L’osteomielite
è
un
processo
infiammatorio suppurativo del midollo
osseo,
al
quale
partecipano
attivamente anche l’endostio e il
periostio, mentre le trabecole e i
sistemi osteonici ne sono interessati in
modo passivo con fenomeni di necrosi
e di osteolisi.
TESSUTO OSSEO NORMALE
RESISTENTE ALLA
COLONIZZAZIONE BATTERICA
INFEZIONE
INOCULI
COSPICUI
TRAUMI
COMPROMISSIONE
DEL CIRCOLO
CORPI
ESTRANEI
TESSUTI
DEVITALIZZATI
Classificazione delle Osteomieliti
• Durata
• Patogenesi
• Sede
• Estensione
• Paziente
: acuta/cronica
: ematogena/trauma/chirurgica
da focolaio contiguo
: neonato/bambino/
adulto immunocompromesso
Waldvogel
• Ematogena
• Secondaria a focolaio contiguo di infezione
con insufficienza vascolare
senza insufficienza vascolare
• Acuta
: stato suppurativo con edema,congestione vasale e trombosi
• Cronica
: nido di tessuto osseo necrotico o tessuto cicatriziale circondati
dei piccoli vasi;la vascolarizzazione è compromessa se vengono interessati i
tessuti molli vicini; se l’apporto ematico midollare e periostale sono ridotti si
formano vaste zone di tessuto morto o sequestrato
da tessuto molle ischemico
OSTEOMIELITE ACUTA : la sola ematogena con sintomatologia che
non dura da più di 10 giorni
CIERNY-MADER
CIERNY-MADER
VARIANTI ANATOMICHE
VARIANTI ANATOMICHE
Stadio 1
Osteomielite MIDOLLARE
Stadio 2
Osteomielite SUPERFICIALE
(= fase precoce di osteomielite ematogena)
(= infezione per contiguità)
CIERNY-MADER
CIERNY-MADER
VARIANTI ANATOMICHE
VARIANTI ANATOMICHE
Stadio 3
Osteomielite LOCALIZZATA
Stadio 4
Osteomielite DIFFUSA
(= sequestro asportabile senza instabilità)
(= richiede resezione segmentaria)
OSTEOMIELITE: PATOGENESI (WALDVOGEL)
• EMATOGENA
TRAUMI
• DA INOCULAZIONE
DIRETTA
• CONTIGUITA’
INTERVENTI
CHIRURGICI
OSTEOMIELITE NON EMATOGENA
• INOCULAZIONE DIRETTA
• TRAUMI
• INTERVENTI CHIRURGICI
• CONTIGUITÀ
• INSUFF. VASC. PERIFERICA
(diabete, arteriopatie)
OSTEOMIELITE NON EMATOGENA
FRATTURE ESPOSTE
• incidenza in aumento
• esordio clinico subacuto  terapia
• manifestazioni scheletriche ritardate
• eziologia variabile
Staph. aureus predominante ma
spesso flora batterica mista
Gram neg.
Stafilococchi coag. neg.
Enterococchi
Anaerobi
OSTEOMIELITE NON EMATOGENA
FRATTURE ESPOSTE
Estensione e gravità dell’infezione
dipendente da diversi fattori :
• virulenza dei microrganismi
• danno dei tessuti molli perischeletrici
• compromissione del circolo
• stabilità del focolaio di frattura
• stato immunitario del paziente
• corpi estranei (mezzi di osteosintesi)
OSTEOMIELITE NON EMATOGENA
INFEZIONI PER CONTIGUITÀ
• età > 50 anni
• diabete (microangipatia + neuropatia +
alterazioni immunitarie), aterosclerosi
• ossa del piede (“piede diabetico”)
• segni e sintomi locali (ulcere croniche,
cellulite)
Infezioni POLIMICROBICHE
OSTEOMIELITE
QUADRI ANATOMO-CLINICI
• ACUTA
(osteomielite ematogena acuta, ?)
• CRONICA
OSTEOMIELITE CRONICA
persistenza di segni clinici e/o radiografici di infezione
per più di 6 settimane
evidenza radiografica di distruzione ossea, con
formazione di sequestri o sclerosi
persistenza o recidiva di infezione dopo un ciclo
appropriato di antibioticoterapia
infezione associata alla presenza di un corpo estraneo
infezione associata ad insufficienza circolatoria
infezione sostenuta da microrganismi in grado di
causare un processo morboso cronico in modo
caratteristico (es. Mycobacterium tuberculosis)
Osteomielite cronica delle ossa lunghe
• Scarsi sintomi sistemici
• Dolore persistente
• Fistole secernenti
OSTEOMIELITE EMATOGENA
• condizioni circolatorie predisponenti
• distribuzione bifasica per età
< 20 anni
> 50 anni
• traumi (?)
