Osteomielitis

Izraz "osteomielitis" je bil predlagan za označevanje vnetja kosti in kostnega mozga (iz grščine "osteomyelitis" pomeni vnetje kostnega mozga). Trenutno se ta izraz razume kot infekcijska in vnetna lezija kostnega tkiva (osteitis), kostnega mozga (mielitis), periosteuma (periostitis) in okoliških mehkih tkiv. Osteomielitis je opredeljen tudi kot okužba v kosti.

Osteomielitis je lokalni vnetni proces, ki se razvije kot odgovor na invazijo in proliferacijo mikrobnih teles. Glavni sprožilec hematogenega osteomielitisa je endogena invazija mikrobnih teles v kanal kostnega mozga; pri eksogenem osteomielitisu se mikrobna invazija pojavi kot posledica travme kosti ali okoliških tkiv. Lokalizacija vnetja služi kot zaščitna reakcija telesa, ki preprečuje razvoj sepse, ki je možna, če mehanizmi za omejevanje gnojno-nekrotične procesa postanejo insolventni. To je lahko posledica visoke virulence in patogenosti mikroorganizmov, obsežnosti lezije, trajanja vnetnega procesa in oslabitve zaščitnih sil makroorganizma.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]

Epidemiologija

Kljub stalnemu napredku v razumevanju patogeneze okužb kosti in sklepov ter uvajanju sodobnih diagnostičnih in terapevtskih metod se število takšnih bolnikov v zadnjih 30 letih ni zmanjšalo.

Akutni hematogeni osteomielitis se pojavi pri 2 od 10.000 otrok, kronični osteomielitis pri 2 od 10.000 ljudi, kosti spodnjih okončin pa so prizadete v 90 % primerov. Golenica predstavlja 50 %, stegnenica 30 %, mečnica 12 %, nadlahtnica 3 %, ulna 3 % in radius 2 % lezij dolgih kosti. Trenutno v epidemiologiji osteomielitisa dolgih kosti opažamo več trendov. Spremembe so se zgodile v strukturi hematogenega osteomielitisa. V vodilnih industrijskih državah je bilo ugotovljeno zmanjšanje incidence akutnega hematogenega osteomielitisa dolgih kosti pri otrocih (2,9 novih primerov na 100.000 prebivalcev na leto) in Staphylococcus aureus kot glavnega povzročitelja bolezni - s 55 na 31 %. V državah z razvito infrastrukturo so te bolezni postale precej redke.

V zadnjih letih se je povečalo število bolnikov s posttravmatskim osteomielitisom. To je predvsem posledica povečanja travm, zlasti zaradi prometnih nesreč, sprememb mikroflore, ki lahko povzročijo gnojenje, in motenj človeškega imunskega sistema. Razvoj okužbe kosti olajšajo sladkorna bolezen, obliterirajoče žilne bolezni, tumorji, alkoholizem in kajenje. Pri odraslih so glavni vzrok osteomielitisa zlomi dolgih kosti. Razvoj tega patološkega stanja je odvisen od številnih dejavnikov, predvsem od lokacije in obsega poškodbe kosti in mehkih tkiv, motene oskrbe s krvjo in inervacije, pravočasnosti in kakovosti primarnega kirurškega zdravljenja, metode antibiotične profilakse, izbire metode osteosinteze in plastičnega zaprtja rane. V zvezi s tem se incidenca osteomielitisa zelo razlikuje - od 0,5-2 % pri kirurškem zdravljenju zaprtih zlomov in poškodb zgornjih okončin do 50 % in več pri odprtih zlomih noge in stegna z obsežno poškodbo mehkih tkiv.

V sodobnih razmerah se je povečala vloga gnojnih zapletov, vključno z osteomielitisom, po strelnih ranah okončin, katerih glavni vzroki so resnost poškodb kosti in sklepov ter napake pri zdravljenju, storjene v fazah medicinske evakuacije. Glede na izkušnje povojnih oboroženih spopadov je incidenca strelnega osteomielitisa vsaj 9-20 %.

