含两性霉素 B 的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥的评估与测试:真菌性假体周围关节感染治疗的新突破

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Journal of Orthopaedic Surgery and Research 2.8

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  为探究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥混入两性霉素 B(Amphotericin B)后的机械性能,研究人员开展相关研究。结果显示,混入两性霉素 B 会影响骨水泥的体外性能,但在体内与 Copal 结合可成功治疗真菌性假体周围关节感染(PJI),为临床治疗提供了重要参考。

  在医学领域,假体周围关节感染(PJI)一直是个令人头疼的问题,尤其是真菌性 PJI,虽然它的发病率不到培养阳性 PJI 的 1%,却十分严重。目前针对真菌性 PJI 的治疗手段有限,常用的治疗策略是两阶段翻修手术,会使用含有抗真菌药物的 PMMA 骨水泥间隔物,但对于如何选择最佳的抗真菌药物配方,以及这些药物对骨水泥性能的影响,都还没有明确的结论。在这样的背景下,来自瑞士巴塞尔大学医院肌肉骨骼感染中心(Centre for Musculoskeletal Infections, ZMSI)、德国 Heraeus Medical、奥地利格拉茨医科大学骨科与创伤科等机构的研究人员,开展了一项关于含两性霉素 B 的 PMMA 骨水泥的研究。他们的研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》上,这一研究对于改善真菌性 PJI 的治疗具有重要意义。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在材料准备上,选用了 Palacos R、Palacos R + G 和 Copal G + C 三种骨水泥;两性霉素 B 采用了两种制剂,即 AmBisome?(脂质体两性霉素 B)和非脂质体两性霉素 B 粉末。在测试方法上,依据国际标准化组织(ISO 5833)和德国标准化协会(DIN 53435)的标准,进行了 ISO 压缩强度测试、ISO 弯曲强度和弯曲模量测试、DIN 冲击强度测试等机械性能测试;还通过高效液相色谱(HPLC)结合 MS/MS 检测分析了骨水泥中两性霉素 B 的洗脱数据,并对患者血液中的肌酐进行了检测 。

研究结果如下:

  1. 外观:将 AmBisome? 与 PMMA 混合后,不仅改变了骨水泥的稠度,还使其颜色从通常的绿色变为橙黄色。这是因为 AmBisome? 本身是橙色粉末,且与 PMMA 聚合物粉末之间不存在化学相互作用。
  2. 机械性能
    • ISO 压缩强度:所有含两性霉素 B 的骨水泥都符合 ISO 5833 的规范。向普通 Palacos R 中添加两性霉素 B,压缩值仅略有降低;向 Palacos R + G 中添加 2.66 g 纯两性霉素 B 时,压缩值略高;而 Palacos R + G 与 2.66 g AmBisome? 混合时,压缩值最低。向 Copal 水泥中添加 1.33 g 两性霉素 B,其 ISO 压缩强度略有增加。
    • ISO 弯曲强度:普通 Palacos 的弯曲强度高于 Palacos R + G。添加两性霉素 B 后,弯曲强度在每种情况下均降低,但所有测试的含两性霉素 B 的骨水泥配方都符合 ISO 5833 的弯曲规范。向 Copal 水泥中添加 1.33 g 两性霉素 B,其弯曲强度下降了 19%。
    • ISO 弯曲模量:向 Palacos 骨水泥中添加两性霉素 B 对弯曲模量影响不显著,且所有测试结果均符合 ISO 5833 规范。向 Copal 水泥中添加 1.33 g 两性霉素 B,其弯曲模量略有增加。
    • DIN 冲击强度:添加两性霉素 B 后,Palacos R 的 Dynstat 冲击强度显著降低,添加 AmBisome? 后也有所降低;添加到 Palacos R + G 中时,两性霉素 B 和 AmBisome? 均导致冲击强度随剂量增加而降低,且纯两性霉素 B 的冲击强度低于无菌 AmBisome?。

  3. 洗脱特性:两性霉素 B 在第 1 天的释放量最高,在随后 4 天内逐渐下降,但直到第 5 天仍可检测到。
  4. 临床案例:研究人员介绍了两例使用含两性霉素 B 的 Copal 间隔物治疗真菌性 PJI 的成功案例。
    • 案例 1:一名 50 岁截瘫男性患者,右全髋关节置换术后发生白色念珠菌感染。经过两次第一阶段手术,使用含两性霉素 B 的 Copal 间隔物,并配合全身抗菌治疗,感染得到控制,随访 4 年无感染复发迹象。
    • 案例 2:一名 63 岁女性患者,左全膝关节置换术后出现疼痛,经检查为近平滑念珠菌感染。通过两阶段手术,使用含 600 mg 两性霉素 B 的 Copal 间隔物,并配合全身抗真菌治疗,术后 1.5 年植入物稳定,无感染迹象。

  5. 潜在不良反应:虽然两性霉素 B 存在潜在的不良反应,如发热、寒战、过敏反应、肾功能损害等,但在这两名患者的治疗过程中,均未出现不良反应,血清肌酐水平也保持正常。

研究结论和讨论部分指出,PMMA 间隔物因混入 AmBisome? 而呈现橙色无需担忧,这是其本身颜色所致。尽管使用的粉末量几乎是推荐阈值 10% 的两倍,但含两性霉素 B 的 PMMA 骨水泥的机械性能仍在 ISO 测试要求范围内,能够支持髋关节和 / 或膝关节的间隔物。在体内,Copal 水泥与添加的两性霉素 B 联合使用,成功治疗了伴有细菌共感染的多微生物念珠菌感染,且未产生全身肾毒性影响。然而,目前对于在 PMMA 间隔物中使用抗真菌药物尚未达成共识,两性霉素 B 虽有肾毒性风险,但脂质体形式在安全性方面更具优势。同时,研究也存在样本量小的局限性,未来需要开展长期随访的临床试验来进一步验证这些发现。总体而言,这项研究为真菌性 PJI 的治疗提供了新的思路和依据,在临床实践中具有重要的指导意义。
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