全膝关节置换术后伴有软组织缺损的复杂假体周围关节感染的管理：病例系列与多学科诊疗方法 凯特琳·默里·惠兰（Katelynn Murray Whelan）、 杰拉德·安东尼·谢里登（Gerard Anthony Sheridan）、 肯尼斯·乔伊斯（Kenneth Joyce）、 艾伦·赫西（Alan Hussey）、 杰森·霍尔瓦思（Jason Hoellwarth） 以及贾斯蒂娜·巴尔特鲁奈特（Justina Baltrunaite）

《Journal of Personalized Medicine》：Management of Complex Peri-Prosthetic Joint Infection Following Total Knee Arthroplasty with Soft Tissue Defects: Case Series and Multidisciplinary Approach Katelynn Murray Whelan, Gerard Anthony Sheridan, Kenneth Joyce, Alan Hussey, Jason Hoellwarth and Justina Baltrunaite

　　摘要 背景：全膝关节置换术后发生的假体周围关节感染（PJI），若伴有软组织损伤，将带来重大的重建挑战。成功的管理需要根除感染，同时恢复持久的软组织覆盖和肢体功能。本研究报道了一种针对特定患者的多学科骨科重建方法在处理复杂膝关节PJI中的效果。方法：我们回顾性分析了2021年至2025年间在我们机构由一名骨科医生和两名整形重建医生共同治疗的五例伴有软组织损伤的复杂膝关节感染病例。所有病例均需个性化治疗，包括使用定制的间隔物、患者特定的骨科重建技术和个体化的软组织重建技术。收集的数据包括患者人口统计学信息、感染特征、重建方法及功能结果。结果：所有患者在最终随访时均实现了持久的软组织覆盖和感染根除。其中一例患者通过原发闭合处理了持续的窦道，一例需要使用局部轴向带蒂皮瓣来控制窦道并闭合软组织，两例使用了内侧腓肠肌皮瓣，一例伴有骨缺损的复杂病例则通过定制间隔物来达到稳定性和死腔管理。结论：通过这一回顾性病例系列，我们证明了对于伴有软组织缺损的复杂膝关节PJI，采用个体化的多学科策略可以成功进行治疗。我们旨在展示这种方法的可行性，并强调定制化在控制感染和保留肢体方面的重要性。

1. 引言：假体周围关节感染（PJI）仍然是全膝关节置换术（TKA）后最严重的并发症之一，在美国初次置换后的发生率为0.5–2%，而在翻修手术后的发生率可高达3–10% [1,2,3,4]。PJI难以诊断，目前尚无普遍接受的定义标准。尽管难以明确描述，但欧洲骨与关节感染学会最近将PJI定义为存在窦道或两次培养结果均为阳性的情况作为感染的证据 [5]。当代流行病学数据显示，由于置换手术量的增加以及患者群体的老龄化及合并症增多，PJI的发病率持续上升。PJI现已成为全球膝关节翻修的主要指征之一 [1,6]。PJI会导致显著的发病率、住院时间延长、多次手术干预以及高昂的医疗成本，成为重大的临床和社会经济负担 [1,7]。当PJI伴随软组织损伤时，管理难度进一步增加，可能表现为窦道形成、伤口裂开或大面积软组织缺损 [8]。在PJI背景下，软组织损伤是决定治疗结果的关键因素。软组织损伤极大地增加了临床复杂性，因为要在控制感染和提供稳定覆盖的同时维持肢体功能是非常具有挑战性的 [8,9]。对于伴有软组织缺损的复杂膝关节感染病例，传统的治疗方法可能不够充分，因为这些传统策略往往未能考虑到缺损大小、骨丢失和局部组织质量的差异。这些标准化方案很少能同时满足根除感染、机械稳定性和软组织重建的需求 [1,10]。尽管现有的治疗算法能够获得总体可接受的成功率，但最佳治疗方法尚未明确确定，这表明需要采用个体化的管理策略。因此，越来越多地提倡结合骨科、整形外科和传染病专业知识的个性化骨科重建策略 [1,3,11]。虽然有证据表明使用如内侧腓肠肌皮瓣等肌肉瓣可以实现持久的覆盖，但关于将这些重建策略与定制抗生素间隔物结合使用以同时解决骨丢失、死腔和软组织缺损问题的证据仍然有限。这一文献空白突显了需要一种结合骨科重建和定制整形外科技术的多学科方法。通过根据每位患者的临床状况调整间隔物设计、抗生素治疗和皮瓣选择，临床医生可能比采用统一算法获得更好的感染控制和功能保留效果。本研究旨在描述一种针对复杂感染膝关节置换术（TKA）伴软组织缺损的个性化、多学科方法，提供透明的方法论和可重复的结果。

