Ziua internațională a medicului Ortoped-Traumatolog
December 9, 2020Osteomelita: aspectele de fiziopatologie și clasificare
INTRODUCERE: Termenul de osteomielită a fost utilizat pentru prima dată de chirurgul francez Eduard Chassaignac în 1852, care definea patologia ca un proces inflamator asociat cu distrucţia osoasă, cauzat de un microorganism patogen. Osteomielita include infecţia osoasă care diferă în ceea ce privește durata, etiologia, patogenia, dimensiunile implicării osoase și tipul pacientului. Severitatea patologiei depinde de caracteristica particulară a infecţiei, incluzând etiologia, patogenia, gradul de implicare osoasă, durata și factorii care ţin de gazdă, particulare pentru fiecare pacient. Osteomielita rezultă prin inocularea directă a bacteriei în ţesutul osos în timpul unei traume, în timpul reducerii chirurgicale cu fixarea internă a unei fracturi sau a răspândirii adiacente a infecţiei (de exemplu, traumatismul ţesuturilor moi, ulcere trofice).
Indiferent de calea de acces, microorganismul (de exemplu, Staphylococcus aureus) aderă la receptorii de fibronectină sau la alte structuri proteice de la nivelul osului și al ţesuturilor moi, pentru a stabili o infecţie. Ulterior, prin dezvoltarea biopeliculei, bacteriile sunt acoperite de un strat constituit din glicozaminoglicani, care le protejează de mecanismele de apărare ale gazdei, precum și de antibiotice. Inflamaţia locală, determinată de bacterii sau de traumatisme, contribuie la distrugerea trabeculară a osului și a matricei osoase. Osul și ţesutul devitalizat furnizează o matrice inertă, pe care microorganismele prosperă. Această revistă a literaturii oferă o revizuire largă a patogeniei și clasificării osteomielitei.
Mecanismele_fiziopatologice_ale_osteomielitei
Mecanismele fiziopatologice ale osteomielitei au fost studiate pe larg pe animale precum rozătoare, iepuri, câini, oi. Mecanismele fiziopatologice ale osteomielitei sunt extrem de complexe și implică atât factori patogenetici microbieni (enzime, receptori), cât și factori care ţin de gazdă (răspunsul inflamator, fagocitoza etc.).
Toate infecţiile implică interacţiunea dintre gazdă și agentul patogen într-un mediu specific. Bacteriile pot ajunge la nivelul osului prin diverse căi: hematogenă, inoculare directă în momentul traumei sau al intervenţiei chirurgicale, precum și prin răspândirea prin continuitate de la nivelul ţesuturilor adiacente infectate. Indiferent de calea de inoculare, bacteriile trebuie să fie capabile să adere la componentele matricei osoase, pentru a declanșa procesul care duce la dezvoltarea osteomielitei.
Osul sănătos este extrem de rezistent la infecţie. Totuși, ţesuturile devitalizate, precum și expunerea osului prezintă locuri potenţiale pentru aderarea microorganismelor, cum ar fi colagenul, care este expuns în caz de leziuni, și fibronectina, care acoperă ţesuturile lezate curând după producerea leziunii. Fibronectina, o glicoproteină găsită în matricea ţesutului conjunctiv și în fluidele biologice ale organismului, se pare că este cea mai implicată în patogenia osteomielitei cronice. Stafilococii (cei mai implicaţi germeni în infecţia osului) expresează receptori cu afinitate mare (adezine) pentru fibronectină, colagen și laminină. În plus, aderenţa bacterială la suprafaţa polimerilor similari celor utilizaţi în industria implantelor ortopedice este mediată prin fibronectină.
După aderarea la suprafaţa osului sau a implantului prin intermediul receptorilor de adeziune cu specificitate pentru fibronectină, microorganismele dezvoltă un strat protector, care apără colonia microbiană de mecanismele imune protectoare ale gazdei, precum și de antibiotice. Un moment patogenetic important în dezvoltarea osteomielitei este formarea glicocalixului în jurul microorganismelor – biopelicula. Aceasta este un ecosistem de bacterii, care poate persista zeci de ani. Biopelicula reprezintă o comunitate de microorganisme care aderă ireversibil la o suprafaţă organică sau neorganică, precum și între ele, incluse într-o matrice de substanţe polimere extracelulare pe care acestea o produc.
