L’infezione correlata a dispositivo è una complicazione grave che può verificarsi quando i dispositivi medici impiantati nel corpo vengono colonizzati da microrganismi dannosi, portando a una malattia che richiede un trattamento complesso e può influire significativamente sulla qualità di vita del paziente.

Comprendere le infezioni correlate a dispositivo

Quando un medico inserisce un dispositivo medico all’interno del corpo—come un pacemaker per controllare il battito cardiaco, una protesi articolare per sostituire un ginocchio o un’anca danneggiati, o un catetere per aiutare la funzione urinaria—questo dispositivo può talvolta infettarsi. Un’infezione correlata a dispositivo si verifica quando germi come batteri, funghi o virus si depositano sul dispositivo impiantato e iniziano a crescere. Queste infezioni rappresentano una delle complicazioni più gravi che possono verificarsi dopo aver ricevuto un impianto medico, e colpiscono una porzione sostanziale di pazienti che dipendono da queste tecnologie salvavita o che migliorano la qualità della vita.^[1]

Il processo infettivo inizia tipicamente quando i microrganismi si attaccano al materiale estraneo dell’impianto. Una volta attaccati, questi germi subiscono cambiamenti che permettono loro di formare un biofilm—una comunità protettiva di cellule batteriche circondata da una sostanza appiccicosa che producono esse stesse. Questo biofilm agisce come uno scudo, rendendo i batteri molto più difficili da combattere per il sistema immunitario e molto più resistenti agli antibiotici che normalmente li ucciderebbero. A causa di questa barriera protettiva, i germi possono continuare a moltiplicarsi sulla superficie del dispositivo, causando potenzialmente danni ai tessuti circostanti o diffondendo l’infezione in tutto il corpo.^[2]

I dispositivi medici possono includere un’ampia varietà di impianti. I dispositivi cardiaci come pacemaker e defibrillatori aiutano a regolare il battito cardiaco. Gli impianti ortopedici come anche artificiali, ginocchia o viti tengono insieme le ossa. I dispositivi urologici come i cateteri urinari aiutano a drenare l’urina. I dispositivi neurochirurgici includono shunt che drenano il liquido dal cervello. I dispositivi vascolari come valvole cardiache o stent mantengono il flusso sanguigno corretto. Ogni tipo di dispositivo comporta il proprio rischio di infezione, e le conseguenze possono variare da un lieve disagio a malattie potenzialmente mortali.^[3]

Quanto sono comuni le infezioni correlate a dispositivo?

Le infezioni correlate a dispositivo sono molto più comuni di quanto molte persone immaginino. Secondo i dati dei Centers for Disease Control and Prevention, tra il 50 e il 70 percento di tutte le infezioni associate all’assistenza sanitaria—quasi 2 milioni di casi ogni anno—possono essere ricondotte a dispositivi medici permanenti. Questo significa che più della metà di tutte le infezioni che le persone acquisiscono in ambito sanitario sono collegate a dispositivi inseriti nel loro corpo.^[1]

La frequenza con cui si verificano queste infezioni varia significativamente a seconda del tipo di dispositivo coinvolto. Circa il 25 percento di tutte le infezioni associate all’assistenza sanitaria sono specificamente associate a dispositivi. Per alcuni dispositivi, i tassi di infezione sono relativamente bassi, mentre per altri rappresentano una minaccia molto maggiore. Il tasso di infezione è costantemente più alto quando un dispositivo deve essere sostituito o reimpiantato rispetto a quando viene inserito per la prima volta. Questo schema suggerisce che ogni volta che i medici operano nell’area intorno a un impianto, c’è una maggiore opportunità per i germi di entrare.^[3]

Anche i tassi di mortalità associati alle infezioni da dispositivo variano ampiamente in base al tipo di dispositivo. Alcuni dispositivi, come gli impianti dentali o i cateteri urinari, hanno tassi di mortalità relativamente bassi, inferiori al 5 percento quando infetti. Tuttavia, le infezioni delle valvole cardiache meccaniche possono essere letali in oltre il 25 percento dei casi. Queste statistiche sottolineano quanto possano essere gravi le infezioni correlate a dispositivo, in particolare quando coinvolgono dispositivi situati vicino a organi vitali o nel flusso sanguigno.^[1]

Negli ultimi anni, il numero di infezioni correlate a dispositivo è aumentato costantemente. Un’analisi delle cartelle cliniche ospedaliere che copre oltre 4 milioni di impianti di dispositivi cardiaci nel corso di 16 anni ha rilevato che i tassi di infezione sono aumentati del 210 percento durante quel periodo. Il tasso annuale di infezione è aumentato significativamente, passando dall’1,53 percento nel 2004 al 2,41 percento nel 2008. Questo aumento sta avvenendo più rapidamente della crescita nell’uso dei dispositivi stessi, suggerendo che fattori oltre al semplice inserimento di più dispositivi stanno contribuendo al problema.^[11]

Quali sono le cause delle infezioni correlate a dispositivo?

