Le infezioni articolari in sede di dispositivo medico rappresentano una delle complicanze più serie che possono verificarsi quando protesi articolari o dispositivi ortopedici vengono impiantati nel corpo. Sebbene relativamente rare—colpiscono circa l’uno-due percento dei pazienti che ricevono protesi articolari—queste infezioni possono avere un impatto profondo sulla vita di una persona, richiedendo trattamenti prolungati, interventi chirurgici multipli e talvolta persino la rimozione dell’impianto stesso.

Quando l’infezione minaccia gli impianti articolari: comprendere la sfida

Quando una persona si sottopone a un intervento chirurgico per sostituire un’articolazione danneggiata con una artificiale, l’obiettivo è sempre quello di alleviare il dolore e ripristinare il movimento. La stragrande maggioranza di questi interventi ha successo. Tuttavia, in una piccola percentuale di casi, i batteri raggiungono il dispositivo impiantato e causano un’infezione particolarmente difficile da trattare.^[1] A differenza delle infezioni nelle articolazioni naturali, queste infezioni protesiche articolari—chiamate anche infezioni periprotesiche articolari o PJI—sono particolarmente ostinate perché i materiali artificiali forniscono una superficie su cui i batteri possono aderire e formare comunità protettive chiamate biofilm.^[1]

La presenza di impianti in metallo, plastica o ceramica nel corpo cambia fondamentalmente il comportamento delle infezioni. Il nostro sistema immunitario si affida al flusso sanguigno per rilevare e combattere i batteri invasori, ma poiché le articolazioni artificiali non ricevono apporto di sangue, il corpo fatica a identificare ed eliminare i batteri che si attaccano a queste superfici.^[2] Questo significa che un numero molto più piccolo di batteri può causare un’infezione intorno a un impianto rispetto a quanto sarebbe necessario per infettare un’articolazione naturale.^[1]

Le conseguenze di queste infezioni vanno ben oltre il disagio fisico. I pazienti affrontano stress emotivo, ricoveri ospedalieri prolungati, settimane o mesi di terapia antibiotica e spesso molteplici procedure chirurgiche.^[4] L’onere finanziario è significativo—i costi di un intervento di revisione possono raggiungere circa 50.000 dollari per caso.^[4] Cosa più importante, queste infezioni aumentano la sofferenza del paziente e, in alcuni casi, il rischio di mortalità.^[1]

Il trattamento delle infezioni articolari in sede di dispositivo medico si concentra su diversi obiettivi interconnessi: eradicare l’infezione stessa, preservare il più possibile la funzione articolare, alleviare il dolore e prevenire il ritorno o la diffusione dell’infezione. L’approccio terapeutico dipende fortemente da quanto precocemente viene rilevata l’infezione dopo l’intervento, dal tipo di batteri che la causano, dallo stato di salute generale del paziente e dal fatto che l’impianto rimanga stabile o si sia allentato.^[14] Non esiste una soluzione unica valida per tutti—invece, i medici personalizzano i piani di trattamento sulle circostanze uniche di ciascun individuo.

Come si verificano queste infezioni

Comprendere come i batteri raggiungono i dispositivi impiantati aiuta a spiegare perché il trattamento può essere così complesso. Nella maggior parte dei casi, i batteri vengono introdotti durante l’intervento chirurgico stesso, anche quando vengono seguiti rigorosi protocolli sterili. Questi microrganismi provengono tipicamente dalla pelle del paziente stesso.^[1] Nonostante una pulizia rigorosa e antibiotici profilattici, un piccolo numero di batteri può talvolta sopravvivere e attaccarsi al nuovo impianto.

Tuttavia, le infezioni non iniziano sempre durante l’operazione. Possono anche svilupparsi settimane, mesi o addirittura anni dopo attraverso un processo chiamato disseminazione ematogena—il che significa che i batteri viaggiano attraverso il flusso sanguigno da un altro sito infetto nel corpo e si depositano sull’impianto.^[1] Per esempio, i batteri da un’infezione delle vie urinarie, una procedura dentale o persino una ferita cutanea possono entrare nel flusso sanguigno e raggiungere una protesi articolare precedentemente sana.^[2]

I batteri più spesso responsabili sono specie che normalmente vivono sulla pelle umana, in particolare vari tipi di stafilococchi. Lo Staphylococcus aureus è un colpevole particolarmente aggressivo, mentre organismi meno virulenti come gli stafilococchi coagulasi-negativi possono causare infezioni a sviluppo più lento che potrebbero non diventare evidenti per molti mesi.^[3] Occasionalmente, possono essere coinvolti altri batteri, funghi o persino parassiti.^[11]