Različne vrste notranje kovinske osteosinteze so se po vsem svetu razširile pri zdravljenju zlomov. Neupravičena širitev indikacij za kirurške metode pri hudih zlomih z obsežno poškodbo mehkih tkiv, neupoštevanje časa in tehnike izvajanja operacij, nepravilna izbira kirurškega pripomočka in kovinske konstrukcije vodijo do hudega gnojnega vnetja kosti in sklepov. Gnojenje okoli naper in palic ter "naperni" osteomielitis ostajajo najpogostejši zapleti med osteosintezo z zunanjimi fiksatorji. Letno se po vsem svetu izvede približno 1 milijon operacij zamenjave kolena in kolka. Zato osteomielitis, ki se pojavi po endoprotetiki, postaja velik problem, zlasti v razvitih državah.

[ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Vzroki osteomielitis

Leta 1880 je Louis Pasteur prvi izoliral mikrobe iz gnoja bolnika z osteomielitisom in jih poimenoval stafilokoki. Kasneje je bilo ugotovljeno, da lahko kateri koli gnojni mikrobi povzročijo osteomielitis, klinična in morfološka slika bolezni pa je lahko odvisna od njihove vrstne sestave. Trenutno je povzročitelj akutnega hematogenega osteomielitisa dolgih kosti pri otrocih predvsem monoflora (do 95 %). To je praviloma Staphylococcus aureus, ki ga izoliramo v 50–90 % primerov. Ta mikroorganizem ostaja vodilni povzročitelj v vseh primerih osteomielitisa zaradi svojega osteohondrotropizma in visoke prilagodljivosti, kar vodi v razvoj velikega števila različnih virulentnih sevov, odpornih na antibiotike, in na koncu do zmanjšanja učinkovitosti konzervativnega zdravljenja.

Pri otrocih, mlajših od enega leta, iz kosti in krvi najpogosteje izoliramo Streptococcus agalactiae in Escherichia coli, pri otrocih, starejših od enega leta, pa Streptococcus pyogenes in Haemophilus influenzae. Incidenca izolacije H. influenzae se pri otrocih, starejših od štirih let, zmanjša, kar je povezano tudi z uporabo novega cepiva proti temu povzročitelju.

Pri bolnikih z akutnim posttravmatskim osteomielitisom, ki se pojavi pri odprtih zlomih z obsežno poškodbo mehkih tkiv, se gojijo mešane aerobno-anaerobne združbe s prevlado gramnegativnih mikroorganizmov, predvsem Pseudomonas aeruginosa. Mikrobna kontaminacija v leziji je praviloma 106-108 mikrobnih teles v 1 g kostnega tkiva.

Pri kroničnem osteomielitisu imajo vodilno etiološko vlogo grampozitivni koki iz rodu Staphylococcus, pri čemer prevladuje Staphylococcus aureus, katerega pogostost zasejanja je odvisna od stadija procesa in se giblje od 60 do 85 %. Pri kroničnih vnetnih procesih so stafilokoki lahko prisotni v monokulturah ali kot del aerobno-anaerobnih združb. Stafilokoke nadomeščajo gramnegativne in anaerobne bakterije, za katere je značilna večja odpornost na razširjena antibakterijska zdravila kot grampozitivne bakterije.

Patogeneza

Osteomielitis lahko povzroči hematogeno širjenje okužbe, neposreden vdor mikroorganizmov v kost ali iz sosednjega, zunanjega žarišča okužbe. Pri posttravmatskem osteomielitisu pride do neposrednega vdora mikrobne flore zaradi poškodbe tkiva in motene oskrbe s krvjo. Razvoj te oblike osteomielitisa je neposredno odvisen od vdora mikroorganizmov, njihove količine, vrste, virulence in stopnje poškodbe mehkih tkiv. Po negativnih učinkih različnih fizikalnih, bioloških dejavnikov in sočasnih bolezni na zaščitne in prilagoditvene reakcije telesa se zmanjša njegova sposobnost učinkovitega odziva za zadrževanje okužbe, kar lahko prispeva k razvoju začetne faze bolezni.

