Le infezioni correlate a dispositivo rappresentano una delle complicanze più difficili nella medicina moderna, colpendo centinaia di migliaia di persone che dipendono da impianti medici per trattare condizioni potenzialmente letali. Sebbene questi dispositivi abbiano trasformato la vita di innumerevoli pazienti, creano anche opportunità per i batteri di colonizzare e formare comunità protettive che resistono sia al sistema immunitario del corpo sia ai trattamenti standard.

Obiettivi e sfide del trattamento

Quando un dispositivo medico si infetta, l’obiettivo principale del trattamento è eliminare completamente l’infezione e ripristinare la salute e la qualità di vita del paziente. Questo richiede spesso un approccio multidisciplinare che coinvolge specialisti in malattie infettive, chirurghi e altri operatori sanitari che lavorano insieme per sviluppare la migliore strategia per ogni singolo paziente. Il piano di trattamento dipende fortemente da quale dispositivo è infetto, da quanto è diventata grave l’infezione e dallo stato di salute generale del paziente.^[1][2]

Gli approcci terapeutici variano significativamente in base al momento dell’infezione. Le infezioni precoci che si verificano entro settimane dall’impianto del dispositivo sono tipicamente causate da contaminazione durante l’intervento chirurgico, mentre le infezioni tardive che compaiono mesi o anni dopo spesso derivano da batteri che viaggiano attraverso il flusso sanguigno da altre parti del corpo. Comprendere quando e come si è sviluppata l’infezione aiuta i medici a scegliere la strategia di trattamento più efficace.^[3]

I trattamenti standard approvati dalle società mediche sono stati stabiliti per molti tipi di infezioni da dispositivo, ma la ricerca in corso continua a esplorare nuove terapie che potrebbero migliorare i risultati per i pazienti. Gli studi clinici stanno testando approcci innovativi che potrebbero offrire alternative migliori per le persone le cui infezioni non rispondono bene ai trattamenti attuali. Tuttavia, è importante comprendere che le infezioni da dispositivo rimangono difficili da trattare e le strategie di prevenzione sono considerate molto più efficaci del tentativo di curare infezioni già stabilite.^[1]

Approcci terapeutici standard per le infezioni da dispositivo

La base del trattamento della maggior parte delle infezioni correlate a dispositivo comprende due componenti critici: la terapia antimicrobica mediante antibiotici e la rimozione chirurgica del dispositivo infetto. Questo duplice approccio è necessario perché i batteri che colonizzano i dispositivi medici formano strutture chiamate biofilm, che sono comunità di microrganismi circondate da un rivestimento protettivo autoprodotto. Questo rivestimento agisce come uno scudo, rendendo i batteri al suo interno molto più resistenti sia agli antibiotici sia alle difese immunitarie naturali del corpo.^[5]

Gli studi hanno dimostrato quanto sia difficile trattare i biofilm. La ricerca ha mostrato che trattare batteri protetti da biofilm con dosi molto elevate dell’antibiotico tobramicina—ben superiori a quelle che normalmente ucciderebbero i batteri liberi—ha ridotto la conta batterica solo di circa 100 volte. Al contrario, lo stesso dosaggio di antibiotico ha eliminato più del 99,999999% dei batteri sospesi liberamente della stessa specie. Questa differenza drammatica spiega perché gli antibiotici da soli raramente curano le infezioni da dispositivo.^[5]

Terapia antibiotica

Quando i medici sospettano un’infezione da dispositivo, iniziano tipicamente il trattamento antibiotico immediatamente, anche prima che i test di laboratorio identifichino i batteri specifici coinvolti. Questo trattamento iniziale, chiamato terapia empirica, di solito prende di mira i batteri stafilococcici, che sono le cause più comuni di infezioni da dispositivo. Lo Staphylococcus aureus e gli stafilococchi coagulasi-negativi come lo Staphylococcus epidermidis sono responsabili della maggior parte di queste infezioni in tutti i tipi di dispositivo.^[3]

