RU2611407C2 - Diagnostic technique for near-graft infection of joints - Google Patents
Diagnostic technique for near-graft infection of joints Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611407C2 RU2611407C2 RU2015130239A RU2015130239A RU2611407C2 RU 2611407 C2 RU2611407 C2 RU 2611407C2 RU 2015130239 A RU2015130239 A RU 2015130239A RU 2015130239 A RU2015130239 A RU 2015130239A RU 2611407 C2 RU2611407 C2 RU 2611407C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seconds
- working solution
- sowing
- solution
- microorganisms
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, в частности к диагностированию инфекций суставов с использованием ультразвуковых волн, и может быть использовано для обнаружения перипротезной инфекции суставов при эндопротезировании.The invention relates to medicine, in particular to the diagnosis of joint infections using ultrasonic waves, and can be used to detect periprosthetic joint infections during joint replacement.
В последнее время во всем мире значительно увеличилось количество операций эндопротезирования суставов. Ежегодный прирост таких манипуляций в европейских странах варьирует в пределах 5,3%-17%. Интенсивное развитие эндопротезирования влечет за собой и увеличение количества ревизий вследствие развития осложнений различного характера. Одним из наиболее частых является перипротезная инфекция суставов (ПИС). По данным отечественных и зарубежных авторов инфекционные осложнения при эндопротезировании составляют от 0,3% до 2% при первичном эндопротезировании и 40% и более - при ревизионном. Помимо экономических издержек, которые возрастают в 3-4 раза, в 30% случаев гнойные осложнения ведут к катастрофическим последствиям в виде удаления протеза, развитию хронического постимплантационного остеомиелита и стойкой утрате трудоспособности.Recently, the number of joint arthroplasty operations has significantly increased worldwide. The annual increase in such manipulations in European countries varies between 5.3% -17%. The intensive development of endoprosthetics entails an increase in the number of revisions due to the development of various complications. One of the most common is periprosthetic joint infection (IPR). According to domestic and foreign authors, infectious complications in endoprosthetics range from 0.3% to 2% in primary endoprosthetics and 40% or more in revision ones. In addition to economic costs, which increase 3-4 times, in 30% of cases purulent complications lead to catastrophic consequences in the form of removal of the prosthesis, the development of chronic post-implantation osteomyelitis and permanent disability.
Особенностью патогенеза перипротезной инфекции является то, что микроорганизмы обычно находятся на имплантатах в составе биопленок - моно- или ассоциации культур микроорганизмов и внеклеточного матрикса, представляющего из себя сложную биохимическую смесь полисахаридов, гликопептидов, нуклеиновых кислот и липидов. Сутью существования биопленки является защита находящихся в ней микроорганизмов от неблагоприятных факторов внешней среды. Агрегация микробов делает структуру более объемной и недоступной для фагоцитоза, а ключевые антигены «закрыты» для антител внеклеточным матриксом.A feature of the pathogenesis of periprosthetic infection is that microorganisms are usually located on implants as part of biofilms - a mono-or association of cultures of microorganisms and extracellular matrix, which is a complex biochemical mixture of polysaccharides, glycopeptides, nucleic acids and lipids. The essence of the existence of a biofilm is the protection of microorganisms in it from adverse environmental factors. Microbial aggregation makes the structure more voluminous and inaccessible to phagocytosis, and key antigens are “closed” to antibodies by the extracellular matrix.
Также элементы матрикса замедляют диффузию антибактериальных препаратов сквозь биопленку и активно связывают антибиотики.Also, the elements of the matrix slow down the diffusion of antibacterial drugs through the biofilm and actively bind antibiotics.
