Osteomielite cronica: cosa deve sapere il chirurgo

L’osteomielite può anche essere classificata in base al meccanismo di infezione (patogenesi), come esogena o ematogena.3 Più comunemente, l’osteomielite cronica è secondaria all’inoculazione diretta di agenti patogeni nell’osso al momento del trauma, a seguito di un trauma chirurgico (cioè a seguito di riduzione aperta e fissazione interna delle fratture), da ferite aperte sovrastanti croniche o infezioni contigue dei tessuti molli.3,9 Nell’osteomielite ematogena, gli agenti patogeni penetrano nell’osso attraverso la circolazione sistemica, anche se questo tipo si riscontra prevalentemente nelle popolazioni pediatriche.3,9 Negli adulti, in genere si verifica secondariamente da un sito distale di infezione, spesso coinvolgendo i corpi vertebrali della colonna vertebrale inferiore e può anche essere associato a infiammazione dei dischi intervertebrali adiacenti.2,12

Alcuni autori hanno suggerito la distinzione di un altro meccanismo di osteomielite che è secondario all’insufficienza vascolare, in quanto questo presenta diverse caratteristiche cliniche e fisiopatologiche distinte.2 Si verifica prevalentemente nei pazienti affetti da diabete mellito e di solito è il risultato di un’infezione dei tessuti molli del piede che si diffonde all’osso.2

Epidemiologia

L’incidenza di osteomielite ematogena e la mortalità ad essa associata si sono drasticamente ridotte in seguito all’introduzione di antibiotici negli anni ‘ 40.1 Tuttavia, l’incidenza di osteomielite cronica a seguito di focolai contigui di infezione è apparentemente aumentata, specialmente nei paesi sviluppati.3,13 I possibili fattori eziologici includono l’invecchiamento della popolazione, l’aumento della prevalenza di traumi, l’aumento della prevalenza di infezioni del piede diabetico e miglioramenti nella diagnosi della malattia.3,14 L’osteomielite indotta da traumi rimane la causa più comune,15,16 con tassi di infezione nelle fratture ossee lunghe aperte compresi tra il 4% e il 64%, mentre i tassi di recidiva dopo l’infezione ossea sono stati segnalati per essere alti come 20% a 30%.16,17 D’altra parte, le infezioni articolari protesiche rappresentano un’entità relativamente nuova di osteomielite cronica. La loro incidenza è riferita per essere alta come 1,5% – 2,5%, anche se i tassi di fino a 20% sono stati riferiti dopo chirurgia di revisione.4

Eziopatogenesi

Rispetto ad altri tipi di tessuto, l’osso è relativamente resistente allo sviluppo dell’infezione.4,12 Tuttavia, a seguito di una grande inoculazione di agenti patogeni, o anche di un numero minore di batteri particolarmente virulenti, può verificarsi un’infezione.4,12 Il tipo di agente patogeno isolato dipende fortemente da fattori correlati al paziente come l’età, lo stato immunitario, la storia del trauma e la posizione geografica.18 Generalmente, l’osteomielite ematogena è di natura monomicrobica, 12 in contrasto con l’osteomielite a fuoco contiguo che è polimicrobica.3,10,12

Nell’osteomielite cronica adulta, il patogeno più comunemente coinvolto è di gran lunga lo Staphylococcus aureus (S. aureus).Anche 3,9 S. aureus resistente alla meticillina (MRSA) è stato sempre più isolato da lesioni croniche di osteomielite.9 Altri patogeni causali includono Staphylococcus epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens ed Escherichia coli.3,9 Le infezioni micobatteriche e fungine sono generalmente non comuni e sono spesso associate a immunodeficienza.3,9

Dopo l’introduzione di agenti patogeni come S. aureus nella cavità del midollo osseo, indipendentemente dalla via di accesso, aderiscono alle proteine di membrana come la fibronectina oi recettori del collagene, stabilendo un’infezione.3 Altri fattori microbici impediscono l’accesso da parte delle difese dell’ospite o la penetrazione dei tessuti circostanti.2 Ciò si ottiene attaccando diversi tipi di cellule ospiti e degradando la matrice extracellulare.2S. aureus è stato anche segnalato per sopravvivere all’interno delle cellule ospiti, un meccanismo utilizzato anche da altri agenti patogeni.2

Di conseguenza vari agenti patogeni producono una matrice polisaccaridica / proteica (biofilm)relativamente impermeabile 8 che può essere multistrato e incorporato all’interno di un glicocalice o all’interno di uno strato di melma.12 Circondati dal biofilm, questi patogeni presentano un fenotipo alterato per quanto riguarda la crescita, l’espressione genica e la produzione di proteine2 che li protegge dai meccanismi di difesa dell’ospite e dall’effetto sistemico degli antibiotici.3,19 Questo è in contrasto con la fase infettiva iniziale in cui i batteri sono ancora in una fase planctonica, con un alto tasso metabolico e generazionale, un fattore che aumenta la loro sensibilità agli antibiotici comuni.19 I patogeni possono rimanere in questo stato per lunghi periodi di tempo e possono causare riacutizzazioni molti anni dopo l’inoculazione iniziale.

