Kombinace techniky dle Masqueleta s přenosem volného fasciokutánního laloku v terapii komplexního septického pakloubu tibie: předběžné výsledky, přehled literatury

Úvod:
Infikovaný pakloub je vážnou komplikací osteosyntézy zlomenin. Typickým příkladem je septický pakloub distální tibie jako komplikace osteosyntézy nejen zlomenin pilonu, ale i extraartikulárních zlomenin distální tibie. Přes pokroky v diagnostice, operační a antibiotické terapii jsou konečný výsledek a funkce špatně předvídatelné. Operační metody, timing a typ operační strategie u septického pakloubu tibie se mezi jednotlivými autory liší. Pro všechny metody společnou a obávanou komplikací v terapii septického pakloubu je rekurence infektu a absence kostního hojení. Další specifické komplikace jsou pak závislé na použité metodě.

Cíl:
Cílem práce je retrospektivní zhodnocení výsledků terapie komplexního septického pakloubu tibie za pět let ošetřených technikou dle Masqueleta v kombinaci s přenosem volného fasciokutánního laloku. Součástí práce je i přehled literatury a srovnání výsledků s literaturou.

Metodika:
V letech 2012 až 2016 bylo z celkového počtu sedmi pacientů (jeden pacient zemřel v průběhu sledování na kardiovaskulární komplikace) autory zhodnoceno celkem šest pacientů s komplexním septickým pakloubem tibie ošetřených technikou dle Masqueleta v kombinaci se současným přenosem volného fasciokutánního laloku. Jako „komplexní“ pseudoartróza byla označena pseudoartróza s defektem skeletu, kde byl předpoklad, že bez další intervence nedojde ke zhojení defektu a současně s defektem měkkých tkání s nutnou intervencí plastickým chirurgem. Autor článku ošetřoval skelet všech pacientů v rámci fázového protokolu. Základem terapie je dvoufázový protokol. Doba sledování se pohybovala od 18 do 60 měsíců. V první fázi byla použita kromě extrakce osteosyntetického materiálu a radikálního debriementu tzv. technika indukované membrány dle Masqueleta s cementovým spacerem v kombinaci s volným fasciokutánním lalokem při řešení defektu měkkých tkání. Cementový spacer byl současně využit jako nosič antibiotik. Ke stabilizaci skeletu byl použit v této fázi zpravidla zevní fixátor. V druhé fázi po sanaci původní infekční komplikace je po částečném odklopení laloku cementový spacer odstraněn, aplikována spongioplastika a provedena stabilní osteosyntéza. Výsledek metody byl zhodnocen na základě absence infektu, kostní konsolidace a schopnosti zátěže.

Výsledky:
U všech šesti pacientů v rámci použité techniky indukované membrány, která byla součástí dvoufázového protokolu, bylo dosaženo konsolidace skeletu a zhojení měkkých tkání bez známek rekurence infektu. Plnou konsolidaci skeletu bylo u většiny pacientů možné prokázat po 18 měsících, pouze jeden pacient se zhojil do šesti měsíců. Doba sledování se pohybovala v rozmezí 18 až 60 měsíců. Pět pacientů zatěžovalo po zhojení plně, jeden pacient částečně. Patogen se podařilo konvenčními mikrobiologickými metodami prokázat u všech pacientů, u dvou pacientů se jednalo o smíšenou flóru.

Závěr:
Fázový protokol s Masquelet technikou v kombinaci s volným fasciokutánním lalokem je v terapii komplexních septických pakloubů tibie s defektem skeletu do velikosti pěti centimetrů metodou bezpečnou s vysokým stupněm kostního zhojení bez rekurence infektu.

Klíčová slova:
Distální tibie, septický pakloub, kostní defekt, fázový protokol, diamond koncept, kontrola infekce, technika dle Masqueleta, cementový spacer, kostní štěp.