Локализация поврежденных бактерий ограничивается поверхностными слоями биопленки, а во внутренних слоях поврежденных клеток становится значительно меньше. Микроорганизмы, находящиеся в составе биопленок, в 10-100 раз оказываются менее чувствительны к антибактериальным препаратам, особенно к ингибиторам синтеза клеточной стенки бактерии, так как большинство микроорганизмов биопленки находятся в неактивной фазе жизненного цикла (персистеры).The localization of damaged bacteria is limited to the surface layers of the biofilm, and in the inner layers of damaged cells it becomes much smaller. The microorganisms that are part of biofilms are 10-100 times less sensitive to antibacterial drugs, especially to inhibitors of the bacterial cell wall synthesis, since most biofilm microorganisms are in the inactive phase of the life cycle (persisters).
Чтобы разрушить биопленки на поверхности имплантатов и тем самым повысить выявляемость возбудителей, применяют ультразвук. В стерильную емкость помещается извлеченный компонент имплантата, туда же добавляется раствор (питательный бульон и пр.). После интенсивного взбалтывания имплантата в жидкости, емкость погружают в ультразвуковую ванну. При помощи низкочастотных ультразвуковых колебаний низкой интенсивности производят облучение имплантата. После повторного интенсивного взбалтывания обработанную ультразвуком жидкость высевают на питательные среды в соответствии с утвержденными микробиологическими методами.Ultrasound is used to destroy biofilms on the surface of implants and thereby increase the detection of pathogens. The extracted component of the implant is placed in a sterile container, and a solution is added there (nutrient broth, etc.). After intensive shaking of the implant in the liquid, the container is immersed in an ultrasonic bath. Using low-frequency ultrasonic vibrations of low intensity, the implant is irradiated. After repeated vigorous agitation, the ultrasonically treated liquid is sown on culture media in accordance with the approved microbiological methods.
Известны способы диагностики перипротезной инфекции суставов, включающий интенсивное взбалтывание извлеченных имплантатов в рабочем растворе для получения бактериальной взвеси в течение 30 секунд с последующей ультразвуковой обработкой в течение 5 минут, дополнительное интенсивное взбалтывание в течение 30 секунд с последующим высеванием полученного раствора бактериальной взвеси на питательные среды в соответствии с известными микробиологическими методиками, ежедневное визуальное наблюдение за посевами на наличие роста микроорганизмов до 14 дней, с дальнейшей идентификацией и определением антибиотикочувствительности выделенных микроорганизмов [1, 2].Known methods for diagnosing periprosthetic joint infection, including intensive shaking of the extracted implants in the working solution to obtain bacterial suspension for 30 seconds, followed by ultrasonic treatment for 5 minutes, additional intensive shaking for 30 seconds, followed by plating the resulting solution of bacterial suspension on nutrient media in in accordance with known microbiological techniques, daily visual observation of crops for the presence of microorganism growth isms to 14 days, with further identification and determination of antibiotic susceptibility of microorganisms isolated [1, 2].
В известных способах применяют нескольких видов рабочих растворов, добавляемых в емкости с извлеченными имплантатами, а именно раствор Рингера, при частоте ультразвуковых колебаний 40±2 кГц (чувствительность метода составила 78,5%, специфичность - 98,8%) или тиогликолевый бульон, при частоте ультразвуковых колебаний 40±5 кГц (чувствительность метода при использовании этой питательной среды - 71%, специфичность - 92%.In the known methods, several types of working solutions are used, which are added to containers with extracted implants, namely Ringer's solution, at a frequency of ultrasonic vibrations of 40 ± 2 kHz (method sensitivity was 78.5%, specificity 98.8%) or thioglycol broth, with the frequency of ultrasonic vibrations of 40 ± 5 kHz (the sensitivity of the method when using this nutrient medium is 71%, specificity is 92%.
Недостатками известных способов диагностики перипротезной инфекции суставов является необходимость предварительного приготовления рабочего раствора с последующей стерилизацией, для чего необходимо наличие специального оборудования (средоварка, автоклав), что приемлемо не для всех диагностических лабораторий. Закуп готовых сред у коммерческих производителей также имеет ограничения (дороговизна, сроки поставок и сроки годности питательных сред, фасовка и т.д.).The disadvantages of the known methods for diagnosing periprosthetic joint infection is the need for preliminary preparation of a working solution followed by sterilization, which requires the availability of special equipment (a medium cooker, an autoclave), which is not acceptable for all diagnostic laboratories. The purchase of finished media from commercial manufacturers also has limitations (high cost, delivery time and shelf life of culture media, packaging, etc.).
