Effect of the method of anesthetic aid on cellular immunity in periprosthetic infection of the hip joint: : a prospective open randomized study

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Periprosthetic infection after primary hip replacement is a serious complication. For the anesthetic support of revision operations, both general and neuroaxial anesthesia methods can be used. The question of choosing an anesthetic aid that, with adequate modulation of the operational stress response, would have a minimal immunosuppressive effect is relevant.

AIM: To examine the effect of general and combined spinal–epidural anesthesia during revision operations in patients with periprosthetic hip joint infection on the parameters of cellular immunity.

MATERIALS AND METHODS: An open prospective randomized study was performed on 25 patients (11 women and 14 men). The patients underwent surgical interventions of revision prosthetics with the replacement of all components of the prosthesis. Group 1 (n=10) underwent general anesthesia (GA), and group 2 (n=15) underwent surgery under combined spinal–epidural anesthesia (CSEA). The indices of cellular immunity, namely, CD4+, CD8+, CD4+/CD8+, and B-lymphocytes, were evaluated. Blood sampling was performed in the morning on the day of surgery and then on days 1, 3, 5, and 7 after surgery.

RESULTS: The CD4+ (%) level in the CSEA group was significantly higher than in the GA group on days 3 and 7 after surgery (p <0.05). Changes in the percentage of CD8+ lymphocytes, the immunoregulatory index, and the percentage of B-lymphocytes between the groups had no statistically significant differences.

CONCLUSION: The CD4+ (%) level in the CSEA group was significantly higher than that in the GA group on days 3 and 7 after surgery (p <0.05). Statistically significant differences in the dynamics of CD8+, immunoregulatory index, and B-lymphocytes were not found, which may indicate a lesser effect of the type of anesthesia on these indicators.

About the authors

Artem A. Kazanin

Privolzhsky Research Medical University

Author for correspondence.
Email: kazaninartem1@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8049-4546
SPIN-code: 4699-0456

anesthesiologist-resuscitator

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Valeriy I. Zagrekov

Privolzhsky Research Medical University

Email: zagrekov@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-8235-7705
SPIN-code: 7257-0344

MD, Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Mikhail Y. Lebedev

Privolzhsky Research Medical University

Email: Miklgito@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5596-2619
SPIN-code: 3274-6479

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Anait Z. Nargizyan

Privolzhsky Research Medical University

Email: anait.nargizyan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8449-878X
SPIN-code: 7864-6568

biologist

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Vyacheslav N. Mitrofanov

Privolzhsky Research Medical University

Email: slavasm08@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-2046-3865
SPIN-code: 6390-9593

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Roman N. Komarov

Privolzhsky Research Medical University

Email: bagsnn@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2705-8224
SPIN-code: 6000-0663

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Dmitry V. Presnov

Privolzhsky Research Medical University

Email: p.d-07@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3905-7958
SPIN-code: 3247-7238