I fattori infiammatori prodotti dai patogeni, così come dai leucociti dell’ospite, insieme alla compressione e all’obliterazione della rete vascolare attorno all’area coinvolta, rappresentano i principali meccanismi di necrosi tissutale e distruzione ossea.2 L’area avascolare risultante diventa un porto ideale per i batteri, poiché né le cellule infiammatorie né gli agenti antibiotici possono raggiungerla. Intorno a questa area avascolare, vi è iperemia reattiva e aumento dell’attività osteoclastica, che a sua volta provoca perdita ossea localizzata e osteoporosi.2 Allo stesso tempo, gli osteoblasti depositano nuovo osso periostale.2

Fattori predisponenti

Sono stati riportati diversi fattori predisponenti per lo sviluppo di osteomielite cronica. Una storia di trauma, fratture aperte e chirurgia sono i fattori più comunemente incontrati.20 Altri fattori includono diabete, malattia vascolare periferica, malnutrizione, ipotensione, uso cronico di steroidi, malignità, alcolismo, fumo, immunocompromissione sistemica o locale, uso di droghe per via endovenosa e sviluppo di ulcere da decubito.6,9,12,20

Al giorno d’oggi, la presenza di impianti è uno dei fattori predisponenti più importanti. Subito dopo l’impianto diventano rivestiti con le proteine dell’ospite, una fonte eccellente per l’attaccamento di agenti patogeni.12 Il biofilm che producono li protegge dai meccanismi di difesa dell’ospite in modo che possano riattivarsi mesi o anni dopo.12

Caratteristiche cliniche

Le caratteristiche cliniche dell’osteomielite cronica di solito non sono specifiche e quindi difficili da riconoscere. Può anche essere difficile differenziare i segni di osteomielite dall’infezione dei tessuti molli, specialmente nei pazienti diabetici. Sono stati riportati una varietà di sintomi, che vanno da nessuna lesione cutanea a ferite aperte su ossa fratturate. Dolore cronico, un’area di eritema intorno all’osso interessato, gonfiore e dolorabilità ossea, alterata guarigione delle ferite spesso associata a necrosi tissutale, aumento del drenaggio o tratti sinusali persistenti, brividi, febbre di basso grado e malessere generale sono alcuni dei sintomi clinici più comunemente riportati (Fig. 1).2,3,9,10,20 Nei casi trascurati, i pazienti riportano tipicamente un dolore ciclico che aumenta di gravità, è associato a febbre e si attenua quando il pus scoppia attraverso la fistola.18

Caratteristiche dell’imaging

L’imaging può aiutare sia nella caratterizzazione che nella diagnosi differenziale dell’osteomielite. La radiografia semplice, una modalità di imaging di prima linea, è di sensibilità e specificità molto basse. È utile, tuttavia, differenziare l’osteomielite da altre patologie come fratture e neoplasie (primarie o metastatiche).9 Può rivelare gonfiore dei tessuti molli, reazione periostale, perdita di definizione, perdita di densità ossea e osteolisi, già da 10 a 21 giorni dopo l’infezione ossea, ma potrebbe non essere rilevabile fino a quando non vi è una perdita dal 30% al 50% del contenuto minerale osseo.2,9,12,20 I segni tardivi includono un aumento del riassorbimento osseo, formazione di sequestra e nuova formazione ossea nel periostio o nell’endostio.20

La TC fornisce l’imaging più dettagliato dell’osso corticale, essendo particolarmente utile nell’identificazione di sequestra e fistole intra-ossee.2 Dimostra anche sia la reazione periostale che il coinvolgimento del midollo osseo, oltre a dimostrare la condizione dei tessuti molli in una fase precoce.10,20 Anche se in presenza di impianti la sua qualità degrada, viene abitualmente utilizzato per la pianificazione preoperatoria e per guidare le biopsie.6,20

La risonanza magnetica ha un vantaggio nella valutazione del midollo osseo e dei tessuti molli circostanti, definendo l’edema e l’iperemia associati che sono presenti nelle primissime fasi della malattia.2,21 Può differenziare l’osso dalle infezioni del tessuto molle e può anche essere usato come aggiunta nella stima dei margini richiesti per il debridement, o per valutare la risposta alla terapia.2,20 Tuttavia, è di valore limitato in presenza di impianti, tessuto cicatriziale e operazioni recenti.21