• cateteri a permanenza
• ossa lunghe
• vertebre
• focolaio primario
ignoto nel 70% dei
casi
OSTEOMIELITE EMATOGENA
•
•
•
•
85% in età pediatrica
Focolaio primario
spesso ignoto
(rinofaringe?)
Fascia di età più
colpita: 2-5 anni
Localizzazione elettiva
arti inferiori (femore
27%; tibia 22%)
Incidenza:
1:1000- 1: 20.000
15% nell’adulto
• Spesso si ha una
localizzazione
vertebrale
• Focolai d’infezione:
UTI, cute tessuti molli,
RTI, accessi venosi
ecc…
• Localizzazioni lombare
45%, toracica 35%,
cervicale 20%.
Sede
dell’osteomielite
acuta in 657
bambini con
localizzazione
scheletrica singola
(Modificata da
Gutierrez, 1997)
OSTEOMIELITE EMATOGENA
EZIOLOGIA
Staph. aureus
Agente eziologico più comune
in tutte le età (>90% dei casi
in bambini sopra i 5 anni)
Strept. gr. B
Enterobacteriaceae
Neonati (*CVC)
Candida spp.*
H. influenzae
Bambini < 2-3 anni
OSTEOMIELITE EMATOGENA
EZIOLOGIA
Gram neg.
E. coli
Klebsiella spp.
Salmonella spp.
Proteus spp.
etc.
Pseudomonas
aeruginosa
Candida,
Aspergillus
Incidenza crescente negli adulti
Immunodepressi, CVC,
tossicodipendenti
Osteomielite acuta ematogena
• Sintomi e segni sono estremamente variabili nella loro
intensità, così come nella modalità di insorgenza : si passa
da forme paucisintomatiche a quadri gravi ad andamento
setticemico, con inizio brusco ed improvviso
• Nella forma più tipica :
febbre
dolore localizzato
limitazione motoria
infiammazione locale
Caratteristiche cliniche dell’osteomielite
ematogena acuta nel bambino
•
•
•
•
•
•
•
Dolore
Febbre
Segni locali
Irritabilità
Iporessia
Letargia
Vomito
127
115
93
16
13
5
4
94%
85%
69%
12%
10%
4%
3%
Da Faden , mod
O. E.
VERTEBRALE
• forma più comune in
età adulta (anziani e
tossicodipendenti)
• localizzazione lombare e
dorsale
• diagnosi spesso
ritardata
• TC, RM
• biopsia
Osteomielite vertebrale
• Il dolore è la presentazione tipica
• La maggior parte dei pazienti presenta una
sintomatologia che varia da 2 settimane a 2 anni prima
della diagnosi
• Complicanze neurologiche
Spondilodiscite C5-C6
in paziente diabetico
nonostante l’importante
lesione si è recato a fare
la RM a piedi
Osteomielite tubercolare
• Nell’ambito dei casi di tubercolosi extrapolmonare
l’interessamento osteoarticolare è in aumento
• La TBC osteoarticolare è più frequente nelle
popolazioni immigrate
• La colonna vertebrale rappresenta il distretto
maggiormente colpito (40-60%)
• Il quadro patologico comprende generalmente il
coinvolgimento delle porzioni contigue di due
vertebre adiacenti con compromissione del
corrispondente disco. L’infezione tende a
diffondere nei tessuti paraspinali (ascesso freddo)
Spondilite
tubercolare
OSTEOMIELITE NON EMATOGENA
• Inoculazione diretta
– Forme post-traumatiche; si tratta di fratture ossee
esposte. L’inoculazione di batteri avviene dall’esterno e
varia in base al contesto ambientale in cui si è verificato
l’incidente.
– Forme postchirurgiche
•
•
•
•
•
•
Riduzione a cielo aperto delle fratture
Craniotomie
Interventi ricostruttivi
Chirurgia discale
Sternotomie
Inserzioni protesiche
OSTEOMIELITE NON EMATOGENA
2) CONTIGUITA’
• Piede diabetico (in genere associata ad una
insufficienza vascolare e neuropatia);
spesso polimicrobica.
• Osteomielite del calcagno in età pediatrica
(punture e/o traumi).
• Osteomielite originata da ferite da puntura.
• Osteomielite della mandibola nei soggetti
sottoposti a terapia radiante della testa e del
collo.
OSTEOMIELITE NON EMATOGENA
INFEZIONI POST-CHIRURIGICHE
• complicanza in ortopedia,
cardiochirurgia e neurochirurgia
• rischio maggiore in caso di impianto di
materiali estranei
• importanza di misure di profilassi
generiche e specifiche
Staph. aureus e stafilococchi coag. neg.
60-80% dei casi
Ceppi meticillino-resistenti in aumento
Osteomielite nel tossicodipendente per via venosa
• Si verifica spesso per via ematogena sia da inoculo
diretto che secondaria ad embolizzazione nel corso di
una endocardite.