Una volta che le colture di laboratorio identificano i batteri esatti che causano l’infezione, i medici adeguano il trattamento antibiotico per colpire quel microrganismo specifico. Questa è chiamata terapia mirata e tipicamente produce risultati migliori con meno effetti collaterali rispetto agli antibiotici ad ampio spettro. Gli antibiotici specifici scelti dipendono dai batteri identificati e se mostrano resistenza ai farmaci comunemente usati. Molte infezioni da dispositivo sono causate da batteri che hanno sviluppato resistenza a più antibiotici, rendendo la selezione del trattamento più complessa.^[9]

La durata della terapia antibiotica varia considerevolmente a seconda del tipo di dispositivo infetto e se il dispositivo viene rimosso. Per i dispositivi elettronici cardiaci impiantabili come pacemaker e defibrillatori, le linee guida raccomandano di continuare gli antibiotici per almeno 14 giorni dopo la rimozione del dispositivo se solo la tasca del sito è infetta. Tuttavia, se l’infezione si è diffusa agli elettrocateteri del dispositivo o ha causato infiammazione del rivestimento interno del cuore (endocardite), il trattamento continua tipicamente per 4-6 settimane o più a lungo.^[7]

Per le infezioni da dispositivo ortopedico, come protesi articolari infette o dispositivi di fissazione delle fratture, la terapia antibiotica può continuare per diverse settimane o addirittura mesi. La durata esatta dipende da se il dispositivo infetto può essere rimosso, se è necessario impiantare nuovo hardware e da quanto bene risponde il paziente al trattamento.^[8]

Rimozione chirurgica del dispositivo

La rimozione completa del dispositivo infetto è considerata essenziale per curare la maggior parte delle infezioni correlate a dispositivo. Questo perché i biofilm sono così resistenti agli antibiotici che non possono essere eliminati in modo affidabile mentre il dispositivo rimane nel corpo. Gli studi hanno costantemente dimostrato che tentare di trattare le infezioni da dispositivo con soli antibiotici, senza rimuovere il dispositivo, porta a tassi di fallimento elevati e maggior rischio di complicanze gravi.^[7]

Per i dispositivi cardiaci, la procedura chirurgica comporta la rimozione non solo del generatore (l’unità principale del dispositivo) ma anche di tutti gli elettrocateteri che lo collegano al cuore. Questi elettrocateteri possono essere difficili da rimuovere perché potrebbero essere rimasti racchiusi nel tessuto cicatriziale o aderiti alle pareti dei vasi sanguigni nel tempo. Sono state sviluppate tecniche di estrazione specializzate per rimuovere in sicurezza questi elettrocateteri, spesso utilizzando guaine laser o meccaniche che possono rompere il tessuto che trattiene gli elettrocateteri in posizione.^[19]

Dopo aver rimosso un dispositivo infetto, i medici devono determinare quando e come sostituirlo se il paziente ha ancora bisogno della funzione del dispositivo. Per i dispositivi cardiaci, questo comporta tipicamente un periodo di attesa per assicurarsi che l’infezione sia stata eliminata prima di impiantare un nuovo dispositivo. Il nuovo dispositivo viene solitamente posizionato sul lato opposto del torace per evitare l’area precedentemente infetta. Il momento del reimpianto è attentamente bilanciato—aspettando abbastanza a lungo per garantire l’eliminazione dell’infezione pur non lasciando il paziente non protetto per troppo tempo.^[7]

Per le infezioni da dispositivo ortopedico, il trattamento comporta spesso un approccio a stadi. Nella prima chirurgia, l’impianto infetto viene rimosso e l’osso viene accuratamente pulito. Lo spazio può essere riempito con cemento caricato con antibiotici o spaziatori che rilasciano lentamente alte concentrazioni di antibiotici localmente. Dopo diverse settimane o mesi di terapia antibiotica sistemica, viene eseguita una seconda chirurgia per impiantare un nuovo dispositivo una volta che l’infezione è stata eradicata.^[8]

Effetti collaterali e complicanze

Il trattamento antibiotico per le infezioni da dispositivo può causare vari effetti collaterali. Problemi comuni includono disturbi digestivi come nausea, vomito e diarrea. Alcuni antibiotici possono influenzare la funzione renale, richiedendo esami del sangue regolari per monitorare le prestazioni renali durante il trattamento. Altri possono causare reazioni allergiche che vanno da lievi eruzioni cutanee a risposte gravi e potenzialmente letali. L’uso prolungato di antibiotici può anche disturbare le comunità batteriche normali del corpo, portando potenzialmente a infezioni secondarie come la colite da Clostridioides difficile.^[4]