Úvod

Vznik a vývoj infikovaného pakloubu představuje významný funkční limit a riziko pro vývoj dalších lokálních a systémových komplikací, výrazně ovlivňuje délku pracovní neschopnosti a zvyšuje finanční náklady na léčbu. Rizikové faktory pro vznik infikované pseudoartrózy zahrnují rizikové faktory na straně pacienta, charakter vlastního úrazu a technické aspekty vlastní osteosyntézy. Bez ohledu na klasifikační systém pakloubů přítomnost infekční komplikace rozhoduje o další terapeutické strategii a následných intervencích. Kromě známých rizikových lokálních a systémových faktorů aktuálně neexistují kompletní data a studie určující některý z biomarkerů jako prediktor pro vznik pseudoartrózy [33].

V definici pakloubu, respektive septického pakloubu jako podskupiny, není přesný konsenzus [4]. Jednou z definic septické pseudortrózy je absence kostního hojení v době delší jak šest až osm měsíců a současná přítomnost patogenu [39]. Pragmatická definice pakloubu vychází z přítomnosti symptomatické zlomeniny, která není zhojená a kde bez další intervence není perspektiva jejího zhojení [3]. Užitečné klasifikační schéma dle Jaina z roku 2005 dělí infekční pseudoartrózy na pseudoartrózy s aktivní či neaktivní infekcí, bez nebo s kostním defektem alespoň čtyři centimetry s nebo bez selhání implantátu [18]. Kompletní vyšetření každé infikované pseudoartrózy pak zahrnuje celkový stav pacienta a jeho komorbidity, lokalizaci pakloubu, zejména ve vztahu ke kloubu, a lokální nález, tj. kvalitu cévního zásobení a stav měkkých tkání, zvláště s ohledem na přítomnost píštěle nebo defektu měkkých tkání. Podle našeho názoru, každá pseudoartróza musí být suspektní z možné infekční komplikace (např. v podobě mitigovaného infektu), zvláště pak ve spojení s nestabilní osteosyntézou.

Vlastní operační strategie u septického pakloubu zahrnuje jedno- [42] nebo dvou- [36] a vícefázové protokoly, v rámci kterých se uplatňují různé metody a jejich kombinace [13]. Bez ohledu na protokol je zásadní radikální debridement a lokální aplikace antibiotika na vhodném nosiči. Základním konceptem pro terapii narušeného kostního hojení je triangulární koncept, kdy obnova kostního hojení a regenerace kosti zahrnuje aplikaci růstových faktorů, nosiče v rámci osteokondukce a mezenchymální krevní buňky (tzv. diamond concept podle Giannoudise, 2007) [11]. Defekt skeletu je zpravidla řešen autologní spongioplastikou, eventuálně v kombinaci se syntetickými kostními substituenty (kalciumsulfát, beta-trikalciumfosfát). Další možností je vaskularizovaný fibulární štěp. Etablované metody zevní fixace ve smyslu distrakční osteogeneze a segmentárního transportu se uplatňují především k řešení rozsáhlejších defektů. V jednotlivých krocích a fázích nachází své uplatnění i Reamer/Irrigator/Aspirator systém (RIA) [26], metoda indukované membrány s použitím cementu mj. i jako nosiče antibiotik [28] a mikrochirurgické přenosy volných laloků svalových a fasciokutánních, případně s použitím laloků transpozičních.

Materiál, metodika

V časovém období pěti let, od roku 2012 do roku 2016, jsme měli možnost zhodnotit celkem šest pacientů s komplexním septickým pakloubem tibie. Jako komplexní septický pakloub byla označena pseudoartróza s defektem skeletu a současně defektem měkkých tkání s nutnou intervencí plastickým chirurgem. V našem souboru byl septický pakloub lokalizován u jednoho pacienta v oblasti diafýzy tibie, u čtyř pacientů v distální metadiafýze tibie a u jednoho pacienta se jednalo oblast metaepifýzy po původním ošetření zlomeniny pilonu. Jeden z původních sedmi pacientů zemřel na kardiovaskulární komplikace nesouvisející s léčbou pakloubu. Všichni pacienti byli v rámci septické komplikace ošetřeni autorem práce, a to v rámci fázového protokolu. Součástí první fáze ošetření byla kromě radikálního debridementu aplikace cementového spaceru s antibiotikem v rámci tzv. metody indukované membrány. Současně je v této fázi proveden přenos volného fasciokutánního laloku ke krytí defektu měkkých tkání ve spolupráci s plastickým chirurgem (obr. 1).

