The impact of extended preoperative examination on the treatment tactics choice before the second stage of revision hip arthroplasty

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. Reinfection and recurrence of periprosthetic infection rates during the second stage of revision hip arthroplasty (RHA) remain quite high. Performing preoperative diagnostic aspiration in patients with the installed hip spacer is a controversial issue.

Aims of the study: 1) to compare the diagnostic accuracy, specificity and sensitivity of the used infection markers as a part of preoperative diagnostic protocols in order to exclude reinfection in patients with installed hip spacer before the second stage of RHA; 2) to analyze and compare the microbiological spectrum obtained at the stages of RHA.

Methods. Diagnostic accuracy parameters of the used infection markers were assessed in order to exclude reinfection/recurrence in 107 patients with installed hip spacer. All patients were divided into two groups. In Group 1 (prospective), blood tests as well as diagnostic aspiration of synovial fluid were performed within the extended diagnostic protocol. In Group 2 (retrospective), the examination was performed according to the screening preoperative diagnostic protocol including blood tests. The used reference range of inflammatory biomarkers was based on the “small criteria” of ICM 2018. According to the results of the intraoperative microbiological examination of peri-implant tissue samples at the first and second stages of RHA, the analysis of detected microflora was conducted in order to assess probable reinfection/recurrence.

Results. According to the results of the intraoperative microbiologic examination during the second stage of RHA, reinfection was detected in 40% of cases: in Group 1 — 9 cases, in Group 2 — 31 case. Synovial fluid was obtained from 85% of cases when preoperative diagnostic aspiration was performed. Synovial fluid could not be obtained in 15% cases (dry joint).

Conclusion. Performing preoperative diagnostic aspiration before the second stage of RHA in patients with the installed spacer allowed choosing correct treatment tactics in 9% of cases. The parameters of diagnostic accuracy accounted for 82,6%. In the structure of detected pathogens in case of recurrence and reinfection, the representatives of Gram-positive coagulase-negative flora were the most frequent.

About the authors

Valery Y. Murylev

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); S.P. Botkin Moscow City Clinical Hospital

Author for correspondence.
Email: nmuril@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5753-8926

Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Moscow; Moscow

Javad Parvizi

Acibadem University

Email: javadparvizi@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6985-5870

Dr. Sci. (Med.), Professor

Turkey, Istanbul

Alexander I. Rudnev

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); S.P. Botkin Moscow City Clinical Hospital

Email: ruda310895@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4490-2922
Russian Federation, Moscow; Moscow

Grigory A. Kukovenko

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); S.P. Botkin Moscow City Clinical Hospital

Email: gkukovenko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6700-0222

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Pavel M. Elizarov

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); S.P. Botkin Moscow City Clinical Hospital

Email: elizarov_07@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0217-2434

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Aleksey V. Muzychenkov

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); S.P. Botkin Moscow City Clinical Hospital

Email: amuzychenkov@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-3933-672X

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Semen S. Alekseev

S.P. Botkin Moscow City Clinical Hospital

Email: semen.alekseev.92@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7599-7472

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Nikolay E. Erokhin

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); S.P. Botkin Moscow City Clinical Hospital

Email: nik_erokhin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0633-4357
Russian Federation, Moscow; Moscow

Konstantin G. Yakovlev

S.P. Botkin Moscow City Clinical Hospital

Email: konstantinyakovlev2503@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-8558-7643
Russian Federation, Moscow