Globoko, dolgotrajno okužbo kosti vzdržuje prisotnost devaskularizirane skorje, obdane z bakterijami. Deluje kot tujek, kar je glavni vzrok osteomielitisa pri večini odprtih zlomov. Posttravmatski osteomielitis lahko poleg običajnih patogenih mikroorganizmov povzročijo tudi nepatogeni stafilokoki in anaerobni koki. Ob poškodbi vstopijo v devitalizirana področja skorje in tam v anaerobnih pogojih spodbujajo sekvestracijo in razvoj osteomielitisa. Takšna okužba kosti se pogosto razvije po odprtih zlomih.

Na imunski odziv, presnovo in lokalno prekrvavitev med razvojem osteomielitisa vpliva več sistemskih in lokalnih dejavnikov. Sistemski dejavniki vključujejo slabo prehrano, okvarjeno delovanje ledvic in jeter, sladkorno bolezen, kronično hipoksijo, imunske bolezni, maligne bolezni, starost in senilnost, imunosupresijo in imunsko pomanjkljivost, splenektomijo, virusno okužbo, alkoholizem in kajenje. K razvoju okužbe prispevajo tudi lokalni dejavniki, kot so kronični limfedem, venska staza, žilne lezije, arteritis, hude brazgotinske spremembe, fibroza, patologija majhnih žil in nevropatija.

Akutni osteomielitis je značilen kot gnojna okužba, ki jo spremljajo edem, žilna staza in tromboza majhnih žil. V akutnem obdobju bolezni je zaradi lokalnega vnetja motena intraosealna in periostalna prekrvavitev, nastajajo veliki fragmenti odmrle kosti (sekvestri). Obstoj okuženih, neživih tkiv in neučinkovit odziv makroorganizma ter neustrezno zdravljenje vodijo v kroničnost bolezni. Ko gnojni proces prehaja v kronično fazo, se mikrobna pokrajina postopoma spreminja. Prevladujočo vlogo začnejo igrati nizkovirulentni sevi Staphylococcus epidermidis in Staphylococcus aureus.

Nekroza kostnega tkiva je pomembna značilnost akutnega posttravmatskega osteomielitisa. Odmrla kost se počasi resorbira z encimi granulacijskega tkiva. Resorpcija se najhitreje in zgodaj pojavi na stičišču žive in nekrotične kosti. Odmrla gobasta kost se pri lokaliziranem osteomielitisu počasi resorbira. Odmrlo območje kortikalnega dela kosti se postopoma loči od žive kosti in tvori sekvestrum. Organske elemente v odmrli kosti v veliki meri uničijo proteolitični encimi, ki jih proizvajajo makrofagi ali polimorfonuklearni levkociti. Zaradi oslabljene oskrbe s krvjo je odmrla kost vizualno svetlejša od žive kosti. Majhna območja nežive gobaste kosti se resorbirajo v 2-3 tednih; sekvestracija kortikalnega dela lahko traja več mesecev.

Morfološke značilnosti kroničnega osteomielitisa so prisotnost kostne nekroze, tvorba nove kosti in izločanje polimorfonuklearnih levkocitov, katerim se doda veliko število limfocitov, histiocitov in včasih plazemskih celic. Prisotnost odmrle kosti pogosto povzroči nastanek fistul, skozi katere gnoj vstopi v okoliška mehka tkiva in sčasoma pride na površino kože, kjer tvori kronično fistulo. Gostota in debelina novo nastale kosti se lahko postopoma povečujeta in v relativno ugodnih pogojih tvorita del ali celotno novo diafizo. Vzporedna procesa se razvijata več tednov ali mesecev, odvisno od obsega nekroze ter stopnje in trajanja okužbe. Endostalne kostne izrastki lahko zakrijejo medularni kanal.