Il momento in cui si manifesta l’infezione fornisce indizi importanti sulla sua origine e aiuta a guidare le decisioni terapeutiche. I professionisti medici classificano queste infezioni in tre categorie in base al momento in cui compaiono i sintomi. Le infezioni a insorgenza precoce si verificano entro i primi tre mesi dopo l’intervento e sono solitamente causate da batteri più aggressivi introdotti durante l’operazione stessa.^[3] Le infezioni a insorgenza ritardata si sviluppano tra i tre e i dodici mesi dopo l’intervento (anche se alcuni esperti usano i ventiquattro mesi come limite) e coinvolgono tipicamente organismi meno aggressivi che sono stati anch’essi introdotti durante l’intervento ma hanno impiegato più tempo per causare sintomi evidenti.^[3] Le infezioni a insorgenza tardiva, che compaiono più di un anno o due dopo l’intervento, sono più spesso il risultato di batteri che viaggiano attraverso il flusso sanguigno da altri siti di infezione, anche se batteri a crescita estremamente lenta dall’intervento originale possono essere anch’essi responsabili.^[3]

Riconoscere i segni dell’infezione

Rilevare un’infezione protesica articolare non è sempre semplice perché i classici segni di infezione—febbre alta, gonfiore grave e malattia evidente—sono spesso assenti.^[1] Molti pazienti sperimentano sintomi più sottili che possono essere confusi con il normale recupero post-operatorio o altre complicanze.

Il sintomo più comune è un dolore persistente o crescente in un’articolazione che in precedenza stava migliorando.^[2] Questo dolore può svilupparsi improvvisamente o peggiorare gradualmente nel tempo. Altri segnali d’allarme includono calore e arrossamento intorno all’articolazione, gonfiore che non migliora, drenaggio dalla ferita chirurgica e rigidità crescente quando l’articolazione stava migliorando.^[6] Alcune persone sperimentano sintomi generali come affaticamento, brividi, sudorazioni notturne o febbre, anche se questi non sono sempre presenti.^[6]

Un segno particolarmente rivelatore è un tragitto fistoloso—un canale anomalo che si forma tra l’area infetta e la superficie cutanea, spesso drenando pus o liquido.^[1] La presenza di un tale tragitto è considerata una forte evidenza di infezione che richiede immediata attenzione medica.

Poiché i sintomi possono essere vaghi o fuorvianti, i medici si affidano a molteplici approcci diagnostici per confermare l’infezione. Non esiste un singolo test che dimostri o escluda definitivamente l’infezione in tutti i casi.^[1] Invece, i medici utilizzano una combinazione di esame clinico, test di laboratorio, studi di imaging e colture microbiologiche per raggiungere una diagnosi.

Gli esami del sangue possono rivelare marcatori elevati di infiammazione, come la proteina C-reattiva (PCR) e la velocità di eritrosedimentazione (VES), anche se questi non sono specifici per l’infezione e possono essere elevati per altre ragioni.^[3] Più specifico è l’esame del liquido prelevato direttamente dall’articolazione interessata attraverso una procedura chiamata aspirazione articolare. Questo liquido viene esaminato per rilevare globuli bianchi e coltivato per identificare eventuali batteri presenti—una coltura positiva è uno degli indicatori più forti di infezione.^[1]

Durante l’intervento chirurgico, possono essere raccolti campioni di tessuto e analizzati sia al microscopio che attraverso coltura. Tipicamente vengono prelevati più campioni di tessuto per aumentare la possibilità di identificare l’organismo causale e per distinguere una vera infezione dalla contaminazione.^[3] Organizzazioni mediche internazionali hanno sviluppato criteri standardizzati per aiutare i medici a determinare quando esistono prove sufficienti per diagnosticare con sicurezza un’infezione protesica articolare, incluse definizioni della Musculoskeletal Infection Society e dell’International Consensus Meeting.^[3]

Approcci terapeutici standard

Il trattamento delle infezioni articolari in sede di dispositivo medico non è mai semplice. La presenza del biofilm—quello strato protettivo che i batteri creano sulle superfici degli impianti—rende queste infezioni straordinariamente resistenti ai soli antibiotici.^[1] Per questo motivo, un trattamento di successo richiede quasi sempre una combinazione di chirurgia e terapia antibiotica prolungata. L’approccio specifico dipende da molteplici fattori unici per ciascun paziente e la sua infezione.