Техническим результатом является уменьшение времени диагностики, удешевление способа диагностики, что обеспечивает доступность метода исследования извлеченных имплантатов в диагностике перипротезной инфекции суставов, не применяя специального оборудования.The technical result is to reduce the time of diagnosis, cheaper diagnostic method, which ensures the availability of the method of research of the extracted implants in the diagnosis of periprosthetic joint infection, without using special equipment.
Технический результат достигается тем, что в способе диагностики перипротезной инфекции суставов, включающем интенсивное взбалтывание извлеченных имплантатов в рабочем растворе для получения бактериальной взвеси в течение 30 секунд с последующей ультразвуковой обработкой в течение 5 минут, дополнительное интенсивное взбалтывание с последующим высеванием полученного раствора бактериальной взвеси на питательные среды в соответствии с известными микробиологическими методиками, ежедневное визуальное наблюдение за посевами на наличие роста микроорганизмов в течение 14 дней, с дальнейшей идентификацией и определением антибиотикочувствительности выделенных микроорганизмов, согласно изобретению в качестве рабочего раствора для получения бактериальной взвеси используют 0,9% раствор NaCl.The technical result is achieved in that in a method for diagnosing periprosthetic joint infection, including intensive shaking of the extracted implants in the working solution to obtain bacterial suspension for 30 seconds, followed by ultrasonic treatment for 5 minutes, additional intensive shaking, followed by plating the resulting bacterial suspension solution on nutrient environments in accordance with known microbiological techniques, daily visual observation of crops in stock growth of microorganisms for 14 days, with further identification and determination of antibiotic susceptibility of microorganisms isolated according to the invention as a working solution to obtain a bacterial suspension using a 0.9% solution of NaCl.
При ультразвуковой обработке извлеченных имплантатов в рабочем растворе для получения бактериальной взвеси используют частоту ультразвуковых колебаний 37-40 кГц.During ultrasonic treatment of the extracted implants in the working solution, a frequency of ultrasonic vibrations of 37-40 kHz is used to obtain a bacterial suspension.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Извлеченные в операционной у пациента имплантаты помещаются в стерильные полиэтиленовые пакеты и немедленно доставляются в лабораторию на исследование.The implants removed from the patient’s operating room are placed in sterile plastic bags and immediately delivered to the laboratory for examination.
Затем в стерильные пакеты с имплантатами добавляют стерильный 0,9% раствор NaCl в количестве от 50 до 200 мл в зависимости от размера компонента имплантата, после чего проводят интенсивное взбалтывание имплантата в данном рабочем растворе в течение 30 секунд.Then, sterile 0.9% NaCl solution in an amount of 50 to 200 ml is added to sterile packages with implants, depending on the size of the implant component, after which the implant is intensively agitated in this working solution for 30 seconds.
Далее пакеты с имплантатами подвергают ультразвуковой обработке в течение 5 мин при частоте ультразвуковых колебаний 37 кГц, после которой проводят повторное интенсивное взбалтывание содержимого пакета в течение 30 секунд. Обработанную ультразвуком жидкость высевают на питательные среды (на кровяной огар, тиоглековую среду и во флаконы для автоматического анализатора для аэробных и анаэробных микроорганизмов). Посевы инкубируются в термостате при 35 градусах до 14 суток и осуществляют ежедневное визуальное наблюдение за посевами на наличие роста микроорганизмов с дальнейшей идентификацией и определением антибиотикочувствительности выделенных микроорганизмов.Next, packages with implants are subjected to ultrasonic treatment for 5 min at a frequency of ultrasonic vibrations of 37 kHz, after which repeated intensive shaking of the contents of the package is carried out for 30 seconds. Ultrasound-treated liquid is sown on nutrient media (blood ogre, thioglec media and in bottles for an automatic analyzer for aerobic and anaerobic microorganisms). Crops are incubated in a thermostat at 35 degrees up to 14 days and carry out daily visual monitoring of crops for the presence of microorganism growth with further identification and determination of the antibiotic sensitivity of the isolated microorganisms.