La rimozione chirurgica dei dispositivi infetti comporta i propri rischi. Questi includono sanguinamento, danni ai tessuti o vasi sanguigni circostanti e la possibilità che pezzi del dispositivo possano staccarsi durante la rimozione. Per le estrazioni di dispositivi cardiaci, c’è il rischio di lacerare il muscolo cardiaco o i vasi sanguigni, il che potrebbe richiedere una chirurgia cardiaca a cuore aperto d’emergenza per riparare. I tassi di mortalità per queste procedure, sebbene generalmente bassi nei centri specializzati, aumentano con la complessità del caso e lo stato di salute generale del paziente.^[7]

I pazienti che richiedono la rimozione temporanea di un dispositivo cardiaco affrontano il rischio di problemi del ritmo cardiaco potenzialmente letali durante il periodo in cui sono senza dispositivo. Alcuni potrebbero richiedere apparecchiature temporanee esterne di pacing o defibrillazione fino a quando un nuovo dispositivo permanente può essere impiantato in sicurezza.^[7]

Trattamenti emergenti testati in studi clinici

I ricercatori in tutto il mondo stanno attivamente investigando nuovi approcci per prevenire e trattare le infezioni correlate a dispositivo. Queste strategie innovative prendono di mira diversi aspetti di come i batteri colonizzano i dispositivi e formano biofilm, offrendo speranza per trattamenti più efficaci in futuro. Gli studi clinici stanno valutando questi approcci in fasi, iniziando con test di sicurezza in piccoli gruppi (Fase I), poi esaminando l’efficacia in gruppi più grandi (Fase II) e infine confrontando i nuovi trattamenti con gli approcci standard in studi su larga scala (Fase III).^[8]

Rivestimenti e materiali antibatterici per dispositivi

Uno degli approcci più promettenti comporta il rivestimento dei dispositivi medici con sostanze che impediscono ai batteri di aderire o li uccidono al contatto. Questi rivestimenti funzionano creando un ambiente sulla superficie del dispositivo che è ostile alla colonizzazione batterica, fermando potenzialmente le infezioni prima che possano stabilirsi.^[8]

I rivestimenti che rilasciano antibiotici rappresentano una categoria di queste tecnologie preventive. Questi rivestimenti rilasciano lentamente antibiotici dalla superficie del dispositivo nel tempo, creando alte concentrazioni locali che possono uccidere i batteri che cercano di attaccarsi al dispositivo. Diversi antibiotici sono stati incorporati in vari materiali di rivestimento, con alcuni che mostrano risultati promettenti negli studi clinici. Per i dispositivi cardiaci, buste di rete impregnate di antibiotici che circondano il generatore del dispositivo sono state testate in studi clinici e hanno dimostrato di ridurre i tassi di infezione rispetto alle tecniche di impianto standard.^[12]

I rivestimenti a base di argento sono un altro approccio in fase di studio. L’argento ha proprietà antimicrobiche naturali che sono state riconosciute per secoli. La tecnologia moderna ha permesso ai ricercatori di incorporare nanoparticelle d’argento o ioni d’argento nei materiali o rivestimenti dei dispositivi. Queste superfici contenenti argento possono uccidere i batteri al contatto senza richiedere antibiotici, offrendo potenzialmente protezione contro organismi resistenti agli antibiotici. Gli studi clinici stanno valutando se i cateteri urinari e i dispositivi vascolari rivestiti d’argento possono ridurre i tassi di infezione nell’uso reale.^[8]

Agenti anti-biofilm

Poiché i biofilm sono un fattore così critico nelle infezioni da dispositivo, i ricercatori stanno sviluppando composti specificamente progettati per disturbare o prevenire la formazione di biofilm. Questi agenti anti-biofilm funzionano attraverso vari meccanismi, come impedire ai batteri di attaccarsi alle superfici, scomporre il rivestimento protettivo intorno ai biofilm stabiliti o rendere i batteri del biofilm più suscettibili agli antibiotici e all’attacco del sistema immunitario.^[8]