Per le infezioni rilevate molto precocemente—tipicamente entro poche settimane dall’intervento originale o entro poche settimane dall’insorgenza dei sintomi—i medici talvolta tentano una procedura chiamata debridement, antibiotici e ritenzione dell’impianto (DAIR).^[14] Durante questo intervento, il chirurgo pulisce accuratamente l’area infetta, rimuove il tessuto infetto e spesso sostituisce i componenti plastici modulari mantenendo in posizione le parti metalliche dell’impianto. Questo è seguito da diverse settimane di antibiotici per via endovenosa.^[13] Questo approccio funziona meglio quando l’infezione viene rilevata rapidamente, l’impianto rimane stabile e i batteri coinvolti sono sensibili agli antibiotici.^[14]

Tuttavia, quando le infezioni sono più consolidate, quando l’impianto si è allentato o quando sono coinvolti batteri particolarmente resistenti, diventa necessario un intervento chirurgico più estensivo. L’approccio più comune è chiamato revisione in due tempi o sostituzione in due fasi. Questo comporta due interventi chirurgici separati distanziati di diverse settimane o mesi.^[13] Nella prima fase, i chirurghi rimuovono tutti i componenti dell’impianto e il tessuto infetto circostante, quindi puliscono accuratamente lo spazio articolare. Tipicamente posizionano un spaziatore caricato con antibiotici temporaneo nell’articolazione—un dispositivo impregnato di dosi elevate di antibiotici che rilascia lentamente il farmaco direttamente nell’area infetta.^[13]

Tra i due interventi, i pazienti ricevono antibiotici per via endovenosa per almeno sei settimane, anche se la durata esatta dipende dai batteri specifici identificati e da quanto bene il paziente risponde al trattamento.^[13] Uno specialista in malattie infettive guida tipicamente questa fase antibiotica, adeguando i farmaci in base ai risultati delle colture e monitorando gli effetti collaterali.^[13] Gli esami del sangue vengono eseguiti regolarmente per assicurarsi che i marcatori di infezione stiano scendendo a livelli accettabili prima di procedere con il secondo intervento.

Durante la seconda fase, una volta che i medici sono sicuri che l’infezione sia stata eliminata, lo spaziatore temporaneo viene rimosso e viene impiantata una nuova protesi permanente.^[13] Questo approccio in due tempi offre i più alti tassi di successo per l’eradicazione dell’infezione, anche se richiede ai pazienti di sopportare un periodo prolungato con funzione articolare limitata e di sottoporsi a due interventi chirurgici maggiori.^[13]

Un’alternativa meno comune è la revisione in tempo unico o sostituzione in una fase, dove l’impianto infetto viene rimosso e uno nuovo inserito durante lo stesso intervento.^[14] Questo approccio può essere considerato in pazienti accuratamente selezionati con infezioni meno aggressive e buona salute generale. Sebbene offra il vantaggio di un singolo intervento e un recupero più rapido, i tassi di successo sono generalmente inferiori rispetto all’approccio in due tempi.^[14]

Per alcuni pazienti—in particolare quelli che non possono tollerare interventi multipli a causa di cattive condizioni di salute o quelli le cui infezioni si dimostrano impossibili da eliminare—può essere necessaria la rimozione permanente dell’impianto senza sostituzione. Questa procedura, chiamata artroplastica di resezione, lascia il paziente senza un’articolazione funzionante ma risolve l’infezione.^[13] In casi estremamente gravi in cui l’infezione ha causato danni tissutali estesi o minaccia la vita, l’amputazione può diventare l’opzione più sicura, anche se questo è raro.^[13]

Un’altra opzione per pazienti selezionati che non possono sottoporsi a intervento chirurgico è la terapia antibiotica soppressiva a lungo termine. Questo comporta l’assunzione di antibiotici orali indefinitamente per mantenere l’infezione controllata piuttosto che curata.^[14] Sebbene questo non elimini l’infezione, può prevenire sintomi e complicanze nei pazienti troppo fragili per l’intervento o in quelli che rifiutano ulteriori operazioni. Tuttavia, questo approccio comporta rischi di effetti collaterali degli antibiotici, sviluppo di batteri resistenti e l’infezione che eventualmente sfonda nonostante i farmaci.^[14]

Approcci emergenti studiati nella ricerca clinica

Mentre i trattamenti standard sono migliorati nel corso dei decenni, le infezioni articolari in sede di dispositivo medico rimangono impegnative, spingendo la ricerca continua verso nuove strategie e terapie. Gli studi clinici stanno esplorando vari approcci innovativi, anche se è importante comprendere che questi sono sperimentali e non ancora dimostrati come superiori ai trattamenti attuali.