• In altri casi l’osteomielite deriva da un fucus contiguo
(tromboflebiti, celluliti).
• I tossicodipendenti sono particolarmente inclini a
sviluppare un’osteomielite vertebrale (spesso
cervicale).
• Eziologia vertebrale : Stafilococchi, Gram negativi,
Candide, M. Tubercolosis.
Fattori di rischio per le infezioni di
protesi articolari
Fattori di rischio specifici
Fattori di rischio generali
• Artrite
reumatoide>artrosi
• Revisione artroprotesi
>primo intervento
• Gomito>ginocchio>anca
>spalla
• debilitazione generale
• ridotta funzione sistema
immunitario
• terapia cortisonica
• ridotto stato nutrizionale
• infezioni cutanee concomitanti
• obesità
• età avanzata
• diabete
Device-Associated Infections in the United States
Device
Usage/Yr
Infection Risk
Central venous catheters
5 million
3% to 8%
Bladder catheters
Tens of millions
10% to 30%
Prosthetic heart valves
85,000
1% to 3%
Vascular grafts
450,000
2% to 10%
Cardiac pacemakers
400,000
1% to 5%
Cardiac assist devices
700
50% to 100%
Penile implants
15,000
2% to 10%
Joint prostheses
600,000
1% to 3%
Fracture fixators
2 million
5% to 10%
Dental implants
1 million
5% to 10%
CLASSIFICAZIONE DELLE INFEZIONI PROTESICHE
Precoce (<1 mese)
S. aureus (anche MR); Staf.
Coag-neg; aerobi Gram-neg
Ritardata (2-12 mesi)
Staf. Coag-neg; commensali
della cute
(S. epidermidis)
Tardiva (>12 mesi)
S. aureus (anche MR)
Staf. Coag-beg; commensali
della cute (S. epidermidis);
anaerobi; streptococchi; E. coli
Sintomi e segni clinici nelle infezioni
delle protesi articolari
Sintomi/segni
dolore
febbre
edema
fistole
Frequenza (%)
95
43
38
32
Possibili scenari delle infezioni protesiche 1)
associate ad un inoculo dello spazio articolare da parte
di patogeni virulenti che causano rapida e precoce
infiammazione legate alla virulenza , e non alla risposta
immune .
Clinicamente : evidenti segni locali di infiammazione ,
possibili segni sistemici
Possibili scenari delle infezioni protesiche 2)
associate ad una massiva contaminazione intraoperatoria o
a contaminazione post-operatoria precoce in un ospite
normocompetente e possono rimanere a lungo silenti .
L’esordio è generalmente entro 2 anni.
Maggior tempo = minor virulenza o miglior risposta immune
Il bilanciamento tra biofilm e tessuti circostanti può essere
perso gradualmente per il funzionamento della protesi,
per condizioni metaboliche locali, disfunzioni ossee e
tendenza ad espandersi dei batteri
Profilassi antibiotica e sistema immune eliminano la maggior
parte dei patogeni a bassa virulenza
Possibili scenari delle infezioni protesiche 3)
associate ad una bassa contaminazione intraoperatoria da
parte di patogeni a bassa virulenza , e dipendono dallo
stato dell’ospite .
Un ospite normocompetente può eradicare facilmente questi
patogeni .
Negli altri casi, dopo un periodo di steady state controllato
principalmente dalle caratteristiche microbiche, inizia una
fase di incremento di sintomi che si può accompagnare a
precoce perdita dell’impianto.
Possibili scenari delle infezioni protesiche 4)
la via ematogena
è basata su due aspetti
1)
ciascuno di noi può sviluppare una batteriemia in
normali situazioni
2)
i microrganismi possono ancorarsi nello spazio
articolare artificiale .
La diagnosi di infezioni per via ematica deve basarsi sulla
identificazione del patogeno e sul tempo , entrambi fattori
difficili da stabilire.
perché tante infezioni protesiche non
giungono a guarigione ?
dalla letteratura emerge come i migliori risultati
siano raggiunti quando esistono protocolli e
vi sia
collaborazione tra ortopedico,
microbiologo ,
chirurgo microvascolare ,
infettivologo , nursing care e riabilitazione
Antibiotici - Germi - Mezzi di sintesi
• Aderenza
• Biofilm
• Deficit di fagocitosi dei neutrofili per la
presenza di ioni metallici , matacrilato
monomerico o polimerizzato
Caratteristiche dei comuni germi ortopedici
• Diverse specie batteriche , ma S. epidermidis , S. aureus
ed enterococchi VR sono i patogeni più importanti e
difficili da trattare
• il polietilene attrae S.epidermidis
• i metalli protesici sono prediletti da S.aureus: i prodotti di
corrosione stabilizzano e fortificano la costruzione del
biofilm
• il polimetilmetacrilato aumenta le % di infezione per una
combinazione di fattori legati alla superficie , all’influenza
negativa sulla chemiotassi sulla fagocitosi e sullo stato
biologico dello spazio che circonda la protesi .