Alcuni composti sperimentali prendono di mira i sistemi di segnalazione che i batteri usano per coordinare la formazione del biofilm. I batteri comunicano tra loro attraverso segnali chimici in un processo chiamato quorum sensing. Bloccando questi segnali, i ricercatori sperano di impedire ai batteri di organizzarsi in biofilm in primo luogo. Questi inibitori del quorum sensing sono in fase di test in studi di laboratorio e animali, con alcuni che mostrano promessa per la prevenzione delle infezioni da dispositivo.^[8]

Gli enzimi che scompongono il rivestimento protettivo che circonda i biofilm rappresentano un altro approccio sperimentale. Questi enzimi, chiamati dispersina o DNasi a seconda del loro bersaglio, possono digerire le proteine o il DNA che tengono insieme le strutture del biofilm. Quando usati in combinazione con antibiotici, questi enzimi potrebbero aiutare i trattamenti a penetrare i biofilm in modo più efficace. Gli studi clinici di fase iniziale stanno esplorando se l’aggiunta di questi enzimi al trattamento antibiotico standard può migliorare i risultati per i pazienti con infezioni da dispositivo stabilite.^[8]

Approcci di immunoterapia

I ricercatori stanno investigando se migliorare la capacità del sistema immunitario di combattere le infezioni da dispositivo potrebbe migliorare i risultati del trattamento. Un approccio comporta lo sviluppo di vaccini contro i batteri più comunemente responsabili delle infezioni da dispositivo, in particolare lo Staphylococcus aureus. L’idea è che i pazienti vaccinati avrebbero anticorpi pronti ad attaccare questi batteri immediatamente se li incontrassero durante l’impianto del dispositivo o successivamente.^[8]

Gli studi clinici di vaccini anti-stafilococcici sono stati condotti con risultati contrastanti. Mentre alcuni vaccini hanno generato con successo anticorpi nei partecipanti allo studio, non hanno ancora dimostrato di essere efficaci nel prevenire infezioni reali in grandi studi clinici. I ricercatori continuano a perfezionare questi vaccini, testando diversi componenti batterici e metodi di somministrazione per trovare un approccio che fornisca una protezione affidabile.^[8]

Un’altra strategia di immunoterapia comporta l’uso di anticorpi o sostanze che potenziano il sistema immunitario per aiutare i pazienti a eliminare le infezioni esistenti. Questi trattamenti potrebbero essere particolarmente preziosi per i pazienti i cui sistemi immunitari sono indeboliti da condizioni sottostanti o farmaci. La ricerca iniziale sta esplorando se la somministrazione di anticorpi concentrati contro i batteri del biofilm potrebbe aiutare a superare gli effetti protettivi del rivestimento del biofilm.^[8]

Sostanze antimicrobiche innovative

Poiché la resistenza agli antibiotici diventa un problema sempre più serio, i ricercatori stanno cercando tipi completamente nuovi di sostanze antimicrobiche. Alcuni di questi trattamenti sperimentali provengono da fonti inaspettate e funzionano attraverso meccanismi completamente diversi dagli antibiotici tradizionali.^[8]

I peptidi antimicrobici sono brevi catene di amminoacidi (i mattoni delle proteine) che possono uccidere i batteri distruggendo le loro membrane esterne. Questi peptidi fanno parte del sistema di difesa naturale del corpo e versioni sintetiche sono in fase di sviluppo come potenziali trattamenti. Poiché funzionano diversamente dagli antibiotici, potrebbero essere efficaci contro i batteri resistenti agli antibiotici. Alcuni peptidi antimicrobici vengono incorporati nei rivestimenti dei dispositivi, mentre altri vengono testati come trattamenti iniettabili.^[8]

I batteriofagi, o fagi, sono virus che infettano specificamente e uccidono i batteri. Ogni tipo di fago tipicamente prende di mira solo una o poche specie di batteri, rendendoli armi altamente specifiche contro infezioni particolari. La terapia con fagi è stata utilizzata per trattare infezioni batteriche prima che gli antibiotici fossero scoperti ma è caduta in disuso quando gli antibiotici si sono dimostrati più convenienti. Ora, con l’aumento della resistenza agli antibiotici, i ricercatori stanno prendendo in considerazione i fagi con occhi nuovi. Gli studi clinici di fase iniziale stanno testando se i fagi possono essere usati per trattare le infezioni da dispositivo, in particolare quelle causate da batteri resistenti agli antibiotici.^[8]