Un’area di ricerca attiva si concentra su nuovi agenti antimicrobici specificamente progettati per penetrare i biofilm più efficacemente. Poiché i biofilm rappresentano la barriera principale al successo del trattamento antibiotico, i ricercatori stanno testando nuovi composti con capacità migliorata di rompere questa barriera protettiva e raggiungere i batteri nascosti all’interno.^[13] Alcuni studi esaminano combinazioni di antibiotici esistenti utilizzati in modi nuovi, mentre altri investigano classi completamente nuove di composti antimicrobici.

Un’altra promettente direzione di ricerca coinvolge materiali impregnati di antibiotici utilizzati durante la chirurgia di revisione. Mentre gli spaziatori di cemento osseo caricati con antibiotici sono già pratica standard, i ricercatori stanno sviluppando nuovi materiali che possono fornire concentrazioni più elevate di antibiotici per periodi più lunghi, o che combinano antibiotici multipli con diversi meccanismi d’azione.^[13] Alcuni rivestimenti sperimentali per impianti sono progettati per rilasciare antibiotici lentamente per molti mesi o per avere superfici che resistono all’attacco batterico in primo luogo.

Diversi studi clinici stanno investigando se gli approcci immunoterapici potrebbero aiutare le difese proprie del corpo a combattere queste infezioni più efficacemente. Poiché l’impianto stesso indebolisce le normali risposte immunitarie, i ricercatori stanno studiando se potenziare specifiche funzioni immunitarie potrebbe migliorare l’eliminazione dell’infezione quando combinato con antibiotici e chirurgia.^[13] Questi approcci sono ancora nelle prime fasi di ricerca.

Alcuni studi stanno esaminando il potenziale ruolo della terapia con batteriofagi—l’uso di virus che mirano specificamente e uccidono i batteri. Questo approccio è particolarmente interessante per le infezioni causate da organismi resistenti agli antibiotici. Sebbene promettente in ambiente di laboratorio, la terapia con batteriofagi per infezioni protesiche articolari è ancora principalmente in fasi sperimentali, con solo piccoli studi pilota riportati.^[13]

La ricerca è anche in corso su tecnologie diagnostiche migliorate che potrebbero rilevare le infezioni più precocemente o identificare i batteri causali più rapidamente. Alcuni studi clinici stanno testando metodi diagnostici molecolari che possono identificare il DNA batterico nel liquido articolare entro ore piuttosto che i giorni o settimane richiesti dalle colture tradizionali.^[3] Una diagnosi più precoce e accurata potrebbe consentire l’inizio più rapido del trattamento, migliorando potenzialmente gli esiti.

Gli studi clinici che esaminano questi vari approcci sono condotti presso centri medici specializzati in tutto il mondo, incluse istituzioni negli Stati Uniti, in Europa e in altre regioni. L’eleggibilità dei pazienti per questi studi dipende tipicamente da fattori come il tipo di infezione, i trattamenti precedenti tentati, lo stato di salute generale e le caratteristiche specifiche dei batteri coinvolti. I pazienti interessati agli studi clinici dovrebbero discutere le opzioni con il loro specialista in malattie infettive o chirurgo ortopedico, che può determinare se sono disponibili studi appropriati.^[3]

È essenziale comprendere che partecipare alla ricerca clinica comporta potenziali rischi e benefici. Mentre alcuni pazienti possono ricevere accesso a terapie promettenti nuove, altri possono ricevere il trattamento standard come parte dei gruppi di confronto, e i nuovi trattamenti in fase di test potrebbero non funzionare meglio degli approcci esistenti—o potrebbero potenzialmente avere effetti collaterali imprevisti. Tutti gli studi clinici devono essere revisionati e approvati da comitati etici per garantire che la sicurezza del paziente sia prioritaria.^[3]