Aderenţa bacterială și producerea biopeliculei decurge în două etape: prima este atașarea la suprafaţa osului și a doua – aderarea microorganismelor între ele cu pluristratificarea biopeliculei. Formarea biopeliculei este parţial controlată de către quorum sensing – un mecanism interbacterial de comunicare, care depinde de densitatea bacteriilor în populaţia dată. Formarea biopeliculelor reprezintă un mecanism important în răspândirea rezistenţei la antibiotice, datorită faptului că în cadrul unei populaţii bacteriene dense are loc transferul orizontal al genelor de rezisteţă și virulenţă bacterială. A fost demonstrat că concentraţia de antibiotice necesară pentru eradicarea infecţiei din biopelicule este de la 50 până la 1000 de ori mai mare decât cea necesară pentru eradicarea unei infecţii cauzate de bacterii libere (planctonice). În condiţii clinice, aceste concentraţii de antibiotice nu pot fi atinse din cauza toxicităţii mari.
S. aureus, în special variantele necapsulate, pot fi internalizaţi de osteoblaștii tineri și de celulele endoteliale in vitro, supravieţuind intracelular, astfel fiind protejaţi de mecanismele imune ale gazdei și de antibiotice. Aceasta poate explica cunoscuta problemă a recidivelor de osteomielită, când agentul cauzal nu poate fi indentificat. Mai recent s-a demonstrat că osteoblaștii morţi pot elibera stafilococi viabili, care sunt capabili să reinfecteze alţi osteoblaști vii. Acest aspect de patogenie este important din punctul de vedere al înţelegerii mecanismeleor de persistenţă și acutizare a osteomielitei. În plus, stafilococii aflaţi în biopelicule pot dobândi o rată metabolică foarte redusă – o modificare fenotipică denumită varianta coloniilor mici – colonii bacteriale minuscule (mai puţin de 1 mm), care cresc extrem de încet și deseori necesită cercetarea sub microscop, pentru a fi depistate. Bacteriile cu rata de creștere mică sunt rezistente la antibiotice. Varianta coloniilor mici în cazul stafilococilor poate explica, în multe cazuri, prezentarea osteomielitei cronice sub forma unei infecţii lente, asociate cu reacţie inflamatorie redusă, care persistă un timp îndelungat, în ciuda terapiei antimicrobiene.
Răspunsul inflamator în osteomielită a fost studiat pe larg pe animale de laborator, dar și în diverse studii clinice. Răspunsul iniţial al gazdei la infecţie este dezvoltarea inflamaţiei acute. Deși scopul biologic al reacţiei inflamatorii este anihilarea bacteriilor și limitarea răspândirii infecţiei, enzimele proteolitice eliberate de celulele fagocitare de asemenea pot leza ţesuturile înconjurătoare.
Există din ce în ce mai multe evidenţe cu privire la prezenţa unui răspuns imun local deficitar al gazdei. Astfel, în condiţii de laborator, s-a demonstrat că leucocitele polimorfonucleate, extrase din fluidele care înconjoară un corp străin infectat, nu sunt capabile să fagociteze și să devitalizeze S. aureus. Aceleași polimorfonucleate prezintă o producţie redusă de superoxid și au mai puţine granule enzimatice – indiciu al unui răspuns deficitar leucocitar la inflamaţie și infecţie. Fagocitoza efectivă reprezintă un factor de protecţie eficient al gazdei în cazul osteomielitei. Într-un studiu de laborator, s-a demonstrat că presiunea oxigenului în canalul medular al unui os osteomielitic este cu mult mai joasă (< 30 mm Hg), comparativ cu presiunea oxigenului la nivelul canalului medular al unui os sănătos. Este bine știut faptul că presiunea joasă a oxigenului dereglează capacitatea de fagocitare.
