Preventivní opatření rozvoje hluboké sternální infekce po kardiochirurgických výkonech − přehled

Souhrn

Hluboká sternální infekce je obávanou komplikací kardiochirurgických výkonů se závažným dopadem na mortalitu, morbiditu a dlouhodobé přežívaní nemocných. Její incidence zůstává v posledních třech dekádách stacionární i přes zřetelný nárůst rozsahu kardiochirurgických výkonů a morbidity nemocných. V přehledové práci jsou shrnuty současné možnosti a doporučení prevence vzniku hluboké sternální infekce, které vycházejí z obecných preventivních opatření vzniku infekce v místě chirurgického vstupu a ze specifik kardiochirurgických výkonů prováděných ze střední sternotomie.

Klíčová slova:

sternální infekce – prevence – kardiochirurgie

Úvod

Hluboká sternální infekce (HSI) negativně ovlivňuje prognózu nemocných po srdečních operacích. I přes implementaci moderních léčebných strategií se její hospitalizační mortalita pohybuje mezi 5−19 % [1]. Důležitým aspektem péče o nemocné s HSI je i významný nárůst jejich morbidity a rizika pozdních komplikací, které zhoršují kvalitu života a dlouhodobé přežívaní [1]. Recentně udávaná incidence HSI se pohybuje ve vyspělých zemích mezi 0,3−3,2 % [1] a je jedním ze sledovaných ukazatelů kvality péče a hygienických standardů pracovišť. Za posledních 30 let se dramaticky změnila kohorta nemocných z pohledu věku, komorbiditní zátěže a komplexnosti kardiochirurgických výkonů, nicméně incidence HSI setrvala prakticky totožná [2]. Důvodem jsou především pokroky v perioperační péči a také v prevenci poruch hojení sternotomie. Právě shrnutí současných možností obecné a specifické prevence HSI je cílem této přehledové práce.

Obecná preventivní opatření

Antibiotická profylaxe účinně snižuje riziko sternálních infekcí [3]. Vzhledem k etiologické dominanci stafylokokových infekcí je doporučeno 24−48hodinové podávání betalaktamů, nejlépe první nebo druhé generace cefalosporinů (třída I, úroveň A) [3]. V případě alergie nebo intolerance betalaktamových antibiotik je doporučeno podání klindamycinu nebo vankomycinu (třída I, úroveň B), který by měl být zvažován i při kolonizaci nemocných MRSA kmeny (třída IIa, úroveň B) [3]. Primární profylaktické podávání glykopeptidů nevede k dalšímu snížení incidence sternálních infekcí ve srovnání se standardní profylaxí cefalosporiny ani v regionech s vysokou selekcí MRSA kmenů [4]. V jedné studii byla dokonce vyšší incidence HSI (3,7 vs. 1,3 %, p<0,05) po zahájení profylaxe primárně vankomycinem [5]. Na druhou stranu řada především severoamerických center standardně aplikuje vankomycin lokálně na sternální lamely ve formě pasty, a to buď samostatně, anebo v kombinaci s autologní plazmou bohatou na trombocyty (PRP), s poukazem na významný pokles výskytu HSI (0,83 vs. 0 %, p=0,005) [6]. Společně s těsnou kontrolou glykemie tak lze dosáhnout významného poklesu incidence HSI i u diabetické populace (3,3 vs. 0 %, p=0,004) [7]. Nicméně vliv lokálně aplikovaného vankomycinu na snížení incidence HSI nebyl recentně prokázán v robustní prospektivní analýze zahrnující výsledky 14 492 pacientů [8]. Předmětem kontroverze setrvává i lokální aplikace gentamicinu, který je uvolňován z kolagenové pěny aplikované mezi sternální lamely. Iniciálně bylo popsáno signifikantní snížení incidence nejen HSI (1,5 vs. 3,3 %, p<0,003), ale i PSI (3,7 vs. 9 %, p<0,001) [9]. Následné prospektivní randomizované studie a provedené metaanalýzy nepotvrdily efektivitu tohoto postupu [10,11]. I přes prokázanou vysokou koncentraci gentamicinu v ráně a jeho minimální systémovou absorpci zůstává problémem nízká primární citlivost CONS kmenů ke gentamicinu. Zastánci metody poukazují na nutnost aplikovat kolagenovou pěnu suchou, jelikož její namočení před aplikací vede k předčasnému uvolnění antibiotika [12]. Na druhou stranu byla prokázána významně vyšší incidence gentamicin-rezistentních patogenů (77,8 vs. 41,1 %; p<0,01) a pozdější prezentace sternálních infekcí (21 vs. 17 dnů, p<0,01) u nemocných po aplikaci kolagenové pěny s gentamicinem [13].