L’adesione batterica : fattore chiave
Gli impianti sono coperti da frazioni ematiche ( proteine,
plasma, macromolecole, eritrociti, piastrine ..)
immediatamente dopo il loro posizionamento :
film condizionante
i batteri aderiscono al film condizionante , alle protesi
scoperte e a frammenti di tessuto osseo necrotico tramite
reazioni fisico-chimiche ( forze di van der Waals,
equilibrio acido-base, interazioni elettrostatiche ed
idrofobiche , legame proteico )
Fase non specifica
Fase specifica
:
:
reversibile
irreversibile
Biofilm: Staphylococcus epidermidis
Biofilm:
Sono comunità strutturate di
cellule batteriche racchiuse in
una matrice polimerica che esse
stesse producono ed aderente
ad una superficie sia inerte che
vivemte
Cause di Resistenza antibatterica nei Biofilm
• Mancata penetrazione dell'antibiotico
• Fase di crescita stazionaria
• Formazione di “Small-colony variants”
– Ridotta velocità di crescita
– Diminuita produzione di esoproteine
– Possibile persistenza intracellulare
– Ridotta sensibilità agli Aminoglicosidi
Resistenza Batterica in biofilm di S. epidermidis
Untreated biofilm
72h treatment with
Vancomycin + Rifampin
Dunne et al. Antimicrob Agents Chemother 1993. 37:2522
problemi che comunemente insorgono
• Antibiotici somministrati senza il necessario intervento
• antibiotici somministrati prima della aspirazione o della
biopsia
• al momento dell’intervento :
campioni non eseguiti o persi
meno di 4 campioni
istologia non eseguita
Terapia Antibiotica : Considerazioni
• La terapia antibiotica deve essere possibilmente mirata
• Oltre che sulle caratteristiche dello spettro di azione, la
scelta dell’antibiotico deve tenere conto della cinetica
tissutale ed ossea
• L’antibiotico, preferibilmente battericida, deve essere
efficace anche nei confronti dei batteri in fase di crescita
stazionaria
Terapia Antibiotica : Considerazioni
• La via di somministrazione dell’antibiotico deve essere,
almeno inizialmente, sempre quella endovenosa ( fase di
induzione ) per almeno 4 settimane, seguita da una fase di
estensione o consolidamento con antibiotici orali ( switchtherapy ) per poter sterilizzare i foci residui di infezione
riducendo in tal modo le ricadute
• I farmaci devono essere usati a dosaggi elevati per poter
raggiungere elevate concentrazioni in un tessuto con
importanti modificazioni patologiche. Una terapia
antibiotica a dosaggi non corretti porta molto spesso a
ricadute di malattia
• La durata ottimale della terapia non è stabilita
TERAPIA SOPPRESSIVA
La rimozione della protesi articolare infetta può
non essere indicata se :
• controindicazione all’intervento per le
condizioni del paziente
• il risultato è una funzionalità non accettabile
• difficoltà nel rimuovere una protesi ben
fissata
• rifiuto del paziente di sottoporsi a nuovi
interventi
Infezione ematogena acuta
( < 7 giorni di sintomi )
•
•
•
•
Urgente pulizia con colture tissutali
non è necessaria la rimozione della protesi
6 settimane di terapia antibiotica e.v.
terapia antibiotica di proseguimento per os per
almeno 6 settimane
• continuare la terapia soppressiva se tollerata
• probabilità di successo < 30 % se SA , migliore
se Streptococcus spp.
Infezione post-operatoria superficiale precoce
( < 4 settimane dalla procedura chirurgica )
•
•
•
•
•
Pulizia del tessuto
colture
non apertura della protesi
terapia antibiotica e.v. / os per 14 gg
probabilità di successo = 100%
Infezione post-operatoria profonda precoce
( < 4 settimane dalla procedura chirurgica )
•
•
•
•
•
•
Urgente pulizia del tessuto
colture
non apertura della protesi
terapia antibiotica e.v. per 4-6 settimane
continuare con terapia soppressiva se tollerata
probabilità di successo = 50%
Infezione cronica tardiva dove la guarigione è il
goal della terapia
• Aspirazione e coltura prima dell’intervento
• rimozione dalla protesi
• multiple biopsie per colture ed istologia possono
chiarire la diagnosi se vi sono risultati
strumentali discordanti
Colture intraoperatorie positive ottenute
durante la revisione artroplastica per una
sospetta mobilizzazione asettica
• 4-6 settimane di terapia antibiotica e.v.
• probabilità di successo > 85%