TESSUTO OSSEO NORMALE RESISTENTE ALLA COLONIZZAZIONE BATTERICA

1. L’osteomielite è un processo infiammatorio suppurativo del midollo osseo, al quale partecipano attivamente anche l’endostio e il periostio, mentre le trabecole e i sistemi osteonici ne sono interessati in modo passivo con fenomeni di necrosi e di osteolisi.

2. TESSUTO OSSEO NORMALE RESISTENTE ALLA COLONIZZAZIONE BATTERICA INFEZIONE INOCULI COSPICUI CORPI ESTRANEI TRAUMI TESSUTI DEVITALIZZATI COMPROMISSIONE DEL CIRCOLO

3. Classificazione delle Osteomieliti • Durata : acuta/cronica • Patogenesi : ematogena/trauma/chirurgica da focolaio contiguo • Sede • Estensione • Paziente : neonato/bambino/ adulto immunocompromesso

4. Waldvogel • Ematogena • Secondaria a focolaio contiguo di infezione con insufficienza vascolare senza insufficienza vascolare • Acuta :stato suppurativo con edema,congestione vasale e trombosi dei piccoli vasi;la vascolarizzazione è compromessa se vengono interessati i tessuti molli vicini; se l’apporto ematico midollare e periostale sono ridotti si formano vaste zone di tessuto morto o sequestrato • Cronica :nido di tessuto osseo necrotico o tessuto cicatriziale circondati da tessuto molle ischemico OSTEOMIELITE ACUTA : la sola ematogena con sintomatologia che non dura da più di 10 giorni

6. OSTEOMIELITE: PATOGENESI (WALDVOGEL) • EMATOGENA • DA INOCULAZIONE DIRETTA • CONTIGUITA’ TRAUMI INTERVENTI CHIRURGICI

7. INOCULAZIONE DIRETTA TRAUMI INTERVENTI CHIRURGICI OSTEOMIELITE NON EMATOGENA • CONTIGUITÀ • INSUFF. VASC. PERIFERICA (diabete, arteriopatie)

8. FRATTURE ESPOSTE incidenza in aumento esordio clinico subacuto  terapia manifestazioni scheletriche ritardate eziologia variabile Staph. aureuspredominante ma spesso flora batterica mista Anaerobi Gram neg. Stafilococchi coag. neg. Enterococchi OSTEOMIELITE NON EMATOGENA

9. FRATTURE ESPOSTE virulenza dei microrganismi danno dei tessuti molli perischeletrici compromissione del circolo stabilità del focolaio di frattura stato immunitario del paziente corpi estranei (mezzi di osteosintesi) OSTEOMIELITE NON EMATOGENA Estensione e gravità dell’infezione dipendente da diversi fattori :

10. INFEZIONI PER CONTIGUITÀ età > 50 anni diabete (microangipatia + neuropatia + alterazioni immunitarie), aterosclerosi ossa del piede (“piede diabetico”) segni e sintomi locali (ulcere croniche, cellulite) OSTEOMIELITE NON EMATOGENA Infezioni POLIMICROBICHE

11. OSTEOMIELITE QUADRI ANATOMO-CLINICI • ACUTA (osteomielite ematogena acuta, ?) • CRONICA

12. OSTEOMIELITE CRONICA • persistenza di segni clinici e/o radiografici di infezione per più di 6 settimane • evidenza radiografica di distruzione ossea, con formazione di sequestri o sclerosi • persistenza o recidiva di infezione dopo un ciclo appropriato di antibioticoterapia • infezione associata alla presenza di un corpo estraneo • infezione associata ad insufficienza circolatoria • infezione sostenuta da microrganismi in grado di causare un processo morboso cronico in modo caratteristico (es. Mycobacterium tuberculosis)

13. Osteomielite cronica delle ossa lunghe • Scarsi sintomi sistemici • Dolore persistente • Fistole secernenti

17. condizioni circolatorie predisponenti distribuzione bifasica per età > 50 anni < 20 anni • traumi (?) • ossa lunghe • focolaio primario ignoto nel 70% dei casi • cateteri a permanenza • vertebre OSTEOMIELITE EMATOGENA

18. Focolaio primario spesso ignoto (rinofaringe?) Fascia di età più colpita: 2-5 anni Localizzazione elettiva arti inferiori (femore 27%; tibia 22%) Incidenza: 1:1000- 1: 20.000 Spesso si ha una localizzazione vertebrale Focolai d’infezione: UTI, cute tessuti molli, RTI, accessi venosi ecc… Localizzazioni lombare 45%, toracica 35%, cervicale 20%. OSTEOMIELITE EMATOGENA 85% in età pediatrica 15% nell’adulto