Somministrazione antimicrobica localizzata

Piuttosto che somministrare antibiotici in tutto il corpo (terapia sistemica), i ricercatori stanno sviluppando metodi per fornire alte concentrazioni di antimicrobici direttamente ai dispositivi infetti. Questo approccio potrebbe potenzialmente superare la resistenza del biofilm riducendo al minimo gli effetti collaterali dall’esposizione sistemica agli antibiotici.^[8]

Per le infezioni ossee associate a dispositivi ortopedici, il cemento osseo caricato con antibiotici e altri sistemi di rilascio locale sono già in uso clinico e continuano ad essere perfezionati. Questi materiali possono rilasciare antibiotici nel sito di infezione per settimane o mesi, raggiungendo concentrazioni locali molto più alte di quelle che potrebbero essere raggiunte in sicurezza in tutto il corpo. Gli studi clinici stanno valutando quali antibiotici funzionano meglio in questi sistemi di rilascio e per quanto tempo dovrebbero rimanere in posizione.^[8]

Per le infezioni da dispositivo vascolare e cardiaco, i ricercatori stanno investigando se i cateteri potrebbero essere utilizzati per somministrare antimicrobici direttamente ai siti di infezione. Alcuni studi stanno testando se gel o soluzioni contenenti antimicrobici instillati nelle tasche dei dispositivi o lungo i percorsi dei cateteri potrebbero aiutare a eliminare le infezioni localizzate senza richiedere la rimozione completa del dispositivo.^[8]

Strategie di prevenzione: l’approccio migliore

Le linee guida mediche sottolineano costantemente che prevenire le infezioni da dispositivo in primo luogo è molto più efficace e sicuro che trattare infezioni stabilite. Sono state sviluppate molteplici strategie di prevenzione basate sulla ricerca che identifica fattori di rischio e percorsi di infezione. Queste misure preventive vengono applicate prima, durante e dopo l’impianto del dispositivo.^[12]

Preparazione pre-procedurale

Prima dell’impianto del dispositivo, diversi passaggi possono ridurre il rischio di infezione. Lo screening e il trattamento di infezioni attive altrove nel corpo è importante perché i batteri da questi siti possono viaggiare attraverso il flusso sanguigno e colonizzare dispositivi appena impiantati. I pazienti con infezioni della pelle, infezioni del tratto urinario o infezioni dentali dovrebbero farle trattare prima dell’impianto elettivo del dispositivo quando possibile.^[12]

Alcuni pazienti portano batteri stafilococcici sulla loro pelle o nel naso senza avere alcun sintomo di infezione. Questa è chiamata colonizzazione. Gli studi hanno dimostrato che i pazienti colonizzati con Staphylococcus aureus affrontano rischi più elevati di infezione da dispositivo. Alcuni centri medici sottopongono i pazienti a screening per il trasporto nasale prima dell’impianto del dispositivo e trattano i portatori con unguenti antibatterici topici per eliminare i batteri. Questa strategia di decolonizzazione ha dimostrato in alcuni studi di ridurre i tassi di infezione.^[12]

L’ottimizzazione della salute generale dei pazienti prima dell’intervento chirurgico può anche aiutare. Il controllo dei livelli di zucchero nel sangue nei pazienti diabetici, il miglioramento dello stato nutrizionale negli individui malnutriti e la revisione dei farmaci che potrebbero aumentare il rischio di infezione sono tutti passaggi preparatori importanti. Ai pazienti viene tipicamente consigliato di lavarsi con sapone antibatterico prima dell’intervento chirurgico per ridurre la carica batterica sulla loro pelle.^[12]

Tecniche procedurali

Durante l’impianto del dispositivo, la tecnica sterile rigorosa è essenziale. Ciò include una preparazione accurata della pelle con soluzioni antisettiche, l’uso di teli e attrezzature sterili e una manipolazione attenta del dispositivo per ridurre al minimo la contaminazione. Gli studi hanno dimostrato che anche brevi lacune nella tecnica sterile possono aumentare significativamente i tassi di infezione.^[12]