2. 方法
本研究是在戈尔韦大学医院这一三级转诊中心进行的回顾性病例系列研究，专注于复杂的骨科和整形重建手术。研究纳入了2021年1月至2025年9月期间接受治疗的有软组织损伤的感染性膝关节置换术（TKA）患者。共有五例患者被纳入研究。研究遵循《赫尔辛基宣言》进行，并获得了戈尔韦大学医院临床研究伦理委员会的批准（方案代码C.A.3616，批准日期为2025年3月27日）。所有患者均签署了书面知情同意书，同意公开其匿名临床细节和影像资料。纳入标准包括确诊的假体周围关节感染伴有需要重建干预的软组织缺损。所有病例均采用多学科骨科重建路径进行治疗，涉及骨科医生、整形外科医生和传染病专家。手术措施包括彻底清创、必要时移除植入物以及放置载有抗生素的水泥间隔物。间隔物设计和抗生素成分根据骨丢失程度和微生物谱进行个性化调整。软组织重建方法包括原发闭合、局部带蒂皮瓣和内侧腓肠肌皮瓣，具体选择依据缺损特征、血管状况和既往手术史。术中采集组织样本进行微生物分析。术后抗菌治疗由传染病专家制定，根据培养敏感性结果调整方案，静脉给药6–8周，之后在适当情况下暂停抗生素使用再进行重新植入。

2.1. 患者选择
纳入了五例接受治疗的有软组织损伤的感染性膝关节置换术患者。纳入标准包括在全膝关节置换术后出现假体周围关节感染（PJI），同时伴有需要放置间隔物和软组织重建的软组织缺损。排除标准包括仅有简单PJI且无需整形重建或患者特定间隔物的患者。

2.2. 数据收集
临床和手术数据来源于电子病历、手术记录、微生物学报告和放射影像学资料。记录的变量包括：
- 患者特征：人口统计学信息、合并症、吸烟状况和饮酒情况；
- 手术类型：初次置换术或翻修术；
- 感染特征：致病微生物和感染持续时间；
- 软组织重建方法：原发闭合、局部带蒂皮瓣、内侧腓肠肌皮瓣、带间隔物的骨重建、窦道存在和伤口裂开；
- 结果：感染根除（无临床或微生物学复发）、功能活动范围（ROM）、术后并发症（伤口裂开、皮瓣失败、再感染）以及随访时间。

2.3. 手术和多学科方法
所有病例均采用多学科方法治疗，包括但不限于骨科、整形外科和传染病方面的专业意见。根据感染持续时间、微生物谱和患者情况，患者接受了单阶段或双阶段翻修手术。软组织管理技术包括原发闭合（n=1例）、局部带蒂皮瓣（n=1例）、内侧腓肠肌皮瓣（n=2例）以及针对骨缺损的定制载抗生素水泥间隔物（n=1例）。抗菌药物的选择和用药时长基于术中培养结果和传染病专家的建议，所有患者术后均接受了针对性的静脉抗生素治疗。功能恢复通过随访时的主动和被动膝关节活动范围（ROM）以及最终随访时的行走能力进行评估。定期进行放射学随访，以监测植入物位置、骨折愈合情况（如适用）和感染复发迹象。在整个治疗过程中，定期对患者进行临床和放射学检查，包括伤口评估、炎症标志物监测和影像学检查。感染控制定义为伤口愈合且无临床复发迹象，生化指标（CRP/WCC/ESR）正常。功能结果通过临床检查活动范围和移动能力进行评估。所有数据均进行了匿名处理，并获得了患者同意公开匿名临床细节和影像资料的同意。