L’importanza della prevenzione

Data la complessità e la difficoltà di trattare le infezioni consolidate, prevenirle in primo luogo è di importanza critica. Le linee guida mediche di organizzazioni come l’Infectious Diseases Society of America enfatizzano molteplici strategie per ridurre il rischio di infezione.^[7]

Prima dell’intervento, identificare e affrontare i fattori di rischio modificabili può ridurre significativamente la probabilità di infezione. I pazienti con diabete non controllato sono incoraggiati a ottimizzare i livelli di zucchero nel sangue prima della sostituzione elettiva dell’articolazione.^[17] La perdita di peso per i pazienti obesi, i programmi di cessazione del fumo e il trattamento della malnutrizione contribuiscono tutti a risultati migliori.^[17] Eventuali infezioni attive altrove nel corpo—dalle infezioni delle vie urinarie agli ascessi dentali—dovrebbero essere trattate prima di procedere con l’intervento di sostituzione articolare.^[8]

Durante l’intervento, protocolli rigorosi aiutano a minimizzare la contaminazione batterica. Questi includono la somministrazione di antibiotici profilattici prima che venga fatta l’incisione, mantenere la tecnica sterile durante tutta la procedura, utilizzare sistemi specializzati di filtrazione dell’aria nelle sale operatorie e completare l’intervento il più efficacemente possibile per minimizzare il tempo in cui l’articolazione è esposta.^[17] I team chirurgici possono anche utilizzare cemento impregnato di antibiotici durante l’impianto dei componenti.^[17]

Dopo l’intervento, i pazienti vengono consigliati di proteggere i loro impianti da future infezioni. Questo include l’assunzione di antibiotici profilattici prima di alcune procedure dentali che potrebbero introdurre batteri nel flusso sanguigno, trattare prontamente eventuali infezioni che si sviluppano altrove nel corpo e mantenere una buona salute generale.^[2] Alcune linee guida raccomandano la profilassi antibiotica prima di lavori dentali importanti come estrazioni dentali o devitalizzazioni per almeno due anni dopo la sostituzione articolare, anche se le raccomandazioni variano.^[8]

Metodi di trattamento più comuni

• Debridement con ritenzione dell’impianto (DAIR)
  • Pulizia chirurgica del tessuto infetto mantenendo l’impianto originale in posizione
  • Sostituzione dei componenti plastici rimovibili
  • Più efficace quando eseguito entro settimane dall’insorgenza dei sintomi o dall’intervento originale
  • Seguito da diverse settimane di antibiotici per via endovenosa
  • Il successo dipende dalla stabilità dell’impianto e dalla suscettibilità batterica
• Chirurgia di revisione in due tempi
  • Rimozione completa dell’impianto infetto e del tessuto nel primo intervento
  • Posizionamento di uno spaziatore temporaneo caricato con antibiotici
  • Periodo prolungato di terapia antibiotica endovenosa (tipicamente sei settimane o più)
  • Secondo intervento per impiantare una nuova protesi permanente una volta eliminata l’infezione
  • Tasso di successo più elevato per l’eradicazione dell’infezione
• Chirurgia di revisione in tempo unico
  • Rimozione dell’impianto infetto e sostituzione immediata con una nuova protesi in una singola operazione
  • Considerata per pazienti accuratamente selezionati con infezioni meno aggressive
  • Richiede debridement chirurgico approfondito e pulizia
  • Seguito da terapia antibiotica basata sui risultati delle colture
• Antibiotici soppressivi a lungo termine
  • Terapia antibiotica orale indefinita per controllare piuttosto che curare l’infezione
  • Riservata ai pazienti che non possono tollerare l’intervento
  • Richiede monitoraggio regolare per effetti collaterali e fallimento del trattamento
  • Non elimina l’infezione ma previene sintomi e complicanze
• Artroplastica di resezione
  • Rimozione permanente dell’impianto infetto senza sostituzione
  • Risolve l’infezione ma lascia il paziente senza articolazione funzionante
  • Può consentire mobilità limitata con dispositivi di assistenza
  • Considerata quando la chirurgia di revisione fallisce ripetutamente o il paziente non può tollerare ulteriore ricostruzione
• Amputazione
  • Rimozione chirurgica dell’arto interessato in casi gravi che minacciano la vita
  • Rara ma necessaria quando l’infezione causa distruzione tissutale estesa
  • Considerata quando l’infezione non può essere controllata e minaccia la sopravvivenza del paziente
  • Seguita da riabilitazione e applicazione di protesi dell’arto quando appropriato