U pěti pacientů byla v první fázi provedena revize pseudoartrózy spolu s odběrem vzorků na kultivační vyšetření, byl odstraněn osteosyntetický materiál, provedeno radikální debridement včetně použití pulzní laváže, byl aplikován cementový spacer s antibiotikem a takto vzniklá situace stabilizována u tří pacientů zevním fixátorem, u dvou pacientů se septickým pakloubem byl primárně skelet stabilizován cementovým hřebem s antibiotikem v kombinaci s cementovým spacerem v místě defektu (obr. 2).

U jednoho pacienta byl primárně ponechán původní intramedulární osteosyntetický materiál in situ pro peroperační nález mitigovaného infektu v situaci stabilní osteosyntézy. Ponechání původního osteosyntetického materiálu však samozřejmě nelze paušálně doporučit. S odstupem šesti týdnů byl v rámci druhé fáze částečně odklopen přihojený fasciokutánní lalok, extrahován cementový spacer šetrně tak, aby nebyla porušena přítomná indukovaná membrána a byla provedena stabilní osteosyntéza spolu se spongioplastikou. U tří pacientů byla k zajištění dostatečné stability použita technika „double plating“ s použitím dvou 3,5 zamykacích dlah pro distální tibii. Pro přítomnost defektu v blízkosti hlezenného kloubu a nemožnost provedení stabilní dlahové osteosyntézy pro velmi malý periferní fragment a v situaci pokročilé poúrazové artrózy hlezenného kloubu byla u jednoho pacienta provedena déza hlezna šrouby. I v rámci druhé fáze protokolu byl odebrán vzorek na kultivaci, v našem souboru vždy negativní. Součástí fázového protokolu je systémová antibiotická terapie, nevyjímaje použití antibiotika s antibiofilmovou aktivitou (rifampicin v kombinaci, popřípadě ciprofloxacin) v návaznosti na druhou fázi ošetření k ochraně definitivní osteosyntézy. Odpovídající antibiotická terapie byla vždy konzultována s antibiotickým centrem. Perioperační průkaz patogena probíhal konvenčními mikrobiologickými metodami, a to odběrem alespoň tří vzorků na kultivaci a citlivost, případně histologické vyšetření. Odstraněný osteosyntetický materiál byl odeslán na sonikaci, která zvyšuje senzitivitu mikrobiologického vyšetření.

Výsledky

U všech šesti pacientů s komplexním septickým pakloubem tibie ošetřených v rámci fázového protokolu s použitím kombinace Masquelet techniky a volného fasciokutánního laloku bylo možné prokázat kompletní kostní konsolidaci, bez rekurence infektu či jiné komplikace. Plné zátěže bylo schopno pět pacientů, jeden pacient pak zátěže částečné. Plnou konsolidaci skeletu bylo možné u většiny pacientů radiologicky prokázat až s delším časovým odstupem, a to 1,5 roku od provedení spongioplastiky a stabilní osteosyntézy, jeden pacient se zhojil do šesti měsíců (obr. 3).

V rámci debridementu v první fázi ošetření vznikl kostní defekt velikosti v průměru 3,5 cm (2-4 cm). Patogen se podařilo izolovat u všech pacientů, ve dvou případech se jednalo o smíšenou flóru.

Diskuze

Rekurence infektu a nedostatečné kostní hojení jsou dvě hlavní komplikace v rámci operační terapie septických pakloubů tibie [10, 41]. Hlavními příčinami je zejména nedostatečné chirurgické debridement, ponechání původního osteosyntetického materiálu, nesprávný výběr a nesprávné použití antibiotik, nevhodný timing a nesprávná technika rekonstrukce skeletu. Timing a typ rekonstrukce defektu skeletu se mezi jednotlivými autory liší [31]. V roce 1999 připisuje Costerton et al. [8] perzistenci chronického infektu přítomnosti biofilmu.