Dalším směrem obecné prevence sternálních infekcí jsou kožní a slizniční dekontaminace. Ve všeobecné chirurgii byl popsán po lokální aplikaci chlorhexidinu pozitivní vztah mezi snížením kožního stafylokokového osídlení a výskytem ranných infekčních komplikací [14]. I když zatím nejsou dostupná data potvrzující tyto závěry pro kardiochirurgické nemocné, předoperační použití chlorhexidinového mýdla se stalo společně se zastřiháváním kožního ochlupení pacientů součástí protokolů účinně snižujících incidenci HSI (třída IIa, úroveň B) [3]. Pětidenní lokální aplikace mupirocinu z více než 90 % eradikuje slizniční stafylokokové osídlení. Jeho intranazální předoperační aplikace vedla ke snížení incidence HSI z 2,7 na 0,9 % (p<0,01). I když pozdější randomizované studie jeho účinnost na snížení incidence HSI jednoznačně nepotvrdily (0,8 vs. 0,8 %, NS) [15,16], zůstává předoperační intranazální aplikace mupirocinu součástí doporučení v případě průkazu nosičství SA (třída I, úroveň B) [3]. Prospektivní zaslepená multicentrická studie rovněž nepotvrdila účinnost předoperační vakcinace antistafylokokovou vakcínou V710. Přes průkazný nárůst titrů protilátek nedošlo k ovlivnění incidence HSI (3,2 vs. 2,6 %, NS). Navíc byla zaznamenána vyšší incidence závažných komplikací (MOF) ve skupině očkovaných nemocných (0,9 vs. 0,5 %, p=0,04) [17].

Správná a pečlivá technika provedení STM a jejího uzávěru je zásadní pro ovlivnění incidence sternálních infekcí. Použití kostního vosku je věčně diskutované téma, recentní práce nepotvrzují jeho negativní vliv na hojení sterna při střídmém použití [18,19]. Na druhou stranu se ukazuje, že jednoduchá a především laciná opatření účinně snižují riziko HSI. Patří mezi ně korektní dezinfekce rukou, výměna chirurgických rukavic po provedení STM, omezení počtu a pohybu personálu na operačním sále a rovněž i převazování operačních ran až po 48–72 hodinách od výkonu [18,20].

Inzulin dependentní DM je nezávislým prediktorem rozvoje HSI, navíc přítomnost obezity u diabetiků zdvojnásobuje toto riziko [1,21]. Redukce hmotnosti před kardiochirurgickým výkonem je téměř nesplnitelným požadavkem na současnou populaci, podobně i dlouhodobá optimální kompenzace DM. Perioperační kontrola glykemie kontinuální aplikací inzulinu s cílovou hodnotou glykemie v rozmezí 150−200 mg/dl(8−11 mmol/l) snižuje významně incidenci HSI u diabetiků (2,4 vs. 1,5 %, p<0,02) ve srovnání s intermitentní subkutánní aplikací inzulinu [22]. Obdobné výsledky byly publikovány i jinými skupinami, nicméně protokoly velmi těsné kontroly glykemie s cílovou hladinou mezi 100−150 mg/dl (6−8 mmol/l) již nepřinesly významnější pokles incidence HSI. Naopak při poklesu glykemie pod 100 mg/dl (6 mmol/l) byla zaznamenána vyšší incidence CMP a úmrtí [23]. Recentně je doporučeno udržení perioperačních cílových hodnot glykemie mezi 150−180 mg/dl (8,3−10 mmol/l) u všech nemocných podstupujících kardiochirurgický výkon (třída 1, úroveň B) z důvodu snížení rizika HSI [3,21].