В лабораторных условиях была проведена оценка эффективности применения в качестве рабочего раствора 0,9% раствора NaCl при ультразвуковой обработке имплантатов. Чувствительность метода составила 95%, специфичность - 90%.In laboratory conditions, the effectiveness of using 0.9% NaCl solution as an ultrasonic treatment of implants was evaluated as a working solution. The sensitivity of the method was 95%, specificity - 90%.
Как видно из таблицы, количество подтвержденных бактериологически случаев перипротезной инфекции суставов (ПИС) при использовании в качестве рабочего раствора 0,9% NaCl выше (92%), чем при использовании раствора Рингера (78,5%) и тиогликолевого бульона (71%). Также в группе пациентов с предположительно асептической нестабильностью имплантатов в 8% были выявлены клинически значимые микроорганизмы. Данным пациентам с предполагаемой асептической нестабильностью компонентов эндопротезов был поставлен диагноз перипротезной инфекции.As can be seen from the table, the number of bacteriologically confirmed cases of periprosthetic joint infection (IPR) when using 0.9% NaCl as a working solution is higher (92%) than when using Ringer's solution (78.5%) and thioglycol broth (71%) . Also in the group of patients with presumably aseptic instability of implants in 8%, clinically significant microorganisms were detected. These patients with suspected aseptic instability of endoprosthesis components were diagnosed with periprosthetic infection.
Заявляемый способ диагностики простой в применении, позволяет сократить сроки диагностики, снизить затраты труда и средств, что обеспечивает доступность метода исследования извлеченных имплантатов в диагностике перипротезной инфекции суставов, не применяя специального оборудования и используя в качестве рабочего раствора раствор известной дешевой соли NaCl.The inventive diagnostic method is easy to use, it allows to shorten the diagnostic time, reduce labor costs and funds, which ensures the availability of the method of investigation of the extracted implants in the diagnosis of periprosthetic joint infection, without using special equipment and using a solution of the known cheap NaCl salt as a working solution.
Источники информацииInformation sources
1. Trampuz A, Piper KE, Jacobson MJ et al. Sonication of removed hip and knee prostheses for diagnosis of infection. N. Engl. J. Med 2007; 357:654-663.1. Trampuz A, Piper KE, Jacobson MJ et al. Sonication of removed hip and knee prostheses for diagnosis of infection. N. Engl. J. Med 2007; 357: 654-663.
2. Portillo ME, Salvado M, TrampuzA et al. Sonication versus vortexing of implants for diagnosis of prosthetic joint infection. J. Clin. Microbiol 2013 51:591-594.2. Portillo ME, Salvado M, TrampuzA et al. Sonication versus vortexing of implants for diagnosis of prosthetic joint infection. J. Clin. Microbiol 2013 51: 591-594.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015130239A RU2611407C2 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Diagnostic technique for near-graft infection of joints |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015130239A RU2611407C2 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Diagnostic technique for near-graft infection of joints |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015130239A RU2015130239A (en) | 2017-01-30 |
RU2611407C2 true RU2611407C2 (en) | 2017-02-21 |
Family
ID=58453446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015130239A RU2611407C2 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Diagnostic technique for near-graft infection of joints |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2611407C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749685C1 (en) * | 2020-12-23 | 2021-06-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России) | Method of diagnosis of periprosthetic infection in patients with instability of endoprosthesis components |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010036930A1 (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-01 | Javad Parvizi | Methods and kits for detecting joint infection |
RU2496423C1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный центр травматологии, ортопедии и эндопротезирования" Министерства здравоохранения и социального развития РФ (г. Чебоксары) | Method of examining soft tissues of para-articular zone in endoprosthetics of hip joint |
-
2015