Osteoliza este realizată de osteoclaști, care sunt stimulaţi de citokinele inflamatorii secretate de celulele imune ce recunosc bacteria. Așa-numitul factor activator al osteoclaștilor reprezintă de fapt o mixtură de citokine, dintre care cel mai potent se recunoaște a fi interleukina 1; TNF (tumor necrosis factor) și limfotoxina sunt mai slabe, dar posedă o interacţiune sinergistă cu cea a interleukinei. Metaboliţii derivaţi din acidul arahidonic pe calea 5-lipooxigenazică la fel posedă efect de stimulare a osteoclaștilor. Producerea de prostaglandină E s-a demonstrat a fi de la 5 până la de 13 ori mai mare la nivelul osului infectat, comparativ cu osul sănătos. În studiile pe animale, s-a dovedit că concentraţia mare de prostaglandină este responsabilă de resorbţia osoasă și dezvoltarea sechestrului.
Factori precum endotoxina bacteriilor gramnegative, fracţia ei lipopolisaharidică, N-acetil-muramildipeptida sunt factori osteolitici potenţi in vitro. La fel, proteinele de suprafaţă ale S. aureus posedă un puternic efect osteolitic. La fel, în experimente de laborator s-a dovedit că extractele din S. aureus și S. epidermidis reduc formarea matricei osoase in vitro, astfel sugerând faptul că dereglarea osteogenezei poate fi considerată un factor important patogenetic în evoluţia osteomielitei stafilococic.
Necroza ţesutului osos este un criteriu caracteristic alosteomielitei. Osul devitalizat este înlăturat cu ajutorul enzimelor lizozomale, produse de ţesutul de granulaţie dezvoltat la suprafaţa osului. Resorbţia se petrece mai timpuriu și mai rapid la nivelul joncţiunii osului devitalizat cu osul viu. Dacă segmentul de ţesut nevitalizat este mic, acesta este distrus în totalitate, lăsând o cavitate. Ţesutul osos spongios necrotizat, în cazul osteomielitei localizate, chiar dacă este destul de extins, de obicei este în totalitate reabsorbit. Ţesutul osos cortical devitalizat este detașat gradual de la ţesutul viabil, pentru a forma sechestrul. Elementele organice ale ţesutului osos devitalizat sunt în mare parte distruse prin acţiunea enzimelor proteolitice produse de celulele inflamatorii ale gazdei (în special, macrofagii și leucocitele polimorfonucleare). Din cauza reducerii fluxului sangvin, osul devitalizat apare macroscopic mai deschis la culoare, comparativ cu osul viabil.
În timp ce ţesutul spongios necrotizat este reabsorbit rapid și poate fi complet separat și distrus în termen de la 2 până la 3 săptămâni, ţesutul osos cortical necrotizat poate necesita de la 2 săptămâni până la 6 luni pentru a fi complet separat de osul viu. După separarea completă (sechestrarea), osul mort este lent reabsorbit și distrus. Ţesutul osos viu adiacent de obicei devine osteoporotic în perioada de persistenţă a infecţiei active în focar. Aceasta reprezintă un efect final atât al răspunsului inflamator dezvoltat de către gazdă, cât și al atrofiei hipofuncţionale.
CLASIFICAREA OSTEOMIELITEI
Deoarece osteomielita este o patologie complexă, în literatura de specialitate, de-a lungul anilor, au fost publicate o mulţime de sisteme de clasificare. Toate aceste clasificări prezintă însă unele dezavantaje, deoarece includ unul sau maxim două criterii. Clasificarea propusă de Waldvogel F.A. și coautorii este primul sistem de clasificare a osteomielitei oaselor tubulare lungi, care a fost descris în anul 1970. Această clasificare include două criterii diferite de clasificare a bolii. În funcţie de durată, osteomielita se împarte în acută și cronică. Criteriul etiopatogenetic include 3 categorii ale osteomielitei: osteomielita hematogenă, osteomielita secundară unui focar de infecţie și cea asociată cu insuficienţa vasculară. Osteomielita hematogenă este predominant întâlnită la copii și, de obicei, afectează oasele lungi. Osteomielita hematogenă la adulţi deseori afectează vertebrele lombare și toracice. Osteomielita secundară unui focar de infecţie poate fi rezultatul unei infecţii directe a osului dintr-o sursă exogenă (trauma ţesuturilor moi, fracturile deschise, ulcere, escarii). Osteomielita asociată cu patologie vasculară, de cele mai multe ori, se asociază cu diabet zaharat (picior diabetic), cu toate că aceasta mai poate fi cauzată de ateroscleroză și vasculită. Una dintre cele mai bine cunoscute la moment clasificări este sistemul de stadializare a osteomielitei, propus de Cierny G. și Mader J.T. în 1984, care se bazează pe criteriul anatomo-patologic și pe tipul gazde. Din punct de vedere al criteriului anatomopatologic, autorii recunosc patru tipuri de osteomielită:
Tipul 1 – osteomielita medulară, de cele mai multe ori întâlnită în cazul osteomielitei hematogene sau celei posttraumatice, după osteosinteza cu tijă centromedulară.