Po odstranitvi sekvestra se lahko preostala votlina zapolni z novo kostjo. To se še posebej pogosto dogaja pri otrocih. Posttravmatski, sekundarni osteomielitis se razvije kot posledica poškodbe tkiva zaradi travme na eni strani in vdora ter razvoja mikroorganizmov na drugi strani. Nezadostna stabilizacija poškodovane kosti vodi do razvoja in širjenja gnojne okužbe, nastanka sekundarne nekroze in sekvestra.

Večina avtorjev meni, da je pri bolnikih z odprtimi zlomi priporočljivo zdraviti obsežne rane brez zgodnjega zaprtja rane, kar ustvarja problem boja proti akutni gnojni okužbi. Dolgotrajno odprto zdravljenje takšnih ran je polno resne grožnje osteomielitisa. Zato je treba upoštevati glavne vzroke posttravmatskega osteomielitisa pri bolnikih z odprtimi zlomi:

• nepravočasno in neustrezno kirurško zdravljenje lezije;
• neustrezna, nepravilno izbrana metoda fiksacije;
• dolgotrajna, obsežna rana;
• napačna ocena stopnje poškodbe mehkih tkiv;
• nezadostno pooperativno spremljanje.

Za preprečevanje osteomielitisa pri odprtih zlomih je zelo pomembno pravočasno odstranjevanje ranskega eksudata med procesom začasnega in dokončnega zapiranja ranske površine. Kopičenje ranskega eksudata je tudi eden od razlogov za razvoj sekundarne nekroze.

Analiza vzrokov za razvoj posttravmatskega osteomielitisa potrjuje dejstvo, da med dejavnike, ki vplivajo na pogostost gnojnih zapletov pri odprtih zlomih in razvoj osteomielitisa, spada tudi imerzijska kovinska osteosinteza. Znano je, da njena uporaba pri odprtih zlomih z obsežno poškodbo mehkih tkiv, zlasti v goleni, dramatično poveča tveganje za okužbo. Ta vzorec je še posebej jasno viden pri strelnih zlomih, kar je določilo mnenje številnih strokovnjakov o potrebi po prepovedi uporabe imerzijske osteosinteze pri tej vrsti poškodbe.

Kljub temu, da zlitine, ki se uporabljajo za izdelavo fiksatorjev, veljajo za imunološko inertne, včasih opazimo primere "intolerance" na kovine. V hujših primerih je posledica takšne reakcije klinična slika akutnega vnetja z nastankom fistul in sekundarno okužbo. Ta proces temelji na nastanku haptenov - snovi, ki nastanejo kot posledica biotransformacije kovine in vezave njenih molekul z beljakovinami, kar ustvarja predpogoje za senzibilizacijo. Sprožilec tega procesa je površinsko uničenje vsadka zaradi oksidacije s peroksidnimi spojinami, fagocitoze ali mehanskega uničenja (v primeru motene stabilnosti kostnih fragmentov ali trenja elementov fiksatorja med seboj). Senzibilizacija na kovino lahko obstaja sprva ali pa se razvije kot posledica potopitvene kovinske osteosinteze.

Nova faza v poglabljanju znanja o osteomielitisu je povezana s preučevanjem njegove patogeneze na različnih ravneh organizacije: submolekularni, molekularni, celični in organski. Preučevanje glavnih povzročiteljev osteomielitisa, kot je Staphylococcus aureus, je omogočilo identifikacijo zunajceličnih in znotrajceličnih mikrobnih mehanizmov agresije in invazije, s pomočjo katerih bakterije povzročajo in vzdržujejo okužbo, neposredno poškodujejo celice kostnega tkiva, motijo zaščitni imunski odziv telesa in zmanjšujejo učinkovitost antibiotikov. V zadnjih letih se aktivno preučuje vloga citokinov, enega od regulatorjev celične in humoralne imunosti. Pokazala se je tudi nova, prej neznana vloga celic, ki proizvajajo kosti - osteoblastov, ki so sposobne povzročiti antigensko specifično aktivacijo imunskih celic in vnetnih mediatorjev kot odgovor na znotrajcelično invazijo mikroorganizmov v kostno tkivo. Hkrati je treba opozoriti, da pri patogenezi osteomielitisa ni vse povsem jasno glede na širok spekter njegovih manifestacij. Mnogi predlagani patogenetski mehanizmi so na hipotetični ravni.