La scintigrafia ossea di routine è stata utilizzata anche nella diagnosi di osteomielite cronica. Tuttavia, è associato a una specificità limitata e risultati falsi positivi, specialmente nei pazienti che hanno avuto artropatia diabetica, gotta, traumi e interventi chirurgici recenti. Pertanto, il suo uso non è raccomandato come una singola modalità di imaging.La scintigrafia leucocitaria 2,21, d’altra parte, è una tecnica accurata per diagnosticare l’osteomielite cronica nello scheletro periferico, ma la sua accuratezza diagnostica nello scheletro assiale è significativamente ridotta.21 Risultati falsi positivi sono riportati anche in presenza di nonunioni meccanicamente instabili, o nonunioni peri-articolari con artropatia post-traumatica associata.20

La tomografia ad emissione di positroni (PET) ha la massima sensibilità e specificità, delineando le lesioni con la loro attività infiammatoria concomitante in fasi molto precoci.2,18 La sua disponibilità e i relativi costi, tuttavia, ne limitano l’uso di routine.6 Tuttavia, una meta-analisi che studia l’accuratezza dell’imaging diagnostico per l’osteomielite cronica, ha dimostrato che il fluorodeossiglucosio PET ha la massima precisione diagnostica, sia per confermare che escludere la diagnosi di osteomielite cronica, specialmente nello scheletro assiale.21,22

L’ecografia (US) viene utilizzata principalmente nelle fasi iniziali per rilevare le raccolte purulente all’interno dei tessuti molli.2 Alcuni autori suggeriscono che in alcuni casi può essere diagnostico, ma non sono disponibili stime affidabili della sua specificità e sensibilità.18

Valutazione di laboratorio

Una serie di indagini di laboratorio può aiutare con la diagnosi, anche se generalmente mancano di specificità per l’osteomielite cronica. La presenza di marcatori infiammatori come un aumento del livello di proteina C-reattiva (CRP) e un aumento della velocità di sedimentazione degli eritrociti (ESR) può essere utilizzata in aggiunta alla diagnosi e per il monitoraggio della risposta clinica al trattamento.2,3,9,20 Al contrario, nella maggior parte dei casi, la presenza di livelli di CRP e ESR persistentemente normali di solito esclude l’osteomielite, anche se in presenza di un seno di scarico o di uno sfondo di diabete, questo potrebbe non essere il caso.9 Leucocitosi e livelli elevati di glicoproteina acida alfa-1 possono anche essere presenti, ma questi non sono indicatori affidabili.3,9 Al contrario, il numero di globuli bianchi (WCC) può rientrare nei limiti normali.10,20

Soprattutto, per ottenere una diagnosi definitiva nell’osteomielite cronica, è considerata essenziale la presenza di colture microbiche positive da biopsie ossee intorno alle aree di necrosi ossea.9 Questi non devono essere ottenuti da ferite superficiali o fistole, in quanto queste sono state associate a bassa precisione a causa dell’inclusione di microrganismi non patogeni che colonizzano la ferita.2,3 Sono riportati anche risultati falsi negativi, principalmente a causa della distribuzione irregolare delle lesioni osteomielitiche nell’osso.2 Spesso, più di un organismo è coinvolto e questi possono includere anaerobici, micobatteri e organismi fungini in modo che colture specifiche e test microbiologici possono essere necessari.9 Soprattutto nei casi di osteomielite correlata all’impianto, è necessario ottenere campioni da un massimo di cinque siti attorno all’impianto per aumentare la resa diagnostica e spesso sono necessarie colture di brodo di arricchimento prolungate.2,20 È molto importante che le colture siano ottenute prima di iniziare qualsiasi trattamento antimicrobico, per evitare risultati falsi negativi. Le emocolture convenzionali sono generalmente utili solo nei casi di osteomielite ematogena.

L’istopatologia dei campioni di tessuto ottenuti durante la biopsia o il debridement può anche fornire ulteriori informazioni importanti. La presenza significativa di neutrofili è indicativa dell’infezione, mentre la colorazione speciale positiva suggerisce la presenza di agenti patogeni prima dei risultati della coltura.2

Approccio diagnostico

La diagnosi di osteomielite cronica può essere spesso difficile, ma è importante rendersi conto che una diagnosi precoce porterà ad un esito più favorevole. Una combinazione di alto indice di sospetto clinico e il riconoscimento dei sintomi clinici, insieme con le indagini di imaging e di laboratorio, può aiutare la diagnosi. Soprattutto nei pazienti con vascolarizzazione periferica compromessa, la diagnosi di osteomielite cronica può essere ancora più difficile, poiché i sintomi sono solitamente sottili e le caratteristiche sistemiche sono assenti.12 L ‘esame clinico deve essere incentrato sull’ identificazione di un possibile nidus di infezione.9 Come accennato, il criterio più sensibile è la presenza di colture batteriche positive da biopsie ossee ottenute da aree con necrosi ossea.9

