Management of Modular Mega-Implant Infection of the Lower Extremity

Abstract

Introduction Revision arthroplasty involving mega-implants is associated with a high complication rate. In particular, infection is a serious complication of revision arthroplasty of hip and knee joints and has been reported to have an average rate of 18%, and for mega-implants, the range is from 3 to 36%. This study was designed to analyze the strategy of treatment of infection of mega-endoprostheses of the lower extremities in our patient cohort, particularly the management of chronic infection.

Material and Methods This was a retrospective study that focused on the results of the treatment of periprosthetic infections of mega-implants of the lower extremities. We identified 26 cases with periprosthetic infections out of 212 patients with 220 modular mega-endoprostheses of the lower extremities who were treated in our department between September 2013 and September 2019. As a reinfection or recurrence, we defined clinical and microbiological recurrences of local periprosthetic joint infections after an antibiotic-free period.

Results In this study, 200 cases out of 220 were investigated. The average follow-up period was approximately 18 months (6 months to 6 years). Endoprosthesis infections after implantation of mega-implants occurred in 26 cases (13%). This group comprised 2 early infections (within the first 4 weeks) and 24 chronic infections (between 10 weeks and 6 years after implantation). Nineteen cases out of the identified 26 cases with infection (73.1%) belong to the group of patients who were operated on due to major bone loss following explantation of endoprosthetic components due to previous periprosthetic joint infection. The remaining seven cases with infection comprised four cases following management of periprosthetic fracture, two cases following treatment of aseptic loosening, and one case following tumor resection. All infections were treated surgically. In all cases, the duration of continuous antibiotic treatment did not exceed 6 weeks. Both cases with early infection were treated by exchanging polyethylene inlays and performing debridement with lavage (two cases). In two (7.7%) cases with chronic infection, one-stage surgery was performed. In all remaining cases with chronic infection (22 cases; 84.6%), explantation of all components and temporary implantation of cement spacers were carried out prior to reimplantation.

Conclusion There is still no gold standard therapeutic regimen for the management of periprosthetic infection of mega-implants, though radical surgical debridement and lavage accompanied by systemic antibiotic therapy are the most important therapeutic tools in all cases of periprosthetic infections, regardless of the time of onset. Further studies are needed to standardize management strategies of such infections. Nevertheless, it is not uncommon for compromises to be made based on the particular condition of the individual.

Zusammenfassung

Einführung Revisionsarthroplastik mit Megaimplantaten ist mit einer hohen Komplikationsrate verbunden. Insbesondere eine Infektion ist eine schwerwiegende Komplikation der Revisionsarthroplastik von Hüft- und Kniegelenken und wird in der Literatur mit einer durchschnittlichen Rate von 18% (zwischen 3% und 36%) bei Megaimplantaten angegeben. Diese Studie wurde durchgeführt, um die Strategie der Behandlung der Infektion von Mega-Endoprothesen der unteren Extremitäten in der Kohorte unseres Patienten zu analysieren, insbesondere die Behandlung chronischer Infektionen.

Material und Methoden Diese ist eine retrospektive Studie, die sich mit den Ergebnissen der Behandlung von periprothetischen Infektionen von Megaimplantaten der unteren Extremität befasst. Von September 2013 bis September 2019 wurden in unserer Klinik 212 Patienten mit 220 modularen Mega-Endoprothesen der unteren Extremitäten behandelt. Als Reinfektion oder Rezidiv definierten wir ein klinisch und mikrobiologisches Rezidiv lokaler periprothetischer Gelenkinfektionen nach antibiotikafreier Periode.

Ergebnisse In dieser Studie wurden 200 von 220 Fällen untersucht. Die durchschnittliche Nachbeobachtungszeit betrug ca. 18 Monate (6 Monate bis 6 Jahre). In 26 Fällen (13%) traten Endoprotheseninfektionen nach Implantation von Megaimplantaten auf. Diese Gruppe umfasste 2 frühe Infektionen (innerhalb der ersten 4 Wochen) und 24 chronische Infektionen (zwischen 10 Wochen und 6 Jahren nach der Implantation). 19 der 26 identifizierten Infektionsfälle (73,1%) gehören zur Gruppe der Patienten, die aufgrund eines schweren Knochenverlusts nach Explantation endoprothetischer Komponenten aufgrund einer früheren periprothetischen Gelenkinfektion operiert wurden. Die verbleibenden 7 Fälle mit Infektion umfassten 4 Fälle nach Behandlung einer periprothetischen Fraktur, 2 Fälle nach Behandlung einer aseptischen Lockerung und einen Fall nach Tumorresektion. Alle Infektionen wurden chirurgisch behandelt. In allen Fällen überschritt die Dauer der kontinuierlichen Antibiotikabehandlung 6 Wochen nicht. Beide Fälle mit einer frühen Infektion wurden jeweils durch Austausch von Polyethylen-Inlays und Durchführung eines Debridements mit Lavage (2 Fälle) behandelt. In 2 (7,7%) Fällen mit chronischer Infektion wurde ein einzeitiger Wechsel durchgeführt. In allen verbleibenden Fällen mit chronischer Infektion (22 Fälle; 84,6%) wurde vor der Reimplantation eine Explantation aller Komponenten und eine vorübergehende Implantation von Zementabstandshaltern durchgeführt.

Schlussfolgerung Radikales chirurgisches Debridement und Lavage in Verbindung mit einer systemischen Antibiotikatherapie sind die wichtigsten therapeutischen Instrumente in allen Fällen periprothetischer Infektionen. Die Managementstrategien variieren je nach Art der Infektion, den isolierten Mikroben und dem klinischen Schweregrad der Infektion. Weitere Studien sind erforderlich, um die Managementstrategien für solche Infektionen zu standardisieren. Es ist jedoch nicht ungewöhnlich, dass Kompromisse aufgrund des besonderen Zustands des Einzelnen eingegangen werden.