Základem operační terapie septické pseudoartrózy je eradikace infektu, který je příčinou suprese kostního hojení. Děje se tak v rámci jedno- nebo dvou- a vícefázových protokolů. Metaanalýza Struijse et al. [39] shrnuje výsledky jednofázové a dvoufázové strategie v terapii infikovaných pakloubů dlouhých kostí. Metody se mezi jednotlivými autory liší, v obou skupinách je dosaženo podobného procenta zhojení defektu (70–100 %) a rekurence infektu (0–60 %). Pokud je hodnocena pouze skupina studií s radikálním debridementem, lokální antibiotickou terapií a sekundární fixací (čtyři studie, 185 pacientů), procento zhojení se pohybuje v rozmezí od 93 do 100 %, procentuální zastoupení infektu pak jen mezi 0 až 18 %! Tuto strategii používáme i na našem pracovišti.

V rámci jednofázové operační strategie Wu [42] referuje 25 pacientů s infikovaným pakloubem po osteosyntéze zlomenin distální tibie dlahou. Součástí protokolu byla extrakce kovového materiálu, debridement, spongioplastika s aplikací lokálních antibiotik a stabilizací skeletu kruhovým zevním fixátorem podle Ilizarova. Uvádí zhojení ve 100 %. Obdobně postupuje Blum et al. [6]. Maini et al. [23] v jednofázovém protokolu navazuje na radikální debridement aplikací zevního fixátoru s principem distrakční osteogeneze či segmenttransportu. Další autoři řeší komplexní situace v rámci dvoufázového protokolu.

Součástí fázového protokolu (jednoho či dvoufázového) je kromě radikálního debridementu s odstraněním infikované a avitální části skeletu a aplikace lokálních antibiotik i zajištění dostatečného a kvalitního krytí defektu měkkých tkání lalokem a fixace ke stabilizaci skeletu a měkkých tkání. K tomu slouží několik základních metod a principů, případně jejich kombinace:

1. Metody zevní fixace založené čistě na principu distrakční osteogeneze s kompresí/distrakcí nebo segmentárním transportem [6, 35].
2. Volný přenos tkáně a vnitřní fixace, např. vaskularizovaná fibula [2] nebo laloková plastika v kombinaci s technikou indukované memrány a vnitřní fixací [36].
3. Rekonstrukce in situ: kombinace vnitřní osteosyntézy – dlahy či hřebu spolu se spongioplastikou, zpravidla s využitím konceptu indukované membrány [12] nebo s lokálním přenosem fibuly mikrovaskulární technikou [16] nebo jako štěpu nevaskulárního. Se segmentárním transportem, případně s mikrochirurgickým přenosem kostního štěpu nemáme vlastní zkušenosti. Rovněž jsme nepoužili nevaskularizovaný strukturální štěp.

Ošetření defektu měkkých tkání přenosem volného laloku svalového či fasciokutánního mikrochirurgickou technikou je hlavní výhodou v terapii infikované septické pseudoartrózy s píštělí a okolní avitální tkání. Výsledné zvýšení lokálního cévního zásobení je důležité pro zlepšení dostupnosti antibiotika a pro kostní hojení. Z našeho souboru pacientů vyplývá, že výsledného efektu může být dosaženo použitím i volného fasciokutánního laloku, nejen laloku svalového. Z literatury je zjevná preference svalových laloků [14, 31]. Podle Wagelse et al. [40] se výsledky při použití svalových versus fasciokutánních laloků signifikantně neliší.