Specifická preventivní opatření

Technika odběru ITA má nepochybně vliv na incidenci sternálních infekcí, zejména při použití BITA k revaskularizaci myokardu [24]. Skeletizovaný odběr BITA významně snižuje riziko HSI, a to jak v populaci nediabetiků (2,96 vs. 11,7 %, p<0,01), tak i diabetiků (2,4 vs. 14,2 %, p=0,01) ve srovnání s pediklovaným odběrem [25]. Rovněž se ukazuje, že těsná perioperační kontrola glykemie v prvních 72 hodinách od výkonu (132,9±44,1 vs. 197,8±78,6 mg/dl, p<0,0001) pozitivně ovlivňuje incidenci HSI (1,1 vs. 7,1 %, p=0,031) i v případě při skeletizovaném odběru BITA [26]. Recentní práce naznačují delší dlouhodobé přežívaní i u diabetiků závislých na inzulinu při použití BITA k revaskularizaci povodí levé koronární arterie [27]. Nicméně přítomnost dalších rizikových faktorů zahrnujících obezitu, CHOPN a ženské pohlaví vyžaduje velmi pečlivé zvážení BITA odběru u diabetiků [24]. Obézní diabetičky mají 10x vyšší incidenci HSI po odběru obou ITA (21,4 vs. 2,0 %) ve srovnání s obézními muži-diabetiky [28]. V současných doporučeních je skeletizace ITA doporučena u diabetiků a při BITA odběru (třída I, úroveň B) [3,21]. Recentně publikované studie poukázaly na významně nižší koncentraci cefazolinu v měkkých tkáních a ve spongióze sternální lamely i po skeletizovaném odběru ITA ve srovnání s ponechanou ITA in situ (13,1±5,8 vs. 24,1±4,7 μg/ml, p=0,005). Díky tomu bylo zapotřebí zdvojnásobit iniciální profylakticky podanou dávku cefazolinu (4 g) k dosažení jeho účinné koncentrace (>90 % MIC) proti kmenům SA [29]. Podobně byl popsán i pokles sternální mikrocirkulace pomocí laserové flowmetrie po skeletizovaném odběru ITA (2,71±1,49 vs. 2,43±1,01 ml/100 g, p<0,05) [30]. Je tedy zřejmé, že i skeletizovaný odběr ITA negativně ovlivňuje perfuzi sterna.