Simptomi osteomielitis

Za diagnozo osteomielitisa je pogosto zadostna podrobna anamneza. Otroci s hematogenim osteomielitisom se lahko pojavijo z akutnimi znaki okužbe, vključno z vročino, razdražljivostjo, utrujenostjo, šibkostjo in lokalnimi znaki vnetja. Pogost pa je tudi atipičen potek. Pri otrocih s hematogenim osteomielitisom lahko okužbo lokalizirajo mehka tkiva, ki obdajajo prizadeto kost. Sklep običajno ni prizadet zaradi okužbe. Pri odraslih s hematogenim osteomielitisom se običajno pojavijo nejasni znaki, vključno s podaljšano bolečino in nizko temperaturo. Pojavijo se lahko tudi visoka vročina, mrzlica, oteklina in hiperemija nad prizadeto kostjo. Pri kontaktnem osteomielitisu so pogosto lokalizirane bolečine v kosteh in sklepih, hiperemija, oteklina in izločanje izločkov okoli mesta poškodbe. Znaki hude sistemske vnetne reakcije, kot so vročina, mrzlica in večerno potenje, so lahko prisotni v akutni fazi osteomielitisa, vendar jih v kronični fazi ne opazimo. Tako hematogeni kot kontaktni osteomielitis lahko napredujeta v kronično fazo. Za kronično fazo so značilne vztrajne bolečine, izločanje izločkov in nizka vročina. V bližini mesta okužbe se pogosto nahajajo fistule. Če se fistula zapre, se lahko pri bolniku razvije absces ali akutna diseminirana okužba mehkih tkiv.

Obrazci

Glede na klinični potek in trajanje bolezni osteomielitis tradicionalno delimo na akutni in kronični. Po patogenetskem načelu osteomielitis delimo na hematogeni in posttravmatski, ki se lahko razvije kot posledica mehanskih, kirurških, strelnih poškodb tako kostnega tkiva kot okoliških mehkih tkiv. Hematogeni osteomielitis se lahko kaže kot primarno kroničen potek (Brodijev absces, Garrejev sklerozirajoči osteomielitis, Ollierjev albuminozni osteomielitis).

Klinična in anatomska klasifikacija osteomielitisa dolgih kosti pri odraslih, ki jo je sprejel Medicinski oddelek Univerze v Teksasu – klasifikacija Czerny-Mader – se zdi primerna za praktično uporabo. Klasifikacija temelji na dveh načelih: strukturi poškodbe kosti in bolnikovem stanju. V skladu s to klasifikacijo je strukturna poškodba kosti pogojno razdeljena na štiri vrste:

• Tip I (medularni osteomielitis) - poškodba velikega območja struktur kostno-mozgovne votline dolge kosti pri hematogenem osteomielitisu in pri gnojenju po intramedularni osteosintezi;
• Tip II (površinski osteomielitis) - poškodba samo kortikalnega dela kosti, ki se običajno pojavi z neposredno okužbo kosti ali iz sosednjega vira okužbe v mehkih tkivih; septični sklep se uvršča tudi med površinske osteomielitis (osteohondritis);
• Tip III (fokalni osteomielitis) - poškodba kortikalnega dela kosti in struktur kanala kostnega mozga. Vendar pa je pri tej vrsti poškodbe kost še vedno stabilna, ker se infekcijski proces ne razširi na celoten premer kosti;
• Tip IV (difuzni osteomielitis) - poškodba celotnega premera kosti z izgubo stabilnosti; primer bi bila okužena psevdoartroza, osteomielitis po odprtem zdrobljenem zlomu.

[ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]