U septického pakloubu distální tibie preferujeme, stejně jako mnozí jiní autoři, dvoufázový protokol [29]. První fáze zahrnuje eradikaci infektu s odstraněním kovového materiálu a radikálním debridementem s odstraněním avitálních tkání až do tkáně zdravé, bodově krvácející („paprica sign“) a následně se zajištěním kvalitního krytí měkkými tkáněmi - při defektu měkkých tkání a přítomnosti fistuly zpravidla po lokálním ošetření přenosem volného laloku mikrochirurgickou technikou. Součástí této fáze je dále aplikace cementového spaceru s antibiotikem a dočasná stabilizace skeletu zevním fixátorem [23]. Fixaci i v této fázi je důležité provést v anatomicky správném postavení. V případě použití tzv. kompozitních štěpů je možný pouze jednofázový výkon. Např. Yazar et al. [43] uvádí kostní zhojení až v 96,7 % v průměru za 6,9 měsíců s rekurencí infektu pooperačně v 7,9 %. Modifikovaná Masquelet technika s použitím kalcium sulfátu s antibiotikem a postupnou přestavbou bez další intervence umožňuje rovněž pouze jednofázový výkon [19]. Techniku kombinující indukovanou membránu se spongiozním autologním štěpem poprvé popsal Maquelet v roce 1986 [24, 27], a to u extenzivních diafyzárních defektů v délce až 25 cm. I další autoři potvrzují, že i defekty větší jak kritická hranice, za kterou je považována velikost defektu do pěti centimetrů, lze zhojit touto technikou bez použití segmentárního transportu či vaskularizovaného štěpu [20, 37]. Aplikovaný cementový spacer má dvojí účinek – mechanický a biologický. V rámci mechanického účinku cement vyplňuje defekt a brání vrůstání fibrózní tkáně a vytváří prostor pro budoucí spongioplastiku. Pro větší stabilitu v kombinaci se zevním fixátorem je možné podle některých doporučení zavést cement i částečně do dřeňové dutiny a rovněž lehce v přebytku přes okraje kortiky obou hlavních fragmentů, mj. k zajištění dostatečného prostoru pro budoucí spongioplastiku a osteosyntézu [12]. Účinek biologický spočívá ve stimulaci procesu, při kterém se vytváří biologická membrána. Vlastnosti indukované membrány se využívají v druhé fázi rekonstrukce za šest až osm týdnů od aplikace cementového spaceru. Membrána se podílí svými vlastnostmi na revaskularizaci a remodelingu štěpu, brání jeho resorpci. Je prokázáno, že vaskularizovaná memrána obsahuje celou řadu faktorů. V indukované membráně dochází k expresi např. endoteliálního růstového faktoru, interleukinu 6, BMP-2 a kolagenu typ-1 (=faktory stimulující angiogenezi a kostní formaci). Vrchol tvorby některých z těchto faktorů je cca za čtyři týdny od implantace cementového spaceru [1]. Dále jsou v membráně přítomny osteoklasty a jejich prekurzory, usnadňující osteointegraci a remodelaci autologních kortikospongiozních štěpů [15]. Formovaná membrána brání rovněž resorpci aplikovaného štěpu [26]. Řada dalších, spíše menších, retrospektivních studií potvrzuje efekt Masquelet techniky [20].

Druhá fáze, následující za cca šest týdnů od aplikace cementového spaceru, zahrnuje kromě jeho extrakce i second look s odstraněním dalších avitálních tkání. Předpokladem druhé fáze, zahrnující spolu s odstraněním spaceru spongioplastiku a osteosyntézu po částečném odklopení laloku, je absence lokálních a celkových klinických známek infektu, normalizace zánětlivých parametrů. Při podezření na perzistenci infekční komplikace lze v těchto případech doporučit extrakci stávajícího spaceru a zopakovat celou fázi s aplikací nového cementového spaceru s antibiotikem. Lokální antibiotický účinek spaceru je po šesti týdnech již prakticky nulový. Jsou opět odebrány aktuální kultivační vzorky. Při extrakci cementového spaceru v druhé fázi je nutné maximálně šetřit indukovanou membránu, zrevidovat dřeňovou dutinu. V této fázi s ohledem na přítomnost indukované membrány nedoporučujeme na rozdíl od fáze první použití pulzní laváže.

Autologní spongioplastika k výplni defektu odebraná z lopaty kosti kyčelní je pro své vlastnosti nadále považována za zlatý standard [22]. Prozatím je nedostatek studií srovnávajících jednotlivé nové koncepty s autologním štěpem. Nejvíce se svými vlastnostmi k autologní spongióze blíží trikalciumfosfát [22]. Pokud je nutné odebrat větší množství materiálu s ohledem k velikosti defektu, případně jsou možnosti odběru spongiózy z typických míst vyčerpané, je možné získat materiál Reamer/Irrigator/Aspirator^® (RIA) systémem. Při metodě RIA získáváme další materiál odběrovou frézou z oblasti velkého trochanteru. Materiál odebraný metodou RIA obsahuje zvýšené množství kmenových buněk a růstových faktorů a terapie kostních defektů je jednou z elektivních indikací pro RIA. Výhodná se zdá právě kombinace s indukovanou membránou, kdy membrána zabraňuje průniku materiálu odebraného metodou RIA do okolních měkkých tkání a usnadňuje revaskularizaci, brání resorpci štěpu [26]. Lze doporučit kombinovat materiál odebraný metodou RIA s více strukturálním štěpem, včetně umělých kostních substituentů. Masquelet [28] doporučuje při potřebném větším množství materiálu smíchání autologní spongiózy s demineralizovanou kostní matrix v poměru 1:3.