Gestione

La gestione dell’osteomielite cronica dipende dalla durata e dalla gravità dei sintomi, nonché dalla presenza di comorbidità mediche. Nella maggior parte dei casi, l’involucro dei tessuti molli circostanti è compromesso e la vascolarizzazione dell’area è scarsa, un fattore che dovrebbe essere preso in considerazione. L’obiettivo principale del trattamento è eliminare il processo infiammatorio rimuovendo tutti i patogeni e il tessuto devitalizzato e, se non si è verificata la guarigione, promuovere la guarigione ottimizzando l’ambiente meccanico e biologico. Questo può essere ottenuto con una combinazione di trattamento con agenti antibiotici, sbrigliamento chirurgico e gestione dello spazio morto.

Si deve prestare molta attenzione anche nei pazienti diabetici. I sintomi possono non essere chiari in questi casi, mentre la compromissione vascolare concomitante e la neuropatia periferica possono complicare la scelta del trattamento. Una piccola ma importante percentuale di questi pazienti richiederà l’amputazione degli arti.2

Trattamento antibiotico

Il trattamento antibiotico empirico iniziale deve essere iniziato non appena sono stati ottenuti i campioni di coltura. Il regime antibiotico dovrebbe quindi essere adattato ai risultati delle colture e alle sensibilità.6

La maggior parte degli autori raccomanda una durata da quattro a sei settimane di terapia antibiotica.3,5,23 Ciò si basa sulla logica secondo cui sono necessarie tre o quattro settimane per la rivascolarizzazione dell’osso, il che dà un periodo di opportunità agli agenti antimicrobici di infiltrarsi nell’area infiammata e attaccare i patogeni che sono a quel punto sensibili agli antibiotici.3,5 Tuttavia, nessuna prova forte supporta questa raccomandazione, o che la terapia antibiotica prolungata riduce il tasso di recidiva.5,23 Infatti, il trattamento antibiotico prolungato è associato ad un aumentato rischio di eventi avversi, costi e resistenza agli antibiotici.23

Il tipo di antibiotici e la via di somministrazione rimangono una questione di dibattito, senza prove chiare per guidare la pratica. Una recente recensione di Cochrane di Conterno et al non ha mostrato alcuna differenza tra antibiotici orali rispetto agli antibiotici parenterali nel tasso di remissione alla fine della terapia e dopo 12 mesi o più di follow-up,3 una scoperta confermata da altri autori.5 La via di somministrazione orale sembra attraente, poiché gli agenti orali offrono lo stesso successo con gli antibiotici parenterali, hanno rischi simili di eventi avversi ma sono più facili da somministrare e sono associati a costi medici inferiori e a una riduzione della durata della degenza ospedaliera.3,5

Ciò che è più importante per l’agente antibiotico utilizzato è la penetrazione ossea che può raggiungere, nonché se supera le concentrazioni inibitorie minime per l’agente patogeno isolato.5 Il regime antibiotico utilizzato deve basarsi anche sui risultati delle colture e delle sensibilità ottenute dalle biopsie ossee. Nei casi polimicrobici o in presenza di infezioni protesiche, si raccomanda una combinazione di agenti antibiotici in quanto ciò è stato riportato per ridurre il tasso di recidiva.5 Infine, agenti patogeni come S. aureus sono stati segnalati per acquisire resistenza a un certo numero di antibiotici, un aspetto che rende la scelta del trattamento ancora più difficile.12

Inoltre, gli antibiotici locali sotto forma di perle di polimetilmetacrilato (PMMA) possono essere utilizzati per fornire alte dosi di antibiotici ai tessuti circostanti.20,24 Diversi studi hanno sostenuto la loro efficacia, con l’ulteriore vantaggio di gestire lo spazio morto risultante dal debridement.24,25 L’agente antibiotico selezionato per la miscela deve essere attivo contro il patogeno batterico mirato. A differenza delle perle di PMMA, le perle di solfato di calcio forniscono un rilascio più rapido di alte concentrazioni di antibiotici, avendo il vantaggio di essere biodegradabili e quindi precludendo la necessità di rimozione.26 Allo stesso modo, anche le perle in ceramica idrossiapatite e gli impianti in co-polimero polilattide-poliglicolide sono biodegradabili e sono stati utilizzati con successo nel trattamento dell’osteomielite cronica.26

Per quanto riguarda la scelta degli antibiotici, la nostra raccomandazione è di adattare il trattamento a