Tipul 2 – osteomielita superficială, ce implică doar corticala osului, de cele mai multe ori intâlnită în cazul osteomielitei dezvoltate prin continuitate (ulcere, escarii, defecte de ţesuturi) sau în cazul osteomielitei posttraumatice, după stabilizarea osoasă cu plăci metalice.
Tipul 3 – infecţie localizată, cu implicarea atât a cortexului, cât și a cavităţii medulare, când stabilitatea osului nu este dereglată, și chiar după tratamentul chirurgical segmentul osos restant se presupune a păstra o rezistenţă bună (pentru mobilizare sau sprijin). Pentru acest tip este caracteristică prezenţa sechestrului cortical.
Tipul 4 – osteomielita difuză, când este implicat în proces tot osul segmentar, din care cauză osul este slăbit din punct de vedere al rezistenţei mecanice, ce v-a duce la o scădere drastică a rezistenţei osoase postoperatorii, cu risc mare de fractură pe os bolnav (vezi imaginile) (Giorgescu). Reprezentarea schematică a criteriului anatomic al clasificării Cierny–Mader
Cierny G. și Mader J.T. au fost primii autori care au luat în consideraţie în clasificarea osteomielitei particularităţile pacientului. Astfel, autorii recunosc mai multe tipuri de gazdă:
• Gazda de tip A – care are un răspuns bun la infecţie și, probabil, la chirurgie, fără factori de compromitere sistemici și/sau locali;
• Gazda de tip B – pacient care prezintă factori de compromitere sistemici și/sau locali;
• Gazda de tip C – pacient sever compromis, la care beneficiul intervenţiei este discutabil, uneori chiar poate înrăutăţi starea pacientului.
Factorii de compromitere sistemică pot fi: malnutriţia, insuficienţa renală, insuficienţa hepatică, diabetul zaharat, bolile imune, malignităţile, persoanele vârstnice, imunodeficienţele, tabagismul.
Factorii de compromitere locală: limfedemul cronic, staza venoasă, compromiterea vaselor mari, artereitele, cicatricile masive, fibroza, boala vaselor mici, lipsa sensibilităţii.
Prin combinarea celor trei tipuri de gazdă și a celor patru tipuri de leziuni osoase (medulară, superficială, localizată și difuză), rezultă 12 tipuri de bolnavi cu osteomielită.
În clasificarea Cierny-Mader nu este clar definită gazda de tip C, care este un criteriu subiectiv, deoarece succesul tratamentului depinde de o serie de factori precum: experienţa chirurgului, dotarea tehnică a spitalului etc.
Astfel, în 2002 McPherson E.J. și coautorii propune o clasificare mai clară a criteriului gazdei:
• Gazda tip A – pacient care nu prezintă factori de compromitere/statut imun bun;
• Gazda tip B – pacient care prezintă 1-2 factori de compromitere locali sau/și sistemici;
• Gazda tip C – pacient care prezintă mai mult de 2 factori de compromitere locali sau/și sistemici.
Kelly P.J., în 1984, propune un sistem de clasificare a osteomielitei în baza criteriului etiopatogene- 54 STUDII CLINICO- ŞTIINÞIFICE tic și anatomo-patologic. În baza criteriului etiopatogenetic, autorul propune 4 tipuri de osteomielită: hematogenă, posttraumatică asociată unei fracturi consolidate, posttraumatică asociată unei fracturi neconsolidate și postchirurgicală. Comform criteriului anatomo-patologic, Kelly P.J. propune trei tipuri:
Tipul I – deschisă, fără evienţă de infecţie a osului;
Tipul II – infecţie corticală și endosteală circumferenţială;
Tipul III – infecţie corticală și endosteală, asociată cu defect osos segmentar.
