos seriam confirmados e 25 seriam descritos como provavelmente infectados, o que demonstra a aplicabilidade dos critérios desde que utilizados em conjunto. Quanto à etiologia provável das IAPs, observou-se prevalência de 20,3% de S. aureus , 20,3% de Estafilococos coagulase-negativos (ECN) e 7,5% de Streptococcus spp. 8

Quando avaliados 158 pacientes tratados para IAP, observou-se que 19,6% ( n  = 31) sofreram reinfecção em um prazo de 2 anos. Houve associação estatisticamente significativa entre infecção por staphylococcus aureus suscetível à meticilina (MSSA) e reinfecção. Considerando possíveis marcadores de infecção que auxiliam no diagnóstico precoce, os autores destacaram aumento do nível médio de PCR sérica de 12,65 g/dL, enquanto pacientes sem reinfecção possuíam uma PCR sérica média de 5,0 g/dL. 12 Em um estudo indiano, a sensibilidade e a especificidade do uso de pontos de corte de velocidade de hemossedimentação (VHS) e PCR no diagnóstico de infecção foram de 57 e 94%, respectivamente, corroborando tais resultados. 13

Ao ser comparada com a PCR do líquido sinovial, a cultura do mesmo material se mostrou com menor aplicabilidade clínica pela demora na obtenção do resultado. A sensibilidade da cultura do líquido sinovial e PCR foi de 52 e 60%, respectivamente, mostrando resultados concordantes em 82% da amostra. A PCR foi superior para detecção de bactérias de baixa virulência, como Cutibacterium spp. e estafilococos coagulase-negativos. 10

Outro biomarcador de IAP descrito pela literatura foram os peptídeos antimicrobianos (AMPs, na sigla em inglês). Segundo os pesquisadores, níveis intra-articulares significativos de catelicidina humana LL-37 e ß-defensina-3 (HBD-3) apresentam alta acurácia diagnóstica no líquido sinovial de pacientes com IAP. Sinoviócitos isolados como fonte de AMP celular mostraram resultados comparáveis com um aumento significativo de LL-37/HBD-3 até 3 × em IAP. Contudo, destaca-se que a amostra do estudo ( n  = 25) foi extremamente reduzida, representando uma importante lacuna para respaldar os resultados encontrados, bem como existe a necessidade de analisar custos associados ao procedimento e aplicabilidade clínica em demais centros. 14

Também foi elencado para melhor acurácia no diagnóstico e definição etiológica de IAP a cultura pré-operatória do líquido sinovial combinada com a dosagem de anticorpos antiestafilocócicos séricos. 15 Ainda correlacionado à acurácia diagnostica por diferentes tipos de obtenção de meio para cultura, observou-se em estudo realizado na Grécia que a sensibilidade da cultura do fluido de sonicação foi de 77,04%, e a sensibilidade das culturas de tecidos convencionais foi de 55,73%, com respectivas especificidades de 98,11 e 94,34%. Frente a tais resultados, os autores ressaltam que o método de sonicação representa um teste confiável para diagnóstico de IAP, com maior sensibilidade e especificidade do que culturas de tecidos periprotéticos convencionais. 9

Epidemiologia

Do total de 20 estudos selecionados, observou-se que cinco estudos abordavam questões epidemiológicas gerais sobre a temática, discutindo aspectos microbiológicos, prevalência e incidência de infecções articulares periprotéticas de quadril. Destes, apenas um estudo era multicêntrico, envolvendo instituições de saúde da América do Norte/Sul e Europa. Os demais estudos abordavam contextos do Chile, África do Sul, Taiwan e Alemanha.

Em estudo multicêntrico realizado por Villa et al., 16 os autores consideraram 654 infecções periprotéticas, sendo 361 de quadril e 293 de joelho. Observou-se que os microrganismos mais frequentes identificados foram S. aureus (24,8%) e Staphylococcus epidermidis (21,7%). Quanto ao grau de resistência a pelo menos um antibiótico, os autores identificaram um índice geral de 58%, sendo que em infecções no quadril tal índice foi superior, sendo de 62,3%. A incidência geral de infecções polimicrobianas foi de 9,3% em joelhos e quadris agrupados e de 10,5% em análise exclusiva dos quadris. 16

Analisando a ocorrência de colonização de microrganismos resistentes, o estudo desenvolvido no Chile com 146 pacientes submetidos a artroplastia de quadril indicou que pelo menos 5% destes estavam colonizados por S. aureus resistente à meticilina (MRSA, na sigla em inglês); segundo os autores, a colonização cutânea e nasal por MRSA está associada à maior incidência de infecção após cirurgias para colocação de prótese no quadril. Os autores ressaltaram ainda que indivíduos com uso recente de antibióticos possuem maior probabilidade de colonização por MRSA. 17

Em estudo realizado em centro único de Taiwan, foram identificados os principais patógenos associados à IAP em quadril. Do total de 159 casos registrados, 27% foram causados por S. aureus , 14% por estafilococos coagulase-negativos (CoNS, na sigla em inglês), 21% por MRSA e 4,1% por fungos e micobactérias. Diante da elevada prevalência de colonização e da diversidade de patógenos, os autores sugerem antibioticoterapia empírica com cobertura mais ampla no período decorrido entre a identificação do quadro infeccioso e o resultado de cultura da IAP. 18

Estudo similar realizado na Alemanha com 477 pacientes com IAP também apresentou o S. aureus como principal patógeno envolvido (28,2%), seguido por S. epidermidis resistente à meticilina (MRSE, na sigla em inglês; 13,2%), MRSA (6,6%), CoNS (16,4%) e estreptococcus (9,1%). No estudo, os pesquisadores ponderam que a existência de multicomorbidades, idade avançada e obesidade são condições de maior risco para o surgimento de IAP. 19