Gli antibiotici profilattici somministrati appena prima della procedura sono pratica standard per quasi tutti gli impianti di dispositivi. Questi antibiotici, tipicamente diretti contro i batteri stafilococcici, dovrebbero essere somministrati entro un’ora dall’incisione cutanea per garantire concentrazioni tissutali adeguate durante la procedura. L’antibiotico specifico scelto dipende dai modelli di resistenza batterica locali e dalle allergie del paziente. Le linee guida raccomandano una singola dose per la maggior parte delle procedure, sebbene alcuni casi complessi possano giustificare cicli più lunghi.^[12]

Ridurre al minimo la durata della procedura e il trauma tissutale può anche ridurre il rischio di infezione. Gli interventi chirurgici prolungati e la manipolazione estesa dei tessuti creano più opportunità per la contaminazione batterica e riducono la capacità dei tessuti di resistere all’infezione. Gli operatori esperti che eseguono procedure in modo efficiente con danno tissutale minimo ottengono tassi di infezione inferiori rispetto a coloro che stanno ancora sviluppando le proprie competenze.^[12]

Cura post-procedurale

Dopo l’impianto del dispositivo, la cura attenta della ferita e il monitoraggio dei segni di infezione sono critici. Le medicazioni devono essere mantenute pulite e asciutte e i pazienti devono essere educati sui segni di infezione che richiedono attenzione medica immediata. Questi includono arrossamento crescente, calore, gonfiore o drenaggio dal sito della ferita, così come febbre o altri sintomi sistemici.^[12]

Il momento del primo cambio di medicazione e dell’ispezione della ferita varia in base al tipo di procedura, ma l’identificazione precoce dei problemi consente un intervento tempestivo. I pazienti devono essere istruiti a evitare attività che potrebbero stressare la ferita o introdurre contaminazione durante il periodo di guarigione.^[12]

Per i pazienti con dispositivi impiantati, mantenere una buona igiene e trattare tempestivamente le infezioni in altri siti del corpo durante la vita del dispositivo rimane importante. Poiché i batteri da infezioni distanti possono insediare dispositivi attraverso il flusso sanguigno, gestire altri problemi di salute coscienziosamente può ridurre il rischio di infezione tardiva.^[12]

Metodi di trattamento più comuni

• Terapia antibiotica
  • Trattamento empirico mirato ai batteri stafilococcici iniziato immediatamente quando si sospetta un’infezione
  • Terapia mirata adeguata in base ai risultati della coltura di laboratorio che identificano batteri specifici
  • La durata del trattamento varia tipicamente da 14 giorni a diversi mesi a seconda del tipo di dispositivo e della gravità dell’infezione
  • La terapia combinata che utilizza più antibiotici può essere utilizzata per organismi resistenti o infezioni gravi
• Rimozione chirurgica del dispositivo
  • Estrazione completa del dispositivo infetto e di tutti i componenti associati (elettrocateteri, cemento, hardware)
  • Tecniche di estrazione specializzate per dispositivi cardiaci che utilizzano guaine laser o meccaniche
  • Procedure a stadi per infezioni ortopediche con spaziatori antibiotici temporanei prima del reimpianto
  • Sbrigliamento accurato dei tessuti infetti che circondano il dispositivo
• Somministrazione antimicrobica locale
  • Cemento osseo caricato con antibiotici per infezioni da dispositivo ortopedico
  • Spaziatori antibiotici posizionati temporaneamente nei siti infetti
  • Perle impregnate di antibiotici che forniscono rilascio locale prolungato del farmaco
• Interventi preventivi
  • Antibiotici profilattici somministrati prima delle procedure di impianto del dispositivo
  • Buste di avvolgimento antibatteriche che circondano i dispositivi cardiaci durante l’impianto
  • Decolonizzazione nasale preoperatoria per eliminare i portatori di Staphylococcus aureus
  • Tecnica sterile rigorosa durante tutte le procedure di impianto e revisione del dispositivo
• Strategie di sostituzione del dispositivo
  • Reimpianto ritardato dopo l’eliminazione dell’infezione documentata da criteri clinici e di laboratorio
  • Selezione di sito alternativo per il posizionamento del nuovo dispositivo quando possibile
  • Dispositivi esterni temporanei che colmano il divario tra rimozione e reimpianto