Key words

mega-implants - revision arthroplasty - periprosthetic infection

Schlüsselwörter

Megaimplantate - Revisionsarthroplastik - periprothetische Infektion

Publication History

Article published online:
04 February 2021

• References

• 1 Ascherl R. Infektionsmanagement bei Megaimplantaten. Orthopäde 2010; 39: 980-993
• 2 Fritzsche H, Hofbauer C, Winkler D. et al. Komplikationsmanagement nach Tumorendoprothesen. Orthopäde 2019; 48: 588-597
• 3 Zajonz D, Zieme A, Prietzel T. et al. Periprosthetic joint infections in modular endoprosthesis of the lower extremities: a retrospective observational study in 101 patients. Patient Saf Surg 2016; 10: 6 doi:10.1186/s13037-016-0095-8
• 4 von Salis-Soglio G, Ghanem M, Meinecke I. et al. Modulares Endoprothesensystem München-Lübeck (MML) Anwendungsmöglichkeiten und Ergebnisse an den unteren Extremitäten. Orthopäde 2010; 39: 960-967
• 5 Puchner SE, Funovics PT, Hipfl C. et al. Incidence and management of hip dislocation in tumour patients with a modular prosthesis of the proximal femur. Int Orthop 2014; 38: 1677-1684
• 6 Tsukayama DT, Goldberg VM, Kyle R. Diagnosis and management of infection after total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am 2003; 85-A (Suppl. 01) 75-80
• 7 Bickels J, Meller I, Henshaw RM. et al. Reconstruction of hip stability after proximal and total femur resections. Clin Orthop Relat Res 2000; (375) 218-230 doi:10.1097/00003086-200006000-00027
• 8 Finstein JL, King JJ, Fox EJ. et al. Bipolar proximal replacement prosthesis for musculoskeletal neoplasm. Clin Orthop Relat Res 2007; 459: 66-75 doi:10.1097/BLO.0b013e31804f5474
• 9 Gosheger G, Gebert C, Ahrens H. et al. Endoprosthetic reconstruction in 250 patients with sarcoma. Clin Orthop Relat Res 2006; 450: 164-171
• 10 Funovics PT, Hipfl C, Hofstaetter JG. et al. Management of septic complications following modular endoprosthetic reconstruction of the proximal femur. Int Orthop 2011; 35: 1437-1444
• 11 Grammatopoulos G, Alvand A, Martin H. et al. Five-year outcome of proximal femoral endoprosthetic arthroplasty for non-tumour indications. Bone Joint J 2016; 98: 1463-1470
• 12 Grimer RJ, Aydin BK, Wafa H. et al. Very longterm outcomes after endoprosthetic replacement for malignant tumours of bone. Bone Joint J 2016; 98-B: 857-864
• 13 Hardes J, von Eiff C, Streitbuerger A. et al. Reduction of periprosthetic infection with silver-coated megaprostheses in patients with bone sarcoma. J Surg Oncol 2010; 101: 389-395
• 14 Holzer G, Windhager R, Kotz R. One-stage revision surgery for infected megaprosthesis. J Bone Joint Surg 1997; 79: 31-35
• 15 Jeys LM, Grimer RJ, Carter SR. et al. Periprosthetic infection in patient treated for an orthopedic oncological condition. J Bone Joint Surg Am 2005; 87: 842-849
• 16 Korim MT, Esler C, Ashford RU. Systematic review of proximal femoral arthroplasty for non-neoplastic conditions. J Arthroplasty 2014; 29: 2117-2121
• 17 Krenn V, Morawietz L, Perino G. et al. Revised histopathological consensus classification of joint implant related pathology. Pathol Res Pract 2014; 210: 779-786
• 18 Pennekamp PH, Wirtz DC, Dürr HR. Proximal and total femur replacement. Oper Orthop Traumatol 2012; 24: 215-226
• 19 Shehadeh A, Noveau J, Malawer M. et al. Late complication and survival of endoprosthetic reconstruction after resection of bone tumors. Clin Orthop Relat Res 2010; 468: 2885-2895
• 20 Zajonz D, Birke U, Ghanem M. et al. Silver-coated modular Megaendoprostheses in salvage revision arthroplasty after periimplant infection with extensive bone loss – a pilot study of 34 patients. BMC Musculoskelet Disord 2017; 18: 383 doi:10.1186/s12891-017-1742-7
• 21 Heller K-D. Diagnostik des periprothetischen Infekts – was ist Pflicht, was ist optional?. Z Orthop Unfall 2016; 154: 398-405
• 22 Karczewski D, Winkler T, Renz N. et al. A standardized interdisciplinary algorithm for the treatment of prosthetic joint infections. Bone Joint J 2019; 1010-B: 132-139
• 23 Lenz M, Hofmann GO, Mückley T. Diagnose und Therapie periprothetischer infectionen. Unfallchirurg 2012; 115: 496-502
• 24 Parvizi J, Zmitowski BS, Berbari EF. et al. New definition of periprosthetic joint infection. Clin Orthop Relat Res 2011; 469: 2992-2994
• 25 Leonard HA, Liddle AD, Burke O. Single- or two-stage revision for infected total hip arthroplasty? A systematic review of the literature. Clin Orthop Relat Res 2014; 472: 1036-1042
• 26 Renz N, Müller M, Perka C. et al. Implant-associated infections–Diagnostics. Chirurg 2016; 87: 813-821
• 27 Mayhew D, Mendonca V, Murthy BVS. A review of ASA physical status – historical perspectives and modern developments. Anaesthesia 2019; 74: 373-379