Un sistem de clasificare propus în 2006 de către Romano C.L. și coautorii se bazează pe observaţiile că infecţia poate încetini formarea calusului și se numește clasificarea ICS – de la acronimele: Infecţie, Calus, Stabilitate. În baza sistemului de clasificare ICS sunt recunoscute trei tipuri de osteomielită posttraumatică cronică.
Tipul I – osteomielita în prezenţa osteosintezei stabile și progresia calusului la examenul radiologic;
Tipul II – osteomielita în prezenţa unei osteosinteze stabile, asociate cu progresia neînsemnată sau chiar absentă a calusului la examinarea radiologică;
Tipul III – osteomielita în prezenţa osteosintezei instabile și lipsa calusului la examenul radiologic.
Defectele osoase sunt frecvent întâlnite în infecţia osului. Defectul osos poate fi rezultatul infecţiei primare, traumei iniţiale, precum și a unei intervenţii chirurgicale anterioare. Clasificarea defectelor osoase este relevantă din punct de vedere al strategiei de tratament. Au fost propuse mai multe sisteme de clasificare a defectelor de os, care au luat în calcul localizarea și gradul de extindere a pierderii de ţesut osos. Totuși, în literatura de specialitate, o clasificare specifică defectelor de os asociate osteomielitei nu există. De cele mai multe ori, clasificarea defectelor de os, în general au fost extinse și asupra defectului de os asociate infecţiei.
Unul dintre sistemele de clasificare propuse în literatură este sistemul de clasificare propus în 1988 de Gordon L. și se referă la defectele tibiei. Autorul recunoaște trei tipuri de defecte:
Tipul A – defectele tibiale și peudartrozele fără pierdere semnificativă segmentară a osului;
Tipul B – defectele tibiale mai mici de trei centimetri, cu fibula intactă;
Tipul C – defectele tibiale mai mari de trei centimetri, cu fibula fracturată.
În 2006, autorul italian Romano C.L. a propus un nou sistem de clasificare a defectelor de os. Autorul recunoaște trei tipuri de defecte osoase:
Tipul I – defect cavitar – reprezintă un defect volumul căruia poate varia de la căţiva milimetri cubi până la câţiva centimetri cubi, cu păstrarea stabilităţii osoase. Cel mai frecvent acest tip de defect se întâlnește în osteomielita hematogenă și osteomielita posttraumatică cronică, asociată cu implanturi;
Tipul II – defect epifizeal – reprezintă o pierdere totală sau parţială a osului la nivelul articulaţiei;
Tipul III – defect osos segmentar, asociat cu instabilitatea osului. Acesta, la rândul lui, poate fi de
trei tipuri:
tipul III A – când defectul dintre extremităţile osului este mai mic de un centimetru;
tipul III B – când defectul este mai mare de un centimetru, dar mai mic de trei centimetri;
tipul III C – când defectul este mai mare de 3 centimetri.
Cel mai recent sistem de clasificare a infecţiei osului a fost propus în anul 2011 de către Romano C.L. și se numește (7 ICCS) – Seven-Item Comprehensive Classification System (Sistem desfășurat de clasificare în baza a șapte criterii). Criteriile de clasificare sunt: prezentarea clinică, criteriul etiopatogenetic, criteriul anatomopatologic, tipul gazdei și vârsta, microorganismul implicat, tipul defectului osos și tipul defectului de ţesuturi moi.
În baza criteriului clinic, autorii propun a diferenţia osteomielita acută, subacută și cronică.
În baza criteriului etiopatogenetic, osteomielita poate fi: hematogenă, asociată vasculopatiei sau neuropatiei și posttraumatică. Osteomielita posttraumatică, la rândul ei, poate fi în cazul unui implant temporar sau unui implant permanent. În cazul prezenţei implantului temporar, în continuare, pentru stadializarea infecţiei, se folosește clasificarea ICS (Infecţie, Calus, Stabilitate), descrisă mai sus. În conformitate cu criteriul anatomo-patologic, osteomielita poate fi localizată la nivelul: coloanei vertebrale, mâinii, oaselor lungi și piciorului. Când osteomielita implică oasele lungi, în continuare este nevoie de a o stadializa după criteriile Cierny-Mader, descrise mai sus.