Le infezioni correlate a dispositivo sono più comunemente causate da batteri, anche se funghi e altri microrganismi possono occasionalmente esserne responsabili. L’infezione può iniziare in diversi modi. Più spesso, i germi contaminano il dispositivo durante l’intervento chirurgico quando viene inserito. Anche con procedure di sterilizzazione accurate, i batteri dalla pelle del paziente, dal team chirurgico o dall’ambiente della sala operatoria possono talvolta arrivare sul dispositivo. Una volta che il dispositivo è impiantato e il sito chirurgico si chiude, eventuali batteri rimasti hanno l’opportunità di moltiplicarsi e stabilire un’infezione.^[3]

Un’altra via di infezione si verifica quando i batteri che viaggiano nel flusso sanguigno—una condizione chiamata batteriemia—si depositano su un dispositivo che era precedentemente privo di infezioni. Questo può accadere quando qualcuno sviluppa un’infezione in un’altra parte del corpo, come un’infezione del tratto urinario o una polmonite, e i batteri di quell’infezione entrano nel flusso sanguigno e viaggiano fino al dispositivo. Inoltre, l’infezione può diffondersi da tessuti infetti vicini direttamente al dispositivo attraverso quella che i medici chiamano diffusione contigua.^[3]

I tipi specifici di batteri che causano infezioni da dispositivo variano a seconda del tipo di dispositivo e di quando si verifica l’infezione. I batteri gram-positivi, in particolare varie specie di Staphylococcus, sono i colpevoli più comuni. Staphylococcus aureus e stafilococchi coagulasi-negativi come Staphylococcus epidermidis si trovano in molte infezioni da dispositivo. Questi batteri normalmente vivono sulla pelle umana, il che spiega perché contaminano così facilmente i dispositivi durante l’intervento chirurgico. Altri batteri gram-positivi che possono causare infezioni da dispositivo includono specie di Enterococcus, Streptococcus, Corynebacterium e Propionibacterium.^[3]

I batteri gram-negativi, sebbene meno comuni dei batteri gram-positivi, causano anche infezioni da dispositivo. Questi includono organismi come Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae e Proteus mirabilis. In casi rari, funghi come specie di Candida, micobatteri non tubercolari o altri organismi insoliti possono essere responsabili, in particolare nei pazienti il cui sistema immunitario è gravemente indebolito.^[3]

Il momento in cui si verifica l’infezione fornisce indizi sulla sua origine. Le infezioni che si verificano nelle prime settimane dopo il posizionamento del dispositivo, chiamate infezioni postoperatorie precoci, sono tipicamente causate da organismi introdotti durante l’intervento chirurgico, più comunemente Staphylococcus aureus. Le infezioni che si sviluppano mesi o anni dopo l’impianto, chiamate infezioni croniche, possono essere causate da batteri meno aggressivi come Staphylococcus epidermidis o specie di Propionibacterium che crescono lentamente nel tempo. Le infezioni che compaiono molto tempo dopo l’intervento chirurgico—spesso due o più anni dopo—sono solitamente causate da batteri che hanno viaggiato attraverso il flusso sanguigno da un’infezione altrove nel corpo.^[3]

Chi è a rischio più elevato?

Alcuni gruppi di persone hanno maggiori probabilità di sviluppare infezioni correlate a dispositivo a causa di vari fattori che indeboliscono la capacità del corpo di combattere i germi o aumentano l’esposizione ai batteri. Comprendere questi fattori di rischio è importante perché aiuta medici e pazienti a prendere precauzioni extra quando necessario.