2.4. 治疗方案
所有患者均采用结构化的多学科骨科重建方案，涉及骨科手术、整形重建手术和传染病专家。管理决策基于感染持续时间、微生物谱、软组织状况和患者合并症进行个性化调整；然而，整体治疗框架保持一致的分阶段进行。所有患者均接受了全面的临床评估，包括伤口状况、窦道存在情况、软组织活力和神经血管状况的评估。实验室检查包括炎症标志物（CRP、ESR、WCC）。术前影像学检查包括前后位和侧位X光片，必要时进行CT扫描以进一步评估骨丢失情况。在可行情况下进行关节穿刺以指导微生物学诊断和抗生素选择。病例在多学科团队中讨论，以确定适合单阶段、双阶段或改良（1.5阶段）翻修的方式。所有病例均进行了彻底的手术清创，移除感染性假体部件和坏死软组织。在所有分阶段病例中均采集了深层组织样本进行微生物培养和敏感性测试。所有病例均放置了载有抗生素的水泥间隔物。间隔物设计（动态/关节型 vs. 静态/定制型）根据骨丢失程度、软组织完整性、关节稳定性和死腔管理需求进行选择。抗生素的选择和剂量由传染病专家根据微生物敏感性结果和既定剂量安全阈值确定。在骨缺损严重的病例中使用了定制间隔物，以优化机械稳定性、保持肢体长度和对齐，并便于后续植入。软组织管理根据缺损大小、位置和局部组织质量进行调整，可行情况下采用原发闭合，局部轴向带蒂皮瓣控制窦道，中度缺损采用内侧腓肠肌皮瓣（必要时加分层皮肤移植），较大前部或髌旁缺损则采用该皮瓣。重建可以在第一阶段手术中进行，或根据感染严重程度和伤口情况分阶段进行。术后，患者在传染病专家监督下接受6–8周的针对性静脉抗生素治疗。双阶段翻修患者在接受第二次植入前需暂停抗生素使用，之后重新评估炎症标志物和临床状况，必要时再次进行穿刺。在选定的高风险患者中，植入后继续长期口服抗菌治疗。第二阶段植入在感染临床症状消失、炎症标志物恢复正常或显著改善、伤口愈合满意后进行。最终重建包括翻修膝关节置换部件、金属增强物或必要时进行股骨远端置换。术后定期对患者进行临床和影像学检查，包括伤口评估、活动范围测量（ROM）、行走能力评估、炎症标志物监测和影像学检查以监测感染复发情况。感染控制定义为伤口愈合且无临床复发迹象，生化指标（CRP/WCC/ESR）正常。

3. 结果
3.1. 患者特征和结果总结
表1总结了患者特征和结果，清晰地展示了每位患者的年龄、性别、软组织缺损、重建方法、使用的间隔物类型、致病微生物及患者结局。

3.2. 个案总结
2023年至2025年间，共有五名患者（四名男性和一名女性；平均年龄68岁，范围51–83岁）在我机构接受了复杂假体周围关节感染（PJI）的治疗，其中大多数（4/5）伴有软组织缺损。所有患者均接受了需要软组织和骨重建的膝关节翻修手术。致病微生物包括表皮葡萄球菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MSSA）、凝固酶阴性葡萄球菌、白色念珠菌和混合革兰氏阴性菌（大肠杆菌、奇异变形杆菌）。所有患者在接受手术后6-8周内均接受了针对性的静脉注射抗生素治疗，治疗依据是培养结果和药物敏感性测试结果。大多数患者在第二阶段关节置换术前会有一段无抗生素的间隔期，而慢性病例则需要长期进行抗菌药物治疗。

**病例1**：一名51岁男性患者，因右膝关节置换术后出现膝关节僵硬（活动范围为10-30°）和慢性窦道形成而就诊。问题是由于手术时留置的棉签未能取出导致感染，如图1所示。该患者的既往病史包括一次膝关节置换术，随后发生股骨远端假体周围骨折并进行了固定（这也导致了棉签的遗留），以及长期存在的腓总神经麻痹和足下垂。术中培养结果显示为凝固酶阴性葡萄球菌和表皮葡萄球菌。患者接受了两阶段关节置换术，包括彻底清创和植入动态抗生素间隔器（图2），并在完成六周抗生素治疗后停药。术后患者实现了软组织闭合。十二个月随访时，患者无疼痛，能够完全负重，关节活动范围为0-100°，伤口完全愈合（图3）。影像学检查结果满意（图4），未出现感染复发或需要进一步手术的情况。

**病例2**：一名62岁男性患者，伴有2型糖尿病、血小板减少症、结节病和非酒精性脂肪肝病引起的肝硬化等并发症。2023年5月，该患者因左膝关节置换术术后出现假体相关感染。第一阶段手术后的培养结果显示铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌和表皮葡萄球菌。患者于2024年1月接受了第一阶段关节置换术，植入抗生素间隔器并使用局部蒂瓣进行软组织覆盖（图5和图6）。六周静脉注射抗生素治疗后停药，2024年8月进行了第二阶段手术。术后出现左腿蜂窝织炎（患者称在初次置换术前每年也有类似情况），但通过静脉治疗和口服抗菌药物预防成功控制了感染。一年随访时，患者无感染，关节活动范围为0-95°，能够借助拐杖独立行走，软组织完全愈合（图7）。

**病例3**：一名65岁非吸烟男性帕金森病患者，之前在另一医疗机构接受了双侧膝关节置换术（右侧2018年，左侧2022年）。该患者因第二次关节置换术失败而出现慢性窦道形成和左膝关节假体相关感染。培养结果显示白色念珠菌、表皮葡萄球菌和混合厌氧菌。2025年2月进行了三阶段关节置换术，包括使用腓肠肌瓣覆盖和皮肤移植（图9）。术中培养确认为多重微生物感染，患者接受了六周联合静脉注射抗生素治疗和长期口服抗菌药物治疗。六个月随访时，伤口完全愈合，供体部位上皮化良好，关节活动范围达到0-120°。