19. Sede dell’osteomielite acuta in 657 bambini con localizzazione scheletrica singola (Modificata da Gutierrez, 1997)

21. OSTEOMIELITE EMATOGENA EZIOLOGIA Staph. aureus Agente eziologico più comune in tutte le età (>90% dei casi in bambini sopra i 5 anni) Strept. gr. B Enterobacteriaceae Candida spp.* Neonati (*CVC) H. influenzae Bambini < 2-3 anni

22. OSTEOMIELITE EMATOGENA EZIOLOGIA Gram neg. E. coli Klebsiella spp. Salmonella spp. Proteus spp. etc. Incidenza crescente negli adulti Pseudomonas aeruginosa Candida, Aspergillus Immunodepressi, CVC, tossicodipendenti

23. Osteomielite acuta ematogena • Sintomi e segni sono estremamente variabili nella loro intensità, così come nella modalità di insorgenza : si passa da forme paucisintomatiche a quadri gravi ad andamento setticemico, con inizio brusco ed improvviso • Nella forma più tipica : febbre dolore localizzato limitazione motoria infiammazione locale

24. Caratteristiche cliniche dell’osteomielite ematogena acuta nel bambino • Dolore 127 94% • Febbre 115 85% • Segni locali 93 69% • Irritabilità 16 12% • Iporessia 13 10% • Letargia 5 4% • Vomito 4 3% Da Faden , mod

25. O. E. VERTEBRALE • forma più comune in età adulta (anziani e tossicodipendenti) • localizzazione lombare e dorsale • diagnosi spesso ritardata • TC, RM • biopsia

26. Osteomielite vertebrale • Il dolore è la presentazione tipica • La maggior parte dei pazienti presenta una sintomatologia che varia da 2 settimane a 2 anni prima della diagnosi • Complicanze neurologiche

28. Spondilodiscite C5-C6 in paziente diabetico nonostante l’importante lesione si è recato a fare la RM a piedi

29. Osteomielite tubercolare • Nell’ambito dei casi di tubercolosi extrapolmonare l’interessamento osteoarticolare è in aumento • La TBC osteoarticolare è più frequente nelle popolazioni immigrate • La colonna vertebrale rappresenta il distretto maggiormente colpito (40-60%) • Il quadro patologico comprende generalmente il coinvolgimento delle porzioni contigue di due vertebre adiacenti con compromissione del corrispondente disco. L’infezione tende a diffondere nei tessuti paraspinali (ascesso freddo)

30. Spondilite tubercolare

31. OSTEOMIELITE NON EMATOGENA • Inoculazione diretta • Forme post-traumatiche; si tratta di fratture ossee esposte. L’inoculazione di batteri avviene dall’esterno e varia in base al contesto ambientale in cui si è verificato l’incidente. • Forme postchirurgiche • Riduzione a cielo aperto delle fratture • Craniotomie • Interventi ricostruttivi • Chirurgia discale • Sternotomie • Inserzioni protesiche

32. OSTEOMIELITE NON EMATOGENA 2) CONTIGUITA’ • Piede diabetico (in genere associata ad una insufficienza vascolare e neuropatia); spesso polimicrobica. • Osteomielite del calcagno in età pediatrica (punture e/o traumi). • Osteomielite originata da ferite da puntura. • Osteomielite della mandibola nei soggetti sottoposti a terapia radiante della testa e del collo.

33. INFEZIONI POST-CHIRURIGICHE complicanza in ortopedia, cardiochirurgia e neurochirurgia rischio maggiore in caso di impianto di materiali estranei importanza di misure di profilassi generiche e specifiche OSTEOMIELITE NON EMATOGENA Staph. aureus e stafilococchi coag. neg. 60-80% dei casi Ceppi meticillino-resistenti in aumento

34. Osteomielite nel tossicodipendente per via venosa • Si verifica spesso per via ematogena sia da inoculo diretto che secondaria ad embolizzazione nel corso di una endocardite. • In altri casi l’osteomielite deriva da un fucus contiguo (tromboflebiti, celluliti). • I tossicodipendenti sono particolarmente inclini a sviluppare un’osteomielite vertebrale (spesso cervicale). • Eziologia vertebrale : Stafilococchi, Gram negativi, Candide, M. Tubercolosis.