Stabilita osteosyntézy hrudní kosti je zásadním faktorem úspěšného zhojení sternotomie. Osteoporóza sterna, zlomeniny sternálních lamel nebo jejich asymetrie zvyšují riziko sternální nestability, stejně tak i prudký nárůst střihových sil při kašli nebo při asymetrickém zatížení hrudního koše. Pro rizikové nemocné bylo navrženo několik modifikací klasické drátěné cekláže zahrnující použití silnějších nebo dvojitých drátů [31]. Již prosté zvýšení celkového počtu drátěných kliček o 2 kličky vede k signifikantnímu poklesu incidence HSI (0,4 vs. 4,2 %, p=0,001) [32]. Parasternální vazba dle Robicseka, respektive její modifikace (Sharma) má sporný přínos na snížení incidence HSI. Velká multicentrická prospektivní randomizovaná studie (440 vs. 375 pacientů) nepotvrdila její pozitivní vliv ve srovnání s klasickou transsternální vazbou (2,7 vs. 2,5 %, NS) [33]. Naděje byly vkládány do termoaktivních nitinolových klipů určených k zevní parasternální fixaci (Flexigrip™, Praesidia SRL, Itálie). Iniciální studie prokázala jejich pozitivní vliv na snížení incidence mechanické dehiscence (2,8 vs. 0,2 %, p=0,002), nicméně nebyl zaznamenán vliv na incidenci HSI ve srovnání klasickou drátěnou cerkláží (1,2 % vs. 2,4 %, NS) [34]. Recentní práce rovněž nepotvrdily efektivitu termoklipů v prevenci HSI ani u rizikových nemocných ve srovnání s drátěnou cerkláží (3 vs. 1,1 %, NS) [35]. Další možností parasternální fixace je použití svorníků (Sternal Talon™, KLS Martin Group, USA) anebo kovových (Sternumband™, Ethicon, USA) či polyeterketonových pásků (SternalZipFix™, Synthes-Johnson&Johnson, Švýcarsko), které jsou aplikovány většinou v kombinaci s drátěnými kličkami. Pilotní studie srovnávající SternalTalon™ s drátěnou cerkláží prokázala pouze nesignifikantní rozdíly ve sledovaném spirometrickém parametru FEV1 (67± 2 vs. 58± 4 %, NS), v délce UPV (0,5 vs. 1 den, NS) a v celkové délce hospitalizace (4,5±3,2 vs. 5,3± 4,0 dne, NS) [36]. Na druhou stranu byl ve velké retrospektivní studii (300 vs. 321 pacientů) prokázán signifikantní pokles incidence HSI při použití kovových pásků ve srovnání s klasickou drátěnou cerkláží (1,6 vs. 3,7 %, p=0,02) [37]. Recentně byla publikována retrospektivní studie (309 vs. 300 pacientů) prokazující účinnost i nově zaváděných polyeterketonových pásků na snížení výskytu HSI (0 vs. 2,6 %, p=0,008) [38]. Validní zhodnocení účinnosti nových systémů určených k uzávěru sterna u rizikových nemocných přinesou až výsledky probíhajících prospektivních randomizovaných studií. Další cestou zvýšení sternální stability je použití stabilní dlahové osteosyntézy (OS). Dlahy lze fixovat buď do hrudní kosti (SternalLock system™, Biomet Microfixation Inc., USA), nebo je možné využít tvarovatelné titanové dlahy určené k fixaci do hrudní kosti a žeber (Titanium Sternal Fixation system™, Synthes-Johnson&Johnson, Švýcarsko). Pětiletá zkušenost s použitím SternalLock™ systému u nemocných ve vysokém riziku HSI (>3 rizikové faktory), ukázala významné snížení 30denní incidence sternálních infekcí (0 vs. 12 %, p<0,06) a zkrácení délky hospitalizace (7 vs. 8 dnů, p=0,02) ve srovnání s použitím cerkláže [39]. V pravděpodobně největším publikovaném souboru rizikových nemocných (>3 rizikové faktory HSI) zahrnujícím celkem 750 pacientů, kteří podstoupili primární dlahovou OS hrudní kosti tvarovatelnými titanovými dlahami, byl prokázán 0,5% výskyt HSI a 2,4% incidence mechanické dehiscence sternotomie [40]. Použití dlah vedlo i k vyšší pravděpodobnosti dosažení kompletního kostního zhojení ve srovnání s použitím drátěné cerkláže (70 vs. 24 %, p=0,003) [41]. K primární dlahové OS jsou indikováni nemocní ve vysokém riziku vzniku HSI (>2−3 rizikové faktory HSI), dále pacienti s peroperačně vzniklými frakturami anebo asymetriemi sternálních lamel, které neumožňují spolehlivé provedení drátěné cerkláže [39,40].

Jinou cestou ovlivnění sternální stability je použití zevních podpůrných pásů a vest. Cílem je zevní dynamická stabilizace hrudníku omezující vzestup především střihových sil při mobilizaci a kašli. Prospektivní randomizovaná studie zahrnující celkem 2539 nemocných (1351 vs. 188) prokázala signifikantní pokles incidence HSI při použití vesty Postthorax (Posthorax support vest™, Posthorax Inc., USA) (1,04 vs. 2,27 %, p<0,01) [42]. Klinická praxe však ukazuje neoptimální spolupráci ze strany nemocných, kdy zcela správně ji bylo schopno použít pouze 202 nemocných. Důvodem je pravděpodobně rigidita fixace, která není nemocnými vždy tolerována. Recentně publikovaná metaanalýza 6 prospektivních studií prokázala snížení incidence HSI při použití zevních podpůrných systémů a vyšší účinnost rigidních fixací před elastickými. Ve dvou studiích bylo prokázáno i zkrácení doby hospitalizace [43].