Outros fatores de risco para IAP descritos na literatura foram: tempo cirúrgico prolongado, uso prévio de imunossupressores, história de cirurgia pregressa nas incisões, hipoproteinemia pré-operatória e infecção superficial. 20

Estudo com 96 pacientes que sofreram IAP indicou que os principais agentes etiológicos eram patógenos Gram-positivos. O S. epidermides foi o mais comum após artroplastias de quadril (38,10%) enquanto o S. aureus foi o principal agente infecioso encontrado em IAP da articulação do joelho (40,74%). 20 Outros estudos analisados também apontaram que patógenos de alta resistência como o MSSA, 17 21 MRSE, 16 18 19 MRSA, CoNS, Enterococcus e Streptococcus são responsáveis pela maior parte das infecções periprotéticas, sendo que MRSA e MRSE são comumente as infecções mais encontradas quando analisados patógenos resistentes à antibioticoterapia. 18 19 22 23 24

Triagem nasal e descolonização

A literatura descreve diversas estratégias para triagem nasal e descolonização visando reduzir a ocorrência de IAP após artroplastia do quadril. 25 26 27 A descolonização universal propõe a descolonização para todos os pacientes sem processo de triagem, enquanto a descolonização alvo prevê um processo de triagem para identificação dos pacientes elegíveis para descolonização. Embora a realização de triagem tenha sido referida como a estratégia mais efetiva do ponto de vista econômico, observa-se grande dificuldade em identificar indivíduos que seriam elegíveis para triagem, ou seja, aqueles com maior risco de IAP.

Em estudo realizado no Japão com 1,654 pacientes submetidos à artroplastia total do quadril, os pesquisadores não identificaram fatores preditivos independentes para contaminação por MRSA, e apenas o sexo feminino foi identificado como fator de risco independente para S. aureus . Desta forma, não seria possível a identificação de parâmetros preditivos úteis para a triagem nasal, exigindo assim a descolonização universal nos pacientes submetidos ao procedimento cirúrgico. 25

Dez estudos abordaram procedimentos de descolonização pré-operatória como forma de prevenção da ocorrência de IAP. Em todos os casos, foram utilizados no protocolo de descolonização mupirocina tópica (pomada) nas narinas com aplicação de 2 a 3 vezes ao dia durante 5 dias, associado a banhos diários com clorexidina a 2–4%. 21 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Destes, apenas três ressaltaram a efetividade da descolonização para redução de IAP, sendo que em um dos estudos houve redução apenas da IAP precoce causada por S. aureus , não reduzindo a IAP global. 27 Nos outros dois estudos, houve redução da IAP global 32 33 e ainda um dos estudos mostrou redução de infecções do sítio cirúrgico nos pacientes com descolonização pré-operatória. 33

Conforme relatado por Barbero et al. 32 o S. aureus é o principal agente causador de infecções em próteses articulares. Em estudo-controle envolvendo 307 pacientes com fratura de quadril submetidos a artroplastias eletivas, observou-se colonização por S. aureus em 28,3% da amostra. Optou-se por um protocolo de detecção-descolonização de S. aureus com mupirocina intranasal e banhos de clorexidina, havendo considerável redução da incidência de IAP no grupo descolonizado. 32

Contrariamente ao descrito pelo estudo anterior, uma pesquisa desenvolvida na Suíça com 1,318 pacientes submetidos a cirurgia protética de quadril não conseguiu evidenciar diferenças significativas entre os grupos colonizados com S. aureus e não colonizados no que se refere à ocorrência de IAP (0,3%). Diante de tais achados, os autores declararam que ao longo de 2 anos, por não ter ocorrido nenhuma IAP nos dois grupos, não haveria possibilidade de conclusão definitiva sobre a eficácia da descolonização pré-operatória, embora a incidência de IAP seja inferior aos demais estudos encontrados na literatura. 26

Três estudos consideraram os custos associados à realização de descolonização universal. Em um estudo Norte-Americano, observou-se que a utilização do protocolo de descolonização universal, ou seja, sem realização de triagem prévia, foi capaz de reduzir a incidência de infecções do sítio cirúrgico (5 versus 15 casos; 0,2 versus 0,8%; p  = 0,013) e também de IAP associada a S. aureus . Diante dos resultados, considerou-se que o custo-benefício seria válido representando ganhos econômicos e menor morbimortalidade associada a infecções pós artroplastias. 33 Em ambos, não foram identificados parâmetros preditivos úteis para a implementação da estratégia de triagem, sendo que a descolonização universal seria efetiva e apropriada nos casos de pacientes submetidos a artroplastia de quadril. 25 29 33

Dentre os estudos selecionados, também foi abordada a antibioticoprofilaxia, discutindo aspectos relacionados ao tipo de fármaco a ser empregado, bem como variáveis levadas em consideração para início e descontinuação. Na Turquia, observou-se que a maior parte dos cirurgiões (56,8%) utilizam antibioticoprofilaxia por tempo superior ao proposto nas diretrizes (> 24 horas), a avaliação glicêmica antes da cirurgia foi realizada por 94% da amostra e a descolonização para MRSA foi realizada por 33,3% dos participantes do estudo. 34 A administração oportuna de antibióticos e ausência de comorbidades foram associados a um desfecho favorável tanto na prevenção quanto no controle de IAP. 35


Articles from Revista Brasileira de Ortopedia are provided here courtesy of Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia

RESOURCES