بعض جوانب تطور المضاعفات المعدية في تقويم المفاصل

لقد احتلت جراحة استبدال مفصل الورك مكانةً رائدةً في العلاج الجراحي لأشكال حادة من أمراض مفصل الورك. تُزيل هذه العملية الألم أو تُخففه بشكل ملحوظ، وتُعيد حركة المفصل، وتُقدم الدعم للطرف، وتُحسّن المشية، وبالتالي تُحسّن جودة حياة المريض بشكل ملحوظ. ولكن من المعروف أن أي علاج جراحي قد يُصاحبه أيضًا عدد من المضاعفات، منها العدوى. ووفقًا للأبحاث، فإن مركز جراحة العظام الذي يُجري جراحات استبدال مفصل كبيرة ويُجري ما لا يقل عن 100 عملية جراحية سنويًا، يُمكن أن يُعاني من مُعدل مضاعفات معدية بنسبة 17% في السنة الأولى، وينخفض هذا المُعدل بنسبة 5% في السنة الثانية، وبنسبة 3% في السنة الثالثة، ليصل في المتوسط إلى 4%.

تزداد مشكلة المضاعفات المعدية في عمليات تركيب المفاصل الصناعية الكبيرة إلحاحًا يومًا بعد يوم، على الرغم من الاستخدام الفعال للمضادات الحيوية الوقائية والأساليب الحديثة للتعقيم الجراحي. ويعود ذلك إلى تزايد عدد المؤسسات التي تُجري عمليات استبدال المفاصل، وصعوبة تحديد مسببات الأمراض، وتعقيد العلاج، وشدة العواقب. كل هذا يؤدي في النهاية إلى تدهور نتائج التدخل، وزيادة تكلفة وشروط إعادة تأهيل المرضى بعد الجراحة.

تنجم المشكلة أيضًا عن الحالة الصحية العامة، وخاصةً لدى المرضى المسنين، حيث يصعب على الجسم مقاومة العدوى. وتنجم هذه الحالة المثبطة للمناعة عن نقص مناعي ثانوي مُستحث بعد تدخل جراحي طويل الأمد ومؤلم للغاية، ودخول نواتج تدمير الأنسجة إلى الدم، بالإضافة إلى سمات الجهاز المناعي المرتبطة بالعمر لدى المرضى المسنين.

إن زيادة عدد عمليات استبدال المفاصل، إلى جانب ارتفاع إمكانية إعادة التأهيل، تصاحبها زيادة في حالات العدوى العميقة في منطقة التدخل الجراحي، حيث تتراوح، وفقًا لباحثين محليين وأجانب، بين 0.3% و1% في التدخل الأولي، وتصل إلى 40% أو أكثر في عمليات المراجعة. يُعد علاج هذه المضاعفات المعدية عملية طويلة تتطلب استخدام أدوية ومواد باهظة الثمن. كان يُنظر سابقًا إلى زراعة طرف اصطناعي في منطقة مصابة بالعدوى على أنها أمر غير مقبول على الإطلاق. إلا أن تطور فهم الفيزيولوجيا المرضية للعدوى المرتبطة بالغرسات، بالإضافة إلى التقدم في التقنيات الجراحية، جعلا من زراعة الأطراف الاصطناعية الناجحة أمرًا ممكنًا حتى في هذه الحالات.

يتفق معظم الجراحين على أن إزالة مكونات الطرف الاصطناعي والمعالجة الجراحية الدقيقة للجرح مرحلة أولى مهمة في علاج المريض. ومع ذلك، لا يوجد إجماع حتى الآن على طرق استعادة الحالة الوظيفية للمفصل دون ألم وبأقل خطر لتكرار العدوى.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]

مراحل تكوين الأغشية الحيوية

المرحلة الأولى: الالتصاق العكسي بالسطح. غالبًا ما توجد الكائنات الدقيقة ككتل عائمة حرة أو مستعمرات منفردة (مثل العوالق). ومع ذلك، في الظروف العادية، تميل معظم الكائنات الدقيقة إلى الالتصاق بالسطح، وفي النهاية تُشكل غشاءً حيويًا.

المرحلة الثانية: التصاق دائم بالسطح. مع تكاثر البكتيريا، تلتصق به بقوة أكبر، وتتمايز، وتتبادل الجينات، مما يضمن بقائها.

الخطوة 3: تكوين مصفوفة/غشاء حيوي واقي للمخاط. بمجرد تثبيتها بإحكام، تبدأ البكتيريا بتكوين مصفوفة محيطة بعديد السكاريد الخارجي تُعرف باسم مادة بوليمرية خارج الخلية. هذه هي مصفوفة EPS. ثم تُشكل مستعمرات صغيرة من البكتيريا الغشاء الحيوي الأولي. يختلف تكوين مصفوفة EPS باختلاف الكائنات الحية الدقيقة الموجودة، ولكنه يشمل عمومًا عديدات السكاريد والبروتينات والجليكوليبيدات والحمض النووي البكتيري. تساعد مجموعة متنوعة من البروتينات والإنزيمات الغشاء الحيوي على الالتصاق بشكل أقوى بطبقة الجرح. تُطلق الأغشية الحيوية المكتملة (الناضجة) باستمرار بكتيريا بلانكتونية ومستعمرات دقيقة وشظايا، والتي يمكن أن تنتشر وتلتصق بأجزاء أخرى من طبقة الجرح أو بأسطح الجرح الأخرى لتكوين مستعمرات جديدة من الغشاء الحيوي.

ما مدى سرعة تشكل الأغشية الحيوية؟

أظهرت الدراسات المعملية التجريبية أن البكتيريا العوالقية، مثل المكورات العنقودية، والمكورات العقدية، والزائفة الزنجارية، والإشريكية القولونية، عادة ما:

1. انضموا إلى بعضهم البعض في غضون بضع دقائق؛
2. تشكل مستعمرات صغيرة ملتصقة بقوة خلال 2-4 ساعات؛
3. إنتاج عديدات السكاريد خارج الخلية وتصبح أكثر تحملاً بشكل كبير للمبيدات الحيوية، مثل المضادات الحيوية والمطهرات والمعقمات، في غضون 6-12 ساعة؛
4. تشارك في مستعمرات الأغشية الحيوية الكاملة، والتي تكون مقاومة جدًا للمبيدات الحيوية وتفقد البكتيريا العوالقية في غضون 2-4 أيام اعتمادًا على نوع البكتيريا وظروف النمو؛
5. تتعافى بسرعة من التدمير الميكانيكي وتُعيد تكوين غشاء حيوي ناضج خلال 24 ساعة. تشير هذه الحقائق إلى أن عدة عمليات تنظيف متتالية للجروح قد توفر فترة قصيرة، على سبيل المثال أقل من 24 ساعة، يكون خلالها العلاج المضاد للميكروبات أكثر فعالية ضد كل من الكائنات الحية الدقيقة العوالقية وخلايا مسببات الأمراض داخل الغشاء الحيوي في الجرح.

هل يمكنك رؤية الأغشية الحيوية الميكروبية؟

الأغشية الحيوية هي هياكل مجهرية. ومع ذلك، في بعض الحالات، عندما يُسمح لها بالنمو دون رادع لفترة طويلة، تصبح كثيفة لدرجة أنها تُرى بالعين المجردة. على سبيل المثال، يمكن أن تتراكم طبقة البلاك السنية وتصبح واضحة للعيان في غضون يوم واحد. تنتج بعض البكتيريا في النمط الظاهري أصباغًا تُسهّل الكشف البصري عن الغشاء الحيوي بأكمله. على سبيل المثال، تُنتج الزائفة الزنجارية، كونها في النمط الظاهري للأغشية الحيوية، بيوسيانين جزيئيًا أخضر في نظام "استشعار النصاب". ولكن حتى في هذه الحالة، لا يشير التلطيخ الأخضر للجرح دائمًا إلى وجود غشاء حيوي تُشكله الزائفة الزنجارية.

[ 4 ]، [ 5 ]، [ 6 ]، [ 7 ]، [ 8 ]، [ 9 ]، [ 10 ]

هل يمكن العثور على الأغشية الحيوية في الجرب؟

يُوصف الندبة بأنها طبقة سميكة صفراء داكنة نسبيًا في فراش الجرح، بينما تبدو الأغشية الحيوية الموجودة في الجروح أكثر هلامية وأفتح لونًا. ومع ذلك، قد تكون هناك علاقة بين الأغشية الحيوية والندبة. تُحفز الأغشية الحيوية الالتهاب، مما يزيد من نفاذية الأوعية الدموية، وتكوين إفرازات الجرح، وتكوين ندبة الفيبرين. وبالتالي، قد يشير وجود الندبة إلى وجود أغشية حيوية في الجرح. ومع ذلك، فإن هذه العلاقة بين الندبة والأغشية الحيوية في الجروح المزمنة تحتاج إلى دراسة أكثر تعمقًا.

في الوقت الحالي، الطريقة الأكثر موثوقية لتأكيد وجود الأغشية الحيوية الميكروبية هي المجهر المتخصص، مثل المجهر المسحي بالليزر البؤري.

[ 11 ]، [ 12 ]، [ 13 ]، [ 14 ]

تصنيف

يُعدّ استخدام تصنيف فعّال أمرًا بالغ الأهمية لاختيار طريقة علاج منطقية ومقارنة نتائجها. ورغم تنوّع أنظمة التصنيف المقترحة، لا يوجد نظام موحّد متعارف عليه دوليًا لتشخيص عدوى الأطراف الاصطناعية وعلاجها لاحقًا، أي أن علاج المضاعفات المعدية بعد زراعة الأطراف الاصطناعية ليس موحّدًا.

التصنيف الأكثر شيوعًا للعدوى العميقة بعد استبدال مفصل الورك الكامل هو من قبل MB Coventry (1975) - RH Fitzgerald (1977). معيار التصنيف الرئيسي هو وقت ظهور العدوى (الفاصل الزمني بين العملية والظهور الأول للعملية المعدية). بناءً على هذا المعيار، اقترح المؤلفون ثلاثة أنواع سريرية رئيسية للعدوى العميقة. في عام 1996، استكمل DT Tsukayama وآخرون هذا التصنيف بالنوع الرابع، والذي يُعرّف بأنه ثقافة إيجابية أثناء الجراحة. يعني هذا النوع من عدوى الطرف الاصطناعي استعمارًا بكتيريًا بدون أعراض لسطح الطرف الاصطناعي، والذي يتجلى في شكل ثقافات إيجابية أثناء الجراحة لعينتين أو أكثر مع عزل نفس العامل الممرض. ثقافات إيجابية لعينتين إلى خمس عينات أثناء الجراحة. بناءً على نوع العدوى، أوصى المؤلفون باستراتيجية علاج معينة.

تصنيف العدوى العميقة بعد عملية استبدال مفصل الورك بالكامل (كوفنتري-فيتزجيرالد-تسوكاياما)

1. العدوى الحادة بعد الجراحة - خلال الشهر الأول
2. العدوى المزمنة المتأخرة - من شهر واحد
3. العدوى الدموية الحادة - تصل إلى سنة واحدة
4. ثقافة إيجابية أثناء العملية الجراحية - بعد عام واحد أو أكثر

لذلك، في حالة العدوى من النوع الأول، يُعتبر إجراء المراجعة باستئصال النخر، واستبدال بطانة البولي إيثيلين، والحفاظ على المكونات المتبقية من الطرف الاصطناعي مبررًا. أما في حالة العدوى من النوع الثاني، فيُشترط إزالة الطرف الاصطناعي أثناء المراجعة باستئصال النخر الإلزامي، ويمكن محاولة الحفاظ عليه لدى المرضى المصابين بعدوى الطرف الاصطناعي من النوع الثالث. في المقابل، عند تشخيص نتيجة إيجابية لزرعة أثناء الجراحة، يمكن أن يكون العلاج محافظًا - علاجًا بالمضادات الحيوية عن طريق الحقن الكابتة لمدة ستة أسابيع.
خصائص مسببات عدوى الطرف الاصطناعي.

عدوى الأطراف الاصطناعية الداخلية هي حالة خاصة من العدوى المرتبطة بالزرعات، وبغض النظر عن طرق اختراق مسببات الأمراض ومدة تطورها وشدة الأعراض السريرية، فهي خاصة بالأطراف الاصطناعية الداخلية. في هذه الحالة، تُعزى أهمية تطور العملية المعدية إلى الكائنات الدقيقة، وقدرتها على استعمار الأسطح الحيوية وغير الحيوية.

يمكن أن توجد الكائنات الدقيقة في عدة حالات ظاهرية: ملتصقة - على شكل غشاء حيوي من البكتيريا (الغشاء الحيوي)، حرة المعيشة - على شكل عوالق (في حالة محلولة معلقة)، كامنة - على شكل جراثيم. يكمن أساس مسببات الأمراض للميكروبات المسببة لالتهابات الأطراف الاصطناعية في قدرتها على تكوين أغشية حيوية خاصة (أغشية حيوية) على أسطح الغرسات. يُعد فهم هذه الحقيقة بالغ الأهمية لتحديد أساليب العلاج المناسبة.

يمكن تحقيق استعمار البكتيريا للغرسة من خلال آليتين بديلتين. الأولى هي التفاعل المباشر غير النوعي بين البكتيريا والسطح الاصطناعي غير المغطى ببروتينات العائل، وذلك بفضل قوى المجال الكهروستاتيكي، وقوى التوتر السطحي، وقوى فاندر-ويلز، وقوى الكراهية للماء، والروابط الهيدروجينية (الآلية الأولى). وقد ثبت أن الميكروبات تلتصق بالغرسة بشكل انتقائي، وذلك حسب المادة المصنوعة منها. يلتصق سلالات St. epidermidis بشكل أفضل بالأجزاء البوليمرية من الطرف الاصطناعي، بينما تلتصق سلالات St. aureus بالأجزاء المعدنية.

في الآلية الثانية، تُغلَّف المادة المُصنَّعة منها الغرسة ببروتينات "مُضيفة"، تعمل كمستقبلات وربائط تربط الجسم الغريب والكائن الدقيق معًا. تجدر الإشارة إلى أن جميع الغرسات تخضع لما يُسمى بالتغيرات الفسيولوجية، مما يؤدي إلى تغليف الغرسة بشكل فوري تقريبًا ببروتينات البلازما، وخاصة الألبومين.

[ 15 ]، [ 16 ]

كيف تتداخل الأغشية الحيوية مع عملية التئام الجروح؟

أثناء انفصال سطح الجرح عن الغشاء الحيوي، يُحفّز هذا الأخير استجابة التهابية مزمنة. ينتج عن هذا التفاعل ظهور أعداد كبيرة من الخلايا المتعادلة والبلعمية المحيطة بالغشاء الحيوي. تُنتج هذه الخلايا الالتهابية أعدادًا كبيرة من المؤكسدات والبروتيازات التفاعلية (ميتالوبروتيناز المصفوفة والإيلاستاز). تُساعد البروتيازات على تعطيل التصاق الغشاء الحيوي بالأنسجة، وإزالته من الجرح. ومع ذلك، تُدمّر هذه المؤكسدات والبروتيازات التفاعلية أيضًا الأنسجة السليمة والملتئمة، والبروتينات، والخلايا المناعية، مما يُضعف جودة العلاج.

لا تؤدي الاستجابة الالتهابية المزمنة دائمًا إلى إزالة ناجحة للغشاء الحيوي، وقد طُرح افتراضٌ بأن هذه الاستجابة "مفيدة" للغشاء الحيوي. فمن خلال تحفيز استجابة التهابية غير فعالة، يحمي الغشاء الحيوي الكائنات الدقيقة التي تُكوّنه، ويزيد من إنتاج الإفرازات، التي تُعدّ بدورها مصدرًا للتغذية ووسيلةً للحفاظ على الغشاء الحيوي.

هل هناك ظروف تساعد على تكوين الأغشية الحيوية في الجرح؟

ليس معروفًا ما إذا كانت هناك ظروف تُساعد على تكوّن الأغشية الحيوية في الجروح. ومع ذلك، قد تُساعد الظروف الكامنة التي تُضعف جهاز المناعة أو تُقلل من تأثير المضادات الحيوية على تكوّن الأغشية الحيوية في الجروح (مثل نقص تروية الأنسجة أو نخرها، وسوء التغذية).

[ 17 ]، [ 18 ]، [ 19 ]، [ 20 ]، [ 21 ]، [ 22 ]

ما هي مبادئ إدارة الأغشية الحيوية؟

حتى مع وجود احتمال كبير لاحتواء الجرح على غشاء حيوي، لا يوجد علاج من خطوة واحدة. قد تكون الاستراتيجية المُركّبة التي تستخدم عناصر تحضير فراش الجرح لإزالة كتلة الغشاء الحيوي ومنع إعادة تشكيله هي الأمثل. يُشار إلى هذا النهج أحيانًا باسم "العناية بالجروح القائمة على الغشاء الحيوي".

كيف أعرف إذا تم إزالة الغشاء الحيوي؟

إن غياب أعراض واضحة وأساليب مختبرية راسخة لتحديد المجتمعات الميكروبية يُصعّب تحديد اللحظة التي يصبح فيها الجرح خاليًا من الأغشية الحيوية. وأبرزها هو التئام الجروح التدريجي، الذي يتميز بانخفاض إفرازات الإفرازات وتقشير الندبة. وإلى حين وضع إرشادات نهائية، سيتعين على الأطباء اتخاذ قرارات بشأن كيفية علاج الجروح المصابة بالأغشية الحيوية على أساس كل حالة على حدة. على سبيل المثال، عند نجاح العلاج، قد يكون من الضروري تغيير طريقة أو وتيرة العناية بالجروح أو مراعاة الحاجة إلى مضادات الميكروبات الموضعية. وينبغي النظر في التدابير الإضافية لتحفيز التئام الجروح في سياق الحالة الصحية للمريض، وينبغي أن تهدف إلى دعم الجهاز المناعي. وبالتالي، تؤثر الأغشية الحيوية على مسار الأمراض الالتهابية المزمنة، وتشير البيانات الحديثة إلى أنها تلعب أيضًا دورًا مهمًا في تعطيل عملية التئام الجروح المزمنة. تتميز الأغشية الحيوية بمستوى عالٍ من تحمل الأجسام المضادة والمضادات الحيوية والمطهرات والمعقمات والخلايا البلعمية. تشمل العلاجات الحالية للجروح التي تحتوي على الأغشية الحيوية التنظيف الإلزامي المتكرر للجروح مع استخدام ضمادات الجروح والعوامل المضادة للميكروبات لمنع إعادة إصابة الجروح ومنع إعادة تشكيل الأغشية الحيوية.

عند دراسة المسببات المرضية لعدوى الجروح، يجب مراعاة أن أي بؤرة معدية محلية تُعتبر تكاثرًا حيويًا مرضيًا من وجهة نظر ميكروبيولوجية. هذا يعني أن أي ميكروبيوم موجود في بؤرة معينة لا يمكنه المشاركة بفعالية في العملية المعدية إلا إذا وجد الظروف المثلى لوجود وظهور جميع الوظائف الخضرية، بما في ذلك تحقيق أقصى قدر من قدرتها الإمراضية للكائن المضيف. ويشكل إدراك هذا الوضع بدوره أساسًا للاستنتاجات اللاحقة. إذا كانت القدرة الإمراضية الأولية للعامل الممرض عالية بما يكفي، وكانت الآليات الطبيعية للدفاع المضاد للعدوى لدى المضيف غير كافية أو ضعيفة بسبب عملية مرضية خلفية، فإن تكوين بيئة حيوية مرضية قد يكون نتيجة للتطور التدريجي للعملية المعدية نفسها.

مرشح العلوم الطبية غاريفولوف جميل جاكيليفيتش. بعض جوانب تطور المضاعفات المعدية أثناء جراحة استبدال المفاصل // الطب العملي. 8 (64) ديسمبر 2012 / المجلد 1