Jednou z komplikací při výplni defektu autologní spongiózní kosti je resorpce štěpu. Resorpce štěpu je popisována při konvenčních způsobech aplikace spongiózy i při dobré vaskularizaci příjmového místa [17]. Odložená spongioplastika podle některých autorů snižuje riziko resorpce štěpu [30]. Důvodem postupné resorpce provedené spongioplastiky může být kromě nedostatečné vaskularizace a absence indukované membrány nedostatečného množství spongiózy, perzistující infekt, nestabilní osteosyntéza. Příčinou neúspěchu techniky indukované membrány vidí Masquelet v nepochopení, respektive v modifikacích jeho původní metody [25]. Je rovněž nutné vyloučit další komorbidity, metabolické a endokrinní abnormality, jako např. onemocnění štítné žlázy a příštítných tělísek, centrální hypogonadismus, deficit vitaminu D, nerovnováha kalciového metabolismu. Brinker [7] prezentuje na souboru 37 pacientů 31 pacientů (83 %), kteří mají jednu nebo více poruch uvedených výše. Osm z těchto pacientů dosáhlo zhojení pouhou korekcí metabolických poruch bez nutnosti další chirurgické intervence.

Spolu se spongioplastikou je provedena stabilní osteosyntéza. V případě distální tibie preferujeme dlahovou osteosyntézu. V závislosti na lokalizaci defektu a velikosti periferního fragmentu lze samozřejmě použít i hřeb [21]. Olesen [32] použil v malém retrospektivním souboru osmi pacientů ke stabilizaci skeletu u diafyzárních defektů hřeb preferenčně před dlahou. Uvádí mimo jiné rychlejší konsolidaci a umožnění časnější zátěže u hřebu ve srovnání s dlahou. V některých souborech je uváděna stabilizace zevním fixátorem [9], zevní fixátor zůstává in situ v návaznosti na první fázi ošetření. Rovněž Schottle et al. [36] v malém souboru šesti pacientů se septickým pakloubem distální tibie na rozdíl od našeho pracoviště v rámci druhé fáze ponechává zevní fixátor aplikovaný v první fázi ošetření in situ.

Závěr

Z našeho malého, nicméně pro naše pracoviště pilotního souboru vyplývá, v souladu s literárními údaji, že použití Masquelet techniky v kombinaci s přenosem volného fasciokutánního laloku v rámci fázového protokolu se v terapii septických pakloubů distální tibie jeví jako metoda efektivní a bezpečná. U všech našich pacientů ošetřených touto technikou můžeme dokumentovat kostní konsolidaci, bez rekurence infektu. Kostní hojení však dokumentujeme později ve srovnání s recentní literaturou. V porovnání s kostním transportem nebo vaskularizovaným fibulárním štěpem je tato metoda technicky méně náročná. Z literatury vyplývá, že technika indukované membrány nemusí být vázána jen na tzv. kritickou velikost defektu, tj. defektu do velikosti čtyř až pěti centimetrů, ale je rovněž možné sanovat defekty větší. Menší technická náročnost, větší compliance pacienta, krátká učební křivka a použití techniky bez intervence plastického chirurga při absenci defektu měkkých tkání umožňují aplikovat tuto techniku i v rámci periferních pracovišť. Vyžaduje však zkušenosti s použitím zevního fixátoru. Použití Masquelet techniky nevylučuje v první fázi ošetření defektu měkkých tkání současným přenosem volného fasciokutánního laloku mikrochirurgickou technikou, přičemž není nutné preferovat laloky svalové. Jsou nutné další prospektivní randomizované studie pro sjednocení a standardizaci postupu v diagnostice a terapii septických pakloubů distální tibie.

MUDr. Alexandr Rypl

alrypl@centrum.cz