Odlišnou filozofií je preventivní použití podtlakové léčby aplikované na primárně uzavřenou ránu. Komerčně je dostupný jednorázový aplikační set, který je spojen s bateriově poháněným generátorem podtlaku a 45ml rezervoárem (Prevena® Incision Management System, KCI, USA). Řízená aplikace podtlaku (-125 mmHg) zvyšuje prokrvení rány, redukuje tkáňový otok a stimuluje fibroblastickou aktivitu ve sternotomické ráně [44]. Prospektivní nerandomizovaná studie (75 vs. 75 nemocných) prokázala u nemocných s BMI>30 kg/m

² signifikantní pokles incidence sternálních infekcí (4 vs. 16 %, p=0,02) a významně nižší zastoupení G+ patogenů (1,3 vs. 13,3 %, p=0,009) ve skupině podtlakové léčby [45]. V současné době je dokončována prospektivní multicentrická studie zaměřená na účinnost lokálního podtlaku v prevenci HSI u nemocných ve vysokém riziku, jejíž výsledky budou k dispozici začátkem roku 2018.

Závěr

Preventivní opatření rozvoje HSI vycházejí z obecně platných postupů prevence infekce chirurgického vstupu, navíc zahrnují i specifická opatření postulující se ze znalosti rizikových faktorů poruch hojení sternotomie. V recentně publikovaném konsenzu expertů Evropské společnosti srdeční a hrudní chirurgie (EACTS) byla definována první doporučení prevence HSI ve světle EBM, která reflektují medicínskou a ekonomickou závažnost této komplikace (Tab. 1). Většina kardiochirurgických pracovišť si vytvořila portfolia opatření pro nemocné ve vysokém riziku rozvoje HSI, a to i přes citelný vzestup nákladů na jejich péči. Názory na účinnost jednotlivých opatření se budou vyvíjet. Dnes je už zřejmé, že cesta ke snížení incidence HSI vede právě přes implementaci jednotného protokolu prevence HSI, který bude závazný pro celé pracoviště. Dlouhodobé sledování vývoje incidence HSI a epidemiologické situace pracoviště jsou nedílnou součástí tohoto protokolu.

Seznam zkratek

ATB − antibiotikum

ATI − Arteria thoracica interna

BITA − obě ATI (Bilateral Internal Thoracic Arteries)

BMI − Body mass index

CABG − aortokoronární bypass

DM − diabetes mellitus

EBM − medicína založená na důkazech (Evidence based medicine)

HbA1 − glykovaný hemoglobin

HSI − hluboká sternální infekce

CONS − koaguláza negativní staphylococcus

CHOPN − chronická obstrukční plicní nemoc

MOF − multiorgánové selhání (Multiple Organ Failure)

MRSA − methicilin-rezistentní staphylococcus aureus

NS − statisticky nesignifikantní rozdíl

OS − osteosyntéza

PRP − autologní plazma bohatá na trombocyty (Platelet Rich Plasma)

PSI − povrchová sternální infekce

SA − Staphylococcus aureus

STM − střední podélná sternotomie

UPV − umělá plicní ventilace

Práce byla podpořena programem institucionální podpory MZ ČR č. 1 RVO-FNOL2018.

Konflikt zájmů

Autoři článku prohlašují, že nejsou v souvislosti se vznikem tohoto článku ve střetu zájmů a že tento článek nebyl publikován v žádném jiném časopise.

MUDr. Martin Šimek, Ph.D.

Kardiochirurgická klinika FN a UP v Olomouci

779 00 Olomouc

e-mail: martin.simek@fnol.cz