**病例4**：一名83岁女性患者，2023年11月在另一医疗机构接受了右膝关节置换术。她的既往病史包括高血压、心房颤动、心力衰竭、外周血管疾病和甲状腺功能减退。2024年1月因伤口严重裂开和脓性分泌物再次就诊。第一阶段手术后的培养结果显示大肠杆菌和奇异变形杆菌。患者接受了第二阶段关节置换术，使用腓肠肌瓣进行软组织覆盖（图12）。八周抗生素治疗后，由于术中髁部骨折和骨量不足，进行了股骨远端置换（图13）。术后出现胫骨假体周围骨折，通过麻醉下处理和石膏固定成功愈合。最终随访时，患者能够使用助行器完全负重，关节活动范围为0-90°。

**病例5**：一名79岁男性患者，2022年10月在另一医疗机构接受了左膝关节置换术，一年后出现慢性感染。关节穿刺培养结果显示表皮葡萄球菌，影像学检查显示胫骨有明显骨丢失（AORI 2B型缺损，图14）。患者接受了第一阶段手术，移除了感染假体并植入定制的静态抗生素浸渍水泥间隔器。完成六周静脉注射抗生素和六周停药后，认为其适合进行第二阶段手术，使用不对称金属垫片来弥补骨丢失。八个月随访时，患者无感染，切口愈合，关节活动范围为10-65°，影像学检查未见松动或骨髓炎迹象。

**总体结果**：所有病例均实现了感染清除、软组织覆盖良好和功能恢复。五名患者均接受了多学科团队的个性化治疗，最晚随访时无患者需要截肢或因感染复发而再次手术。两名患者因并发症相关风险因素仍需长期抗菌药物治疗。腓肠肌瓣（2例）和局部蒂瓣（1例）均无坏死或伤口破裂。定制间隔器在骨丢失的情况下提供了有效的临时稳定性和感染控制。所有患者在最终随访时恢复了独立活动能力且无感染。尽管所有病例均实现了感染控制，但仍有两名患者需长期服用抗菌药物，反映了该患者群体感染管理的复杂性。

**讨论**：本病例系列的关键发现是，无论软组织损伤程度或骨丢失情况如何，五名患者均实现了感染控制、功能恢复和持久的结构重建。重建策略（从直接闭合到蒂瓣和腓肠肌瓣的使用）是根据缺损特征和患者情况选择的，体现了针对感染膝关节置换术的个性化重建的重要性。无病例需要截肢或额外手术。所有患者均实现了稳定的伤口覆盖和功能恢复。值得注意的是，所有瓣膜均存活，患者均保持独立行走能力。针对每个具体病例的多样化临床挑战，需要采取定制化的综合治疗方法。

感染膝关节置换术合并软组织丢失会增加治疗失败和截肢的风险[11,12]。此类病例经两阶段手术后的感染清除率在68%至90%之间，取决于缺损严重程度和患者状况[13,14]。本研究的结果（感染控制和瓣膜存活率）与已发表的数据相当或更好，强调了早期骨科协作和个性化覆盖选择的好处。使用腓肠肌瓣覆盖前部或髌旁缺损仍是可靠覆盖的黄金标准[3]。我们的回顾性病例系列结果再次证明了其在复发性或多重微生物感染情况下的有效性（见病例3和4）。

在本系列研究中，定制的抗生素负载水泥间隔器在管理中发挥了双重作用：通过维持高局部抗生素浓度实现局部感染控制，并在清创和再植入之间的过渡阶段保持肢体长度、关节间隙和软组织张力，从而促进后续软组织重建。这些特点在软组织严重受损的病例中尤为重要，因为标准间隔器可能不够用。病例5中使用的定制静态间隔器在骨丢失的情况下提供了临时机械稳定性，为后续成功重建提供了条件。文献一致支持间隔器使用的功能益处[11,13,15]。

**结论**：本病例系列强调了在感染膝关节置换术中，通过个性化、多学科方法可以实现感染控制、功能恢复和软组织重建的目标。定制的骨科-整形外科联合治疗策略，结合多学科规划、定制抗生素间隔器和及时瓣膜覆盖，即使在医学上复杂的病例中也能实现高感染控制和功能恢复。这一模型具有可复制性，可为三级医疗机构管理类似高风险病例提供参考。未来需要更大样本量的前瞻性研究来验证这些发现，并确定感染膝关节置换术中重建干预的最佳时机和顺序。