35. Fattori di rischio specifici Artrite reumatoide>artrosi Revisione artroprotesi >primo intervento Gomito>ginocchio>anca>spalla Fattori di rischio generali debilitazione generale ridotta funzione sistema immunitario terapia cortisonica ridotto stato nutrizionale infezioni cutanee concomitanti obesità età avanzata diabete Fattori di rischio per le infezioni di protesi articolari

37. Device-Associated Infections in the United States • Device Usage/Yr Infection Risk • Central venous catheters 5 million 3% to 8% • Bladder catheters Tens of millions 10% to 30% • Prosthetic heart valves 85,000 1% to 3% • Vascular grafts 450,000 2% to 10% • Cardiac pacemakers 400,000 1% to 5% • Cardiac assist devices 700 50% to 100% • Penile implants 15,000 2% to 10% • Joint prostheses 600,000 1% to 3% • Fracture fixators 2 million 5% to 10% • Dental implants 1 million 5% to 10%

38. CLASSIFICAZIONE DELLE INFEZIONI PROTESICHE

39. Sintomi e segni clinici nelle infezioni delle protesi articolari Sintomi/segni Frequenza (%) dolore 95 febbre 43 edema 38 fistole 32

40. Possibili scenari delle infezioni protesiche 1) associate ad un inoculo dello spazio articolare da parte di patogeni virulenti che causano rapida e precoce infiammazione legate alla virulenza , e non alla risposta immune . Clinicamente : evidenti segni locali di infiammazione , possibili segni sistemici

41. Possibili scenari delle infezioni protesiche 2) associate ad una massiva contaminazione intraoperatoria o a contaminazione post-operatoria precoce in un ospite normocompetente e possono rimanere a lungo silenti . L’esordio è generalmente entro 2 anni. Maggior tempo = minor virulenza o miglior risposta immune Il bilanciamento tra biofilm e tessuti circostanti può essere perso gradualmente per il funzionamento della protesi, per condizioni metaboliche locali, disfunzioni ossee e tendenza ad espandersi dei batteri Profilassi antibiotica e sistema immune eliminano la maggior parte dei patogeni a bassa virulenza

42. Possibili scenari delle infezioni protesiche 3) associate ad una bassa contaminazione intraoperatoria da parte di patogeni a bassa virulenza , e dipendono dallo stato dell’ospite . Un ospite normocompetente può eradicare facilmente questi patogeni . Negli altri casi, dopo un periodo di steady state controllato principalmente dalle caratteristiche microbiche, inizia una fase di incremento di sintomi che si può accompagnare a precoce perdita dell’impianto.

43. Possibili scenari delle infezioni protesiche 4) la via ematogena è basata su due aspetti 1) ciascuno di noi può sviluppare una batteriemia in normali situazioni 2) i microrganismi possono ancorarsi nello spazio articolare artificiale . La diagnosi di infezioni per via ematica deve basarsi sulla identificazione del patogeno e sul tempo , entrambi fattori difficili da stabilire.

44. perché tante infezioni protesiche non giungono a guarigione ? dalla letteratura emerge come i migliori risultati siano raggiunti quando esistono protocolli e vi sia collaborazione tra ortopedico, microbiologo , chirurgo microvascolare , infettivologo , nursing care e riabilitazione

45. Antibiotici - Germi - Mezzi di sintesi • Aderenza • Biofilm • Deficit di fagocitosi dei neutrofili per la presenza di ioni metallici , matacrilato monomerico o polimerizzato

46. Caratteristiche dei comuni germi ortopedici • Diverse specie batteriche , ma S. epidermidis , S. aureus ed enterococchi VR sono i patogeni più importanti e difficili da trattare • il polietilene attrae S.epidermidis • i metalli protesici sono prediletti da S.aureus: i prodotti di corrosione stabilizzano e fortificano la costruzione del biofilm • il polimetilmetacrilato aumenta le % di infezione per una combinazione di fattori legati alla superficie , all’influenza negativa sulla chemiotassi sulla fagocitosi e sullo stato biologico dello spazio che circonda la protesi .

47. L’adesione batterica : fattore chiave Gli impianti sono coperti da frazioni ematiche ( proteine, plasma, macromolecole, eritrociti, piastrine ..) immediatamente dopo il loro posizionamento : film condizionante i batteri aderiscono al film condizionante , alle protesi scoperte e a frammenti di tessuto osseo necrotico tramite reazioni fisico-chimiche ( forze di van der Waals, equilibrio acido-base, interazioni elettrostatiche ed idrofobiche , legame proteico ) Fase non specifica : reversibile Fase specifica : irreversibile

48. Biofilm: Staphylococcus epidermidis Biofilm: Sono comunità strutturate di cellule batteriche racchiuse in una matrice polimerica che esse stesse producono ed aderente ad una superficie sia inerte che vivemte

49. Cause di Resistenza antibatterica nei Biofilm • Mancata penetrazione dell'antibiotico • Fase di crescita stazionaria • Formazione di “Small-colony variants” • Ridotta velocità di crescita • Diminuita produzione di esoproteine • Possibile persistenza intracellulare • Ridotta sensibilità agli Aminoglicosidi

50. Resistenza Batterica in biofilm di S. epidermidis Untreated biofilm 72h treatment with Vancomycin + Rifampin Dunne et al. Antimicrob Agents Chemother 1993. 37:2522