人工關節假體表面細菌生物膜病原菌培養效能的研究＊

李強強，劉小榮，王 雄，張懷斌，王勇平△

（1.蘭州大學第一醫院骨科，甘肅 蘭州 730000；2.西北民族大學臨床醫學院檢驗科，甘肅 蘭州 730000）

關節假體周圍感染是關節置換術常見的并發癥，也是導致關節置換手術失敗的常見原因之一[1-4]。目前，關節假體周圍感染的診斷及治療尚未取得令人滿意的結果，這主要是因為導致關節假體周圍感染的病原菌形成細菌生物膜[5，6]，常規細菌培養陽性率低，不能提供具有臨床意義的藥敏結果[7]。為提高人工關節假體感染病原菌檢出率，以期提高診斷及治療的準確性，本研究利用BACTEC Plus/F 瓶對關節假體感染的病原菌培養，探討BACTEC Plus/F 瓶培養關節假體感染病原菌的優越性，為診治關節置換術后假體周圍感染提供實驗基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

將鈦合金（Ti6Al4V）制備成直徑1mm，高3mm的圓柱狀，分裝后高溫消毒。將圓柱狀鈦合金材料48 只，隨機分成實驗組（組合式病原菌分離組）與對照組（非組合式病原菌分離組），每組各24 只。

1.1.2 試劑及儀器

3%胰蛋白胨大豆肉湯瓊脂培養皿，3%胰蛋白胨大豆肉湯培養基，BACTEC Plus/F 瓶，BACTEC9240培養儀。

1.1.3 細菌及菌液配置

實驗用細菌為金黃色葡萄球菌（ATCC25923），由甘肅省第二人民醫院檢驗科提供。將細菌接種于血瓊脂培養皿中置于37℃溫箱，24 h 后長出菌落，挑取單個菌落用無菌0.8% NaCl 溶液配置菌液，比濁儀測定其濃度為1×107CFU/mL。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗分組

將圓柱狀鈦合金材料48 只，隨機分成實驗組（組合式病原菌分離組）與對照組（非組合式病原菌分離組），每組各24 只。

1.2.2 細菌接種

2 組均接種0.5 mL 金黃色葡萄球菌菌液，24h后用PBS 緩沖液漂洗3 次，沖去表面非附著狀態細菌，然后將其轉移到含乳酸林格氏液的1.5 mL 無菌離心管中離心5min。

1.2.3 細菌培養

對照組將離心液0.5 mL 接種在血瓊脂平板，5%二氧化碳35°C 培養1d；實驗組將離心液0.5 mL接種在BACTEC Plus/F 瓶，在BACTEC9240 培養儀中培養1d。

1.3 統計學分析

利用SPSS 13.0 軟件進行統計分析，組間比較采用χ2檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

實驗組培養陽性率為（83.3%）20 例，對照組培養陽性率為13 例（54.2%），兩者差異有統計學意義(P＜0.05) 。培養出的細菌為金黃色葡萄球菌。

3 討論

人工關節假體感染是人工關節置換最嚴重的并發癥，也是導致關節置換手術失敗的常見原因之一[1-4]。患者病程長，痛苦大，費用高，治療困難，這主要是因為導致關節假體周圍感染的病原菌形成細菌生物膜[5，6]，常規的細菌培養檢出率低，不能提供具有臨床意義的藥敏結果。

幾乎所有的細菌都可引起假體周圍感染。人工關節假體植入后，可發生單一細菌感染，也可發生復合細菌感染。Fulkerson[8]對146 例THA 和TKA翻修術后(共194 個關節，其中髖關節110 個，膝關節84 個) 標本進行細菌培養，金黃色葡萄球菌占35%，表皮葡萄球菌占31%，鏈球菌11%，其中金黃色葡萄球菌最常見，故本實驗使用金黃色葡萄球菌作為致病菌，建立人 工關節置換術后早期感染細菌模型。

為提高人工關節假體感染病原菌檢出率，以期提高診斷及治療的準確性，本研究利用BACTEC Plus/F 瓶對關節假體感染的病原菌培養。BACTEC Plus/F 瓶在國外已經開始應用于關節液的細菌培養[9,10]，目前國內在人工關節假體感染患者診斷中利用BACTEC Plus/F 瓶培養細菌的報道較少[11]。本研究結果實驗組培養陽性率為20 例（83.3%），對照組培養陽性率為13 例（54.2%），兩者差異有統計學意義，結果表明應用BACTEC Plus/F 瓶進行關節假體感染的病原菌培養，細菌培養陽性率更高，與文獻[12,13]報道結果一致。BACTEC Plus/F 瓶是一個細菌增殖瓶，經過幾天時間就能夠獲得大量的細菌；在BACTEC Plus/F 瓶中存在有一些白細胞溶解素，可以破壞白細胞，因而提高細菌檢出率。盡管利用BACTEC Plus/F 瓶進行細菌培養有一定的優點，但是仍然有一部分的患者不能檢測出細菌，可能與某些細菌需要特殊的培養條件有關[14]。本研究同時發現，BACTEC Plus/F瓶比普通培養基污染率更低，與Durmaz[9]的結果一致；然而Bourbeau[10]發現，BACTEC Plus/F 瓶的污染率更高，這就要求操作過程的絕對無菌。

總之，本研究結果表明在人工關節假體感染的患者中，利用BACTEC Plus/F 瓶進行細菌培養，細菌檢出率比普通培養基更高，污染率更低，操作更簡單，可作為人工關節假體感染的患者細菌的培養方法，為進一步研究人工關節置換術后感染診斷及治療提供實驗依據。