traumatologist-orthopedist

Russian Federation, Nizhny Novgorod

References

  1. Kapadia BH, Berg RA, Daley JA, et al. Periprosthetic joint infection. Lancet. 2016;387(10016):386–394. doi: 10.1016/s0140-6736(14)61798-0
  2. Shubnyakov II, Tikhilov RM, Denisov AO, et al. What Has Changed in the Structure of Revision Hip Arthroplasty? Traumatology and Orthopedics of Russia. 2019;25(4):9–27. (In Russ). doi: 10.21823/2311-2905-2019-25-4-9-27
  3. Komarov RN, Mitrofanov VN, Novikov AV, Korolev SB. The treatment of infectious complications after hip replacement. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2016;22(4):25–34. (In Russ). doi: 10.21823/2311-2905-2016-22-4-25-34
  4. Pu X, Sun JM. General anesthesia vs spinal anesthesia for patients undergoing total-hip arthroplasty: A meta-analysis. Medicine. 2019;98(16):e14925. doi: 10.1097/md.0000000000014925
  5. Van Waesberghe J, Stevanovic A, Rossaint R, Coburn M. General vs. neuraxial anaesthesia in hip fracture patients: a systematic review and meta-analysis. BMC Anesthesiol. 2017;17(28):87. doi: 10.1186/s12871-017-0380-9
  6. Greimel F, Maderbacher G, Zeman F, et al. No Clinical Difference Comparing General, Regional, and Combination Anesthesia in HipArthroplasty: A Multicenter Cohort-Study Regarding Perioperative Pain Management and Patient Satisfaction. J Arthroplasty. 2017;32(11):3429–3433. doi: 10.1016/j.arth.2017.05.038
  7. Chepeleva MV, Kliushin NM, Ermakov AM, Kuznecova EI. Lymphocyte Populations in Patients with Periprosthetic Infection of the Hip Joint. Novosti Khirurgii. 2020;28(3):276–283. (In Russ). doi: 10.18484/2305-0047.2020.3.276
  8. Heim C, Vidlak D, Odvody J, et al. Human prosthetic joint infections are associated with myeloid-derived suppressor cells (MDSCs): Implications for infection persistence. J Orthop Res. 2018;36(6):1605–1613. doi: 10.1002/jor.23806
  9. Rossaint J, Zarbock A. Perioperative Inflammation and Its Modulation by Anesthetics. Anesth Analg. 2018;126(3):1058–1067. doi: 10.1213/ane.0000000000002484
  10. Ezhevskaya AA, Prusakova ZhB, Maksimova LP, et al. Effects of epidural anesthesia on stress-induced immune suppression during major corrective spine surgery. Anesteziologiya i reanimatologiya. 2014;59(6):11. (In Russ).
  11. Fife BT, Pauken KE, Eagar TN. Interactions between programmed death-1 and programmed death ligand-1 promote tolerance by blocking the T cell receptor-induced stop signal. Nat Immunol. 2009;10(11):1185–1192. doi: 10.1038/ni.1790
  12. Dang Y, Shi X, Xu W, Zuo M. The Effect of Anesthesia on the Immune System in Colorectal Cancer Patients. Can J Gastroenterol Hepatol. 2018;2018:7940603. doi: 10.1155/2018/7940603
  13. Lyuboshevskiy PA, Zabusov AV, Timoshenko AL, Korovkin DV. The limitation of metabolic and inflammatory alterations in post-surgery period: the role of field block anesthesia and analgesia. Medical Journal of the Russian Federation. 2013;19(5):15–19. (In Russ). doi: 10.17816/rmj38131
  14. Tylman M, Sarbinowski R, Bengtson J, et al. Inflammatory response in patients undergoing colorectal cancer surgery: the effect of two different anesthetic techniques. Minerva Anestesiol. 2011;77(3):275–282.
  15. Bel’tyukov PP, Mamedov AD. Otsenka funktsional’noi aktivnosti komponenta SZ sistemy komplementa pri vozdeistvii tiopentala in vitro. Uchenye zapiski. 2013;3:29–31. (In Russ).
  16. Tanatarov SZ, Neymark MI, Zhakupov RK. The condition of cell immunity in cancer patients with surgery according to intraoperative anesthesia. Medicine in Kuzbass. 2012;11(4):15–19. (In Russ).
  17. Zhu R, Xiang J, Tan M. Effects of different anesthesia and analgesia on cellular immunity and cognitive function of patients after surgery for esophageal cancer. Minerva Chir. 2020;75(6):449–456. doi: 10.23736/s0026-4733.20.08283-8
  18. Fu S, Qu P-S, Cai S-N. Effect of anesthetic methods on postoperative CD3+, CD4+ and CD4+CD25+ in patients with lung cancer undergoing radical operation. Oncol Lett. 2018;16(5):6547–6551. doi: 10.3892/ol.2018.9416
  19. Li B, Li Y, Tian S, et al. Anti-inflammatory Effects of Perioperative Dexmedetomidine Administered as an Adjunct to General Anesthesia: A Meta-analysis. Sci Rep. 2015;5:12342. doi: 10.1038/srep12342
  20. Velcic Brumnjak S, Rakovac I, Papez Kinkela D, et al. Postoperative Regional Analgesia Is Effective in Preserving Perforin-Expressing Lymphocytes in Patients After Total Knee Replacement. Med Sci Monit. 2018;24:5320–5328. doi: 10.12659/msm.909385

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. CD4+ change (%) at the study stages. Note. КСЭА — Combined Spinal-Epidural Anesthesia, ОА — General Anesthesia.

Download (117KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. CD8+ change (%) at the study stages. Note. КСЭА — Combined Spinal-Epidural Anesthesia, ОА — General Anesthesia.

Download (104KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».