În funcţie de particularităţile pacientului, gazda poate fi de trei tipuri: A, B, C (după McPherson). În funcţie de tipul microorganismului implicat, osteomielita poate fi cauzată de germeni patogeni Gram+, Gram -, micobacterii, fungi, floră mixtă sau multirezistentă și negativă (când agentul patogen nu poate fi depistat). Defectele osoase, asociate infecţiei osteomielitice, pot fi clasificate în cele trei tipuri propuse de același autor.
Ultimul aspect al sistemului de clasificare în baza a 7 criterii este defectul de ţesuturi moi. Atunci când defectul de ţesuturi moi lipsește, este tipul 0. În caz de prezenţă, defectul de ţesuturi moi se clasifică în continuare cu expunere de os și fără expunere de os. Dacă este prezent defectul de ţesuturi moi, obligatoriu se vor indica dimensiunile defectului în centimetri pătraţi.
LEONID FEGHIU– Doctor în științe medicale; Șef secție, medic ortoped-traumatolog, gradul unu
a.n: 20.12.1976
e-mail: [email protected], [email protected]
STUDII:
1983 – 1991 școala Nr.1 din orașul Chișinău, Republica Moldova;
1991 – 1994 liceul industrial Nr. 35 din orașul București, România;
1995 – 2002 facultatea Medicină Generală a Universității de Stat de Medicină și Farmacie ”Nicolae Testemițanu” din Chișinău
ACTIVITATEA PROFESIONALĂ
2007 – 2008 medic ordinator, Centrul Republican de Leziuni Termice a Spitalulului Clinic de Traumatologie și Ortopedie;
2008 – 2009 medic ordinator Secția Nr.1 a Spitalulului Clinic de Traumatologie și Ortopedie;
2009 – 2012 medic ordinator Secția Nr. 5 a Spitalulului Clinic de Traumatologie și Ortopedie;
2012 – prezent șeful secției Nr. 5 a Spitalulului Clinic de Traumatologie și Ortopedie;
EDUCAȚIE_ȘI_FORMARE:
2002 – 2006 rezidențiat specialitatea Ortopedie și traumatologie, Universitatea de Stat de Medicină și Farmacie ”Nicolae Testemițanu”, Chișinău;
17.09.2007 – 18.10.2007 Microchirurgia în patologiile osteoarticulare, Universitatea de Stat de Medicină și Farmacie ”Nicolae Testemițanu”, Chișinău;
13.10.2008 – 13.11.2008 Aspectul contemporan al patogeniei și tratamentului combustiilor, Universitatea de Stat de Medicină și Farmacie ”Nicolae Testemițanu”, Chișinău;
24.09.2012 – 03.10.2012 Lambourile insulare ale membrului pelvin, Universitatea de Stat de Medicină și Farmacie ”Nicolae Testemițanu”, Chișinău;
20.01.2014 – 24.01.2014 Infecția chirurgicală, metodologia didactică, Universitatea de Stat de Medicină și Farmacie ”Nicolae Testemițanu”, Chișinău;
ACTIVITATEA ȘTIINȚIFICĂ:
Lucrări științifice publicate – 15 articole, 6 publicaţii fără coautori, 4 articole în reviste din străinătate 7 teze şi 6 brevete de invenţie.
2007 – Doctorand catedra de ortopedie și traumatologie
2015 – doctor în științe medicale tema tezei de doctor: Lamborile pe vasele perforante ale gambei în tratamentul defectelor tisulare.
Este membru al Asociației Ortopezilor-Traumatologi din Republica Moldova.N.B. Această publicație prezintă doar date cu caracter informativ.
N.B. Această publicație prezintă doar date cu caracter informativ.
VĂ DORIM MULTĂ SĂNĂTATE!
Cu respect: Dr.ș.m. medic ortoped-traumatolog LEONID FEGHIU