L’età gioca un ruolo significativo nel rischio di infezione. L’incidenza di infezioni correlate a dispositivo è maggiore nelle persone di età superiore ai 65 anni. Man mano che la popolazione invecchia e più anziani ricevono dispositivi medici, si prevede che il numero complessivo di infezioni continui ad aumentare. Gli adulti più anziani hanno spesso sistemi immunitari più deboli e possono avere molteplici condizioni di salute che compromettono ulteriormente la loro capacità di combattere le infezioni.^[11]

Diverse condizioni mediche croniche aumentano la suscettibilità alle infezioni da dispositivo. Il diabete è un fattore di rischio importante perché alti livelli di zucchero nel sangue possono compromettere la funzione del sistema immunitario e rallentare la guarigione delle ferite. Le persone con malattia renale cronica, in particolare quelle che richiedono dialisi, affrontano rischi di infezione più elevati perché la loro condizione richiede spesso inserimenti frequenti di aghi e i loro sistemi immunitari possono essere compromessi. L’insufficienza cardiaca, la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) e il cancro aumentano tutti il rischio di infezione, così come le condizioni che richiedono farmaci immunosoppressori—farmaci che indeboliscono deliberatamente il sistema immunitario, come corticosteroidi o agenti chemioterapici.^[16]

Infezioni precedenti, in particolare una storia di infezione in un dispositivo precedente, aumentano significativamente la probabilità di infezione in un dispositivo nuovo o sostitutivo. I pazienti che hanno già sperimentato un’infezione da dispositivo sono a rischio elevato per infezioni future, possibilmente perché i batteri che hanno causato la prima infezione possono essere ancora presenti nei tessuti circostanti o perché l’infezione iniziale ha lasciato danni duraturi che rendono l’area più vulnerabile.^[3]

Alcuni farmaci aumentano il rischio di infezione oltre ai soli immunosoppressori. Gli anticoagulanti—farmaci che prevengono i coaguli di sangue—sono associati a tassi di infezione più elevati, possibilmente perché il sanguinamento o i lividi intorno al sito del dispositivo possono creare sacche dove i batteri possono crescere. Gli antibiotici stessi, sebbene destinati a prevenire l’infezione, possono talvolta avere effetti controproducenti uccidendo i batteri utili e permettendo ai ceppi resistenti di prosperare.^[11]

Anche la complessità del dispositivo e della procedura chirurgica è importante. Sistemi più complessi, come i dispositivi di terapia di resincronizzazione cardiaca che richiedono più elettrodi inseriti nel cuore, hanno tassi di infezione più elevati rispetto ai pacemaker monocamerali più semplici. Le procedure che richiedono un reintervento—sia per sostituire un dispositivo, aggiungere componenti o risolvere problemi—comportano rischi di infezione sostanzialmente più elevati rispetto ai primi impianti. Ogni volta che i medici operano sulla tasca del dispositivo o manipolano gli elettrodi, c’è un’altra opportunità per i batteri di contaminare l’hardware.^[12]

Riconoscere i sintomi

I sintomi delle infezioni correlate a dispositivo possono variare ampiamente a seconda di dove si trova il dispositivo, che tipo di infezione si è sviluppata e da quanto tempo l’infezione è presente. Il quadro clinico varia da infezioni senza sintomi evidenti a malattie sistemiche gravi che possono portare a sepsi—una condizione potenzialmente mortale in cui la risposta del corpo all’infezione causa infiammazione diffusa e danno d’organo—o shock settico, dove la pressione sanguigna scende pericolosamente.^[3]

I segni locali di infezione nel sito del dispositivo sono spesso il primo indizio che qualcosa non va. Questi segni includono arrossamento della pelle intorno all’impianto, calore quando si tocca l’area, gonfiore, dolore o sensibilità e drenaggio di liquido dalla ferita chirurgica. La pelle sopra il dispositivo potrebbe apparire infiammata o sentirsi calda rispetto alla pelle circostante. In alcuni casi, la pelle può rompersi, formando un’ulcerazione—una piaga aperta—che espone il dispositivo sottostante. Il dispositivo stesso potrebbe diventare visibile attraverso la pelle o potrebbe sembrare che si muova più di quanto dovrebbe, suggerendo che la tasca è infetta e i tessuti si stanno deteriorando.^[3]

I sintomi sistemici indicano che l’infezione si è diffusa oltre il sito del dispositivo nel flusso sanguigno o in altre parti del corpo. La febbre è un sintomo sistemico comune, così come brividi e sudorazione. I pazienti possono sentirsi generalmente poco bene, con stanchezza, debolezza o dolori corporei. Quando i dispositivi si trovano nel cuore o vicino ad esso, i batteri infetti possono staccarsi e viaggiare attraverso il flusso sanguigno verso altri organi, causando fenomeni embolici—blocchi nei vasi sanguigni che possono portare a ictus, danni renali o altre complicazioni gravi.^[2]