- 2015-07-21 RU RU2015130239A patent/RU2611407C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010036930A1 (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-01 | Javad Parvizi | Methods and kits for detecting joint infection |
RU2496423C1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный центр травматологии, ортопедии и эндопротезирования" Министерства здравоохранения и социального развития РФ (г. Чебоксары) | Method of examining soft tissues of para-articular zone in endoprosthetics of hip joint |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
TRAMPUZ A. et al. Sonication of removed hip and knee prostheses for diagnosis of infection// N Engl J Med 2007; 357:654-663. PORTILLO M. Et al. Sonication versusvortexing of implants for diagnosis of prosthetic infection// J Clin Microbiol., Feb 2013, vol. 51, no 2, 591-594. Приготовление бактериальных взвесей по оптическому стандарту, 03.02.2014// Агроархив, сельскохозяйственные материалы [найдено из Интернет 20.04.2016 на сайте http://agro-archive.ru/metody-issledovaniya/919-prigotovlenie-bakterialnyh-vzvesey-po-opticheskomu-standartu.html]. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749685C1 (en) * | 2020-12-23 | 2021-06-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России) | Method of diagnosis of periprosthetic infection in patients with instability of endoprosthesis components |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015130239A (en) | 2017-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Janz et al. | Evaluation of sonicate fluid cultures in comparison to histological analysis of the periprosthetic membrane for the detection of periprosthetic joint infection | |
Grosso et al. | Performance of implant sonication culture for the diagnosis of periprosthetic shoulder infection | |
Tunney et al. | Improved detection of infection in hip replacements: a currently underestimated problem | |
Tollefson et al. | Surface biofilm disruption: enhanced recovery of microorganisms from vascular prostheses | |
CN103451151B (en) | A kind of method of cultivator umbilical cord mesenchymal stem cells | |
Schmitt et al. | Mucin production by Staphylococcus epidermidis: a virulence factor promoting adherence to vascular grafts | |
US10086369B2 (en) | Closed circuit sterile device and method of collection, transport and processing in total sterile chain | |
KR20140015512A (en) | Method and medium for detecting the presence or absence of staphylococcus aureus in a test sample | |
Thibeaut et al. | Mycobacterium conceptionense infection after breast implant surgery, France | |
CN106459892A (en) | Microbiological growth media and methods of using the same | |
Brayman et al. | Inactivation of planktonic Escherichia coli by focused 2-MHz ultrasound | |
RU2611407C2 (en) | Diagnostic technique for near-graft infection of joints | |
Moris et al. | What is the best technic to dislodge Staphylococcus epidermidis biofilm on medical implants? | |
CN110205355A (en) | A kind of highly sensitive detection culture medium of microorganism and its preparation method and application | |
CN101760502A (en) | Method for rapidly determining drug tolerance of strain | |
CN103555663B (en) | Method for cultivating human amniotic mesenchymal stem cells | |
RU2627442C2 (en) | Method of diagnostics of infection in sustainable infection in the field of the joint | |
Baillif et al. | A novel in vitro model to study staphylococcal biofilm formation on intraocular lenses under hydrodynamic conditions | |
CN106701654A (en) | Regular morphology of fusarium oxysporum laboratory material and preparation and application method thereof | |
RU2602916C1 (en) | Method for microbiological diagnostics of paraprosthetic infection | |
RU2732222C1 (en) | Diagnostic method for bacteremia | |
CN107094705A (en) | The animal model constructing method that White Rabbit caused by a kind of simulation external microbiological contamination of artificial prosthesis material infects | |
Edham et al. | Study of some Virulence Factors for Clostridium perfringens isolated from Clinical Samples and Hospital Environment and showing their Sensitivity to Antibiotics | |
Filippova et al. | Sterilization of Polyethylene Terephthalate Track Membranes Using Low-temperature Atmospheric-pressure Plasma | |
US20230243824A1 (en) | Testing method and apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170722 |