References

  1. Annual report 2021 Norwegian National Advisory Unit on Arthroplasty and Hip Fractures. doi: 10.13140/RG.2.2.34266.26566.
  2. Swedish Arthroplasty Register Annual Report 2021. https://registercentrum.blob.core.windows.net/sar/r/SAR-Annual-Report-2021-SylIfiXi1s.pdf. doi: 10.18158/SyujK_qxc.
  3. The Danish Hip Arthroplasty Register (DHR), 2021 National Annual Report. Available from: URL: http://www.dhr.dk.
  4. Kapadia B.H., Berg R.A., Daley J.A., Fritz J., Bhave A., Mont M.A. Periprosthetic joint infection. Lancet. 2016;387(10016):386-394. doi: 10.1016/S0140-6736(14)61798-0.
  5. Rietbergen L., Kuiper J.W., Walgrave S., Hak L., Colen S. Quality of life after staged revision for infected total hip arthroplasty: a systematic review. Hip Int. 2016;26(4):311-318. doi: 10.5301/hipint.5000416.
  6. Hipfl C., Leopold V., Becker L., Pumberger M., Perka C., Hardt S. Two-stage revision for periprosthetic joint infection in cemented total hip arthroplasty: an increased risk for failure? Arch Orthop Trauma Surg. 2023;143(7):4481-4490. doi: 10.1007/s00402-022-04671-3.
  7. Natsuhara K.M., Shelton T.J., Meehan J.P., Lum Z.C. Mortality During Total Hip Periprosthetic Joint Infection. J Arthroplasty. 2019;34(7S):S337-S342. doi: 10.1016/j.arth.2018.12.024.
  8. Petis S.M., Abdel M.P., Perry K.I., Mabry T.M., Hanssen A.D., Berry D.J. Long-Term Results of a 2-Stage Exchange Protocol for Periprosthetic Joint Infection Following Total Hip Arthroplasty in 164 Hips. J Bone Joint Surg Am. 2019;101(1):74-84. doi: 10.2106/JBJS.17.01103.
  9. Li C., Renz N., Trampuz A. Management of Periprosthetic Joint Infection. Hip Pelvis. 2018;30(3):138-146. doi: 10.5371/hp.2018.30.3.138.
  10. Tsukayama D.T., Estrada R., Gustilo R.B. Infection after total hip arthroplasty. A study of the treatment of one hundred and six infections. J Bone Joint Surg Am. 1996;78(4):512-523. doi: 10.2106/00004623-199604000-00005.
  11. Papalini C., Pucci G., Cenci G., Mencacci A., Francisci D., Caraffa A. et al. Prosthetic joint infection diagnosis applying the three-level European Bone and Joint Infection Society (EBJIS) approach. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2022;41(5):771-778. doi: 10.1007/s10096-022-04410-x.
  12. Schwarz E.M., Parvizi J., Gehrke T., Aiyer A., Battenberg A., Brown S.A. et al. 2018 International Consensus Meeting on Musculoskeletal Infection: Research Priorities from the General Assembly Questions. J Orthop Res. 2019;37(5):997-1006. doi: 10.1002/jor.24293.
  13. Bozhkova S., Suardi V., Sharma H.K., Tsuchiya H., Del Sel H., Hafez M.A. et al. The W.A.I.O.T. Definition of Peri-Prosthetic Joint Infection: A Multi-center, Retrospective Validation Study. J Clin Med. 2020;9(6):1965. doi: 10.3390/jcm9061965.
  14. Tarabichi S., Goh G.S., Zanna L., Qadiri Q.S., Baker C.M., Gehrke T. et al. Time to Positivity of Cultures Obtained for Periprosthetic Joint Infection. J Bone Joint Surg Am. 2023;105(2):107-112. doi: 10.2106/JBJS.22.00766.
  15. Ahmed S.S., Begum F., Kayani B., Haddad F.S. Risk factors, diagnosis and management of prosthetic joint infection after total hip arthroplasty. Expert Rev Med Devices. 2019;16(12):1063-1070. doi: 10.1080/17434440.2019.1696673.
  16. Pannu T.S., Villa J.M., Higuera C.A. Diagnosis and management of infected arthroplasty. SICOT J. 2021;7:54. doi: 10.1051/sicotj/2021054.
  17. Renner L., Perka C., Trampuz A., Renz N. Treatment of periprosthetic infections. Chirurg. 2016;87(10):831-838. (In German). doi: 10.1007/s00104-016-0255-5.
  18. Li C., Renz N., Trampuz A., Ojeda-Thies C. Twenty common errors in the diagnosis and treatment of periprosthetic joint infection. Int Orthop. 2020;44(1): 3-14. doi: 10.1007/s00264-019-04426-7.
  19. Webb J.C., Gbejuade H., Lovering A., Spencer R. Characterisation of in vivo release of gentamicin from polymethyl methacrylate cement using a novel method. Int Orthop. 2013;37(10):2031-2036. doi: 10.1007/s00264-013-1914-5.
  20. Мурылев В., Куковенко Г., Елизаров П., Рукин Я., Цыгин Н. Перипротезная инфекция при эндопротезировании тазобедренного сустава. Врач. 2018;(3): 17-22. doi: 10.29296/25877305-2018-03-04. Murylev V., Kukovenko G., Elizarov P., Rukin Ya, Tsigin N. Periprosthetic infection during hip arthroplasty. Vrach. 2018;29(3):17-22. (In Russian). doi: 10.29296/25877305-2018-03-04.
  21. Girdlestone G.R. Arthrodesis and other operations for tuberculosis of the hip. In: Milford H., ed. The Robert Jones birthday volume. London: Oxford University Press; 1928. p. 347-74.
  22. Ibrahim M.S., Raja S., Khan M.A., Haddad F.S. A multidisciplinary team approach to two-stage revision for the infected hip replacement: a minimum five-year follow-up study. Bone Joint J. 2014;96-B(10):1312-1318. doi: 10.1302/0301-620X.96B10.32875.
  23. Goud A.L., Harlianto N.I., Ezzafzafi S., Veltman E.S., Bekkers J.E.J., van der Wal B.C.H. Reinfection rates after one- and two-stage revision surgery for hip and knee arthroplasty: a systematic review and meta-analysis. Arch Orthop Trauma Surg. 2023;143(2):829-838. doi: 10.1007/s00402-021-04190-7.
  24. Wang Q., Huang J., Chen X., Jin Y. Risk factors of reinfection after prosthesis removal and antibiotic bone cement spacer implantation for the treatment of periprosthetic joint infection. BMC Infect Dis. 2022;22(1):905. doi: 10.1186/s12879-022-07908-z.
  25. Parvizi J., Tan T.L., Goswami K., Higuera C., Della Valle C., Chen A.F. et al. The 2018 Definition of Periprosthetic Hip and Knee Infection: An Evidence-Based and Validated Criteria. J Arthroplasty. 2018;33(5): 1309-1314.e2. doi: 10.1016/j.arth.2018.02.078.
  26. Sukeik M., Haddad F.S. Two-stage procedure in the treatment of late chronic hip infections – spacer implantation. Int J Med Sci. 2009;6(5):253-257. doi: 10.7150/ijms.6.253.
  27. Parvizi J., Zmistowski B., Berbari E.F., Bauer T.W., Springer B.D., Della Valle C.J. et al. New definition for periprosthetic joint infection: from the Workgroup of the Musculoskeletal Infection Society. Clin Orthop Relat Res. 2011;469(11):2992-2994. doi: 10.1007/s11999-011-2102-9.
  28. Singh G., Deutloff N., Maertens N., Meyer H., Awiszus F., Feuerstein B. et al. Articulating polymethylmethacrylate (PMMA) spacers may have an immunomodulating effect on synovial tissue. Bone Joint J. 2016;98-B(8): 1062-1068. doi: 10.1302/0301-620X.98B8.36663.
  29. Newman J.M., George J., Klika A.K., Hatem S.F., Barsoum W.K., Trevor North W. et al. What is the Diagnostic Accuracy of Aspirations Performed on Hips With Antibiotic Cement Spacers? Clin Orthop Relat Res. 2017;475(1):204-211. doi: 10.1007/s11999-016-5093-8.
  30. Boelch S.P., Jordan M.C., Arnholdt J., Rudert M., Luedemann M., Steinert A.F. Loading with vancomycin does not decrease gentamicin elution in gentamicin premixed bone cement. J Mater Sci Mater Med. 2017;28(7):104. doi: 10.1007/s10856-017-5915-6.
  31. Hoell S., Moeller A., Gosheger G., Hardes J., Dieckmann R., Schulz D. Two-stage revision arthroplasty for periprosthetic joint infections: What is the value of cultures and white cell count in synovial fluid and CRP in serum before second stage reimplantation? Arch Orthop Trauma Surg. 2016;136(4):447-452. doi: 10.1007/s00402-015-2404-6.
  32. Mühlhofer H.M.L., Knebel C., Pohlig F., Feihl S., Harrasser N., Schauwecker J. et al. Synovial aspiration and serological testing in two-stage revision arthroplasty for prosthetic joint infection: evaluation before reconstruction with a mean follow-up of twenty seven months. Int Orthop. 2018;42(2):265-271. doi: 10.1007/s00264-017-3700-2.
  33. Boelch S.P., Weissenberger M., Spohn F., Rudert M., Luedemann M. Insufficient sensitivity of joint aspiration during the two-stage exchange of the hip with spacers. J Orthop Surg Res. 2018;13(1):7. doi: 10.1186/s13018-017-0703-z.
  34. Puetzler J., Schulze M., Gosheger G., Schwarze J., Moellenbeck B., Theil C. Is long time to reimplantation a risk factor for reinfection in two-stage revision for periprosthetic infection? A systematic review of the literature. Front Surg. 2023;10:1113006. doi: 10.3389/fsurg.2023.1113006.
  35. Vielgut I., Sadoghi P., Wolf M., Holzer L., Leithner A., Schwantzer G. et al. Two-stage revision of prosthetic hip joint infections using antibiotic-loaded cement spacers: When is the best time to perform the second stage? Int Orthop. 2015;39(9):1731-1736. doi: 10.1007/s00264-015-2751-5.
  36. Carender C.N., DeMik D.E., Otero J.E., Noiseux N.O., Brown T.S., Bedard N.A. What is the Clinical Utility of Synovial Alpha Defensin Testing of Antibiotic Spacers Before Reimplantation? J Arthroplasty. 2021;36(6): 2150-2157. doi: 10.1016/j.arth.2021.02.001.
  37. Kozaily E., Tan T.L., Yacovelli S., Anis H., Higuera C., Piuzzi N.S. et al. Interim Spacer Exchange for Treatment of Periprosthetic Joint Infection: Almost Half the Patients Subsequently Fail. J Arthroplasty. 2022;37(1): 150-155. doi: 10.1016/j.arth.2021.08.028.
  38. Божкова С.А., Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Борисов А.М., Мидаев А.И. Роль рутинного дооперационного обследования в выявлении перипротезной инфекции и ее рецидива при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2022;(5):68-74. doi: 10.17116/hirurgia202205168. Bozhkova S.A., Tikhilov R.M., Shubnyakov I.I., Borisov A.M., Midaev A.I. Routine preoperative examination for diagnosis of periprosthetic joint infection and its recurrence in revision hip arthroplasty. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2022;(5):68-74. (In Russian). doi: 10.17116/hirurgia202205168.
  39. Huguet S., Bernaus M., Gómez L., Cuchí E., Soriano A., Font-Vizcarra L. Role of joint aspiration before re-implantation in patients with a cement spacer in place. World J Orthop. 2022;13(6):615-621. doi: 10.5312/wjo.v13.i6.615.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig.1. Flowchart of the study

Download (43KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 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».