Talvolta le infezioni causano danni ai tessuti locali oltre al semplice arrossamento e gonfiore. Il dispositivo infetto può allentarsi dalla sua posizione corretta. Può verificarsi una deiscenza della ferita—quando l’incisione chirurgica si riapre. I componenti del dispositivo potrebbero non funzionare correttamente o rompersi. Per le valvole cardiache in particolare, l’infezione può causare danni ai lembi valvolari, portando a sintomi di insufficienza cardiaca come mancanza di respiro e gonfiore alle gambe.^[2]

Un aspetto particolarmente impegnativo delle infezioni da dispositivo è che a volte possono essere presenti senza causare sintomi evidenti, specialmente nelle fasi iniziali o quando sono causate da batteri a crescita lenta. Questo significa che un paziente potrebbe avere un’infezione da dispositivo anche se si sente bene e non ha segni visibili di problemi. Questo è il motivo per cui l’insorgenza di segni e sintomi può verificarsi precocemente dopo l’impianto, suggerendo contaminazione durante l’intervento chirurgico, o può essere ritardata, apparendo talvolta mesi o addirittura anni dopo.^[2]

Prevenire le infezioni correlate a dispositivo

Prevenire le infezioni correlate a dispositivo richiede attenzione a molteplici fattori prima, durante e dopo il posizionamento del dispositivo. Sebbene nessuna strategia di prevenzione sia perfetta, seguire le linee guida stabilite può ridurre significativamente il rischio di infezione.

La profilassi antibiotica—somministrare antibiotici prima dell’intervento chirurgico—è una delle misure preventive più importanti. Le linee guida raccomandano di somministrare antibiotici che colpiscono i batteri stafilococcici, la causa più comune di infezioni da dispositivo, entro un’ora prima dell’inizio della procedura. Questo crea alti livelli di antibiotico nei tessuti e nel sangue durante l’intervento chirurgico quando la contaminazione è più probabile. Tuttavia, il collegamento tra infezioni da dispositivo e assistenza medica significa che i pazienti sono anche esposti a batteri multiresistenti, quindi i medici devono scegliere gli antibiotici con attenzione per colpire gli organismi più probabili considerando i modelli di resistenza locali.^[12]

La tecnica chirurgica e l’ambiente operatorio svolgono ruoli cruciali nella prevenzione. L’adesione rigorosa alla tecnica sterile durante l’impianto del dispositivo aiuta a minimizzare l’introduzione di batteri. Questo include una preparazione accurata della pelle, un corretto lavaggio delle mani e uso di guanti da parte del team chirurgico, il mantenimento di un campo sterile durante tutta la procedura e una manipolazione attenta dei componenti del dispositivo. Alcuni centri utilizzano speciali manicotti o involucri antibatterici che avvolgono i dispositivi cardiaci e rilasciano lentamente antibiotici, e questi hanno mostrato risultati promettenti nel ridurre i tassi di infezione.^[11]

La gestione dei fattori di rischio modificabili prima dell’intervento chirurgico può ridurre il rischio di infezione. Per i pazienti con diabete, ottimizzare il controllo della glicemia nelle settimane che precedono il posizionamento del dispositivo aiuta il sistema immunitario a funzionare meglio e promuove una corretta guarigione delle ferite. La cessazione del fumo, anche per poche settimane prima dell’intervento, migliora l’ossigenazione dei tessuti e la guarigione. Trattare eventuali infezioni attive altrove nel corpo prima di impiantare un dispositivo previene che i batteri colonizzino il nuovo hardware.^[12]

La cura postoperatoria è ugualmente importante. Mantenere il sito chirurgico pulito e asciutto, monitorare i segni precoci di infezione ed evitare attività che potrebbero stressare l’incisione durante il periodo di guarigione contribuiscono tutti alla prevenzione dell’infezione. I pazienti dovrebbero essere educati su quali sintomi osservare e quando contattare il loro operatore sanitario.

Per alcuni tipi di dispositivi e situazioni, possono essere appropriate strategie preventive aggiuntive. Queste potrebbero includere l’uso di materiali impregnati di antibiotici, l’applicazione di medicazioni specializzate o la programmazione di visite di follow-up a intervalli specifici per controllare i segni di infezione prima che i sintomi diventino evidenti.

Nonostante tutte queste misure, alcune infezioni si verificheranno comunque perché è praticamente impossibile eliminare tutti i batteri durante l’intervento chirurgico, e i dispositivi stessi forniscono superfici dove i batteri possono nascondersi dalle difese immunitarie. Questa realtà sottolinea perché la rilevazione precoce e il trattamento tempestivo sono così importanti quando la prevenzione fallisce.^[12]

Come cambia il corpo durante l’infezione da dispositivo

Comprendere cosa succede all’interno del corpo quando un dispositivo si infetta aiuta a spiegare perché queste infezioni sono così difficili da trattare. Il processo coinvolge interazioni complesse tra il materiale impiantato, i microrganismi invasori e i sistemi immunitario e di coagulazione del corpo.

Quando un oggetto estraneo come un dispositivo medico viene inserito nel corpo, il sistema immunitario lo riconosce immediatamente come non appartenente. Anche senza infezione, il corpo circonda l’impianto con cellule immunitarie e tessuto fibroso in quella che viene chiamata risposta da corpo estraneo. Questa risposta è di solito lieve e aiuta a isolare il dispositivo. Tuttavia, se i batteri contaminano il dispositivo, questo stesso processo può involontariamente aiutare l’infezione creando un ambiente dove i batteri sono parzialmente protetti dagli attacchi immunitari.^[1]

La formazione del biofilm è centrale nella fisiopatologia dell’infezione da dispositivo. Immediatamente dopo l’impianto di un dispositivo, le proteine dal sangue e dal fluido tissutale rivestono la sua superficie. I batteri che entrano in contatto con questo strato proteico possono aderirvi. Una volta attaccati, i batteri iniziano a produrre la matrice polimerica extracellulare che definisce il biofilm. All’interno di questo biofilm, i batteri si comportano in modo molto diverso rispetto a quando fluttuano liberamente. Crescono più lentamente, entrano in stati di dormienza e attivano geni che li rendono resistenti agli antibiotici. La matrice del biofilm stessa agisce come una barriera fisica che gli antibiotici faticano a penetrare.^[5]

Il biofilm può agire come un filtro, intrappolando minerali o componenti dal siero del sangue. La maggior parte del volume del biofilm è in realtà composta da questa sostanza polimerica extracellulare piuttosto che da cellule batteriche. L’esame microscopico rivela che il materiale extracellulare appare come sottili filamenti che collegano le cellule tra loro e alla superficie del dispositivo, o come strati di materiale amorfo che coprono la superficie. Questa architettura rende i biofilm sia tenaci—estremamente difficili da rimuovere—che altamente resistenti al trattamento antimicrobico.^[5]

La ricerca ha dimostrato quanto siano resistenti i batteri del biofilm rispetto ai batteri fluttuanti. In studi di laboratorio, trattare il biofilm con livelli di antibiotico molto superiori a quelli che normalmente ucciderebbero i batteri ha prodotto solo modeste riduzioni dei conteggi batterici—una diminuzione di 100 volte—mentre la stessa dose di antibiotico ha prodotto una diminuzione di oltre 100 milioni di volte nei batteri fluttuanti della stessa specie. Questa differenza drammatica spiega perché le infezioni da dispositivo di solito non possono essere curate solo con antibiotici.^[5]

Il sistema immunitario dell’ospite fatica a combattere efficacemente le infezioni da biofilm. Le cellule immunitarie come neutrofili e macrofagi—i guerrieri del corpo contro le infezioni—arrivano al dispositivo infetto ma non possono penetrare la matrice del biofilm per raggiungere i batteri all’interno. Questo porta a una fagocitosi frustrata, dove le cellule immunitarie tentano continuamente senza successo di inglobare i batteri, rilasciando sostanze chimiche infiammatorie che danneggiano i tessuti circostanti ma non eliminano l’infezione. Questa infiammazione cronica contribuisce all’allentamento degli impianti, alla rottura dei tessuti e ad altre complicazioni.^[1]

Anche il sistema di coagulazione—il meccanismo di coagulazione del sangue del corpo—viene coinvolto nelle infezioni da dispositivo. I batteri e i loro prodotti possono attivare la coagulazione, portando alla formazione di piccoli coaguli sul dispositivo e intorno ad esso. Questi coaguli possono ospitare batteri, proteggendoli ulteriormente dagli antibiotici e dalle difese immunitarie. Nei dispositivi cardiaci con elettrodi che attraversano i vasi sanguigni, questi coaguli infetti possono staccarsi e viaggiare verso altri organi, causando complicazioni gravi.^[1]

Per dispositivi come i cateteri urinari, i biofilm possono inizialmente contenere una singola specie batterica, ma man mano che il catetere rimane in posizione più a lungo, più specie lo colonizzano, creando biofilm complessi multispecie. Diverse specie batteriche all’interno di questi biofilm possono cooperare, con alcune specie che creano condizioni che aiutano altre a sopravvivere o producendo fattori che aumentano la resistenza agli antibiotici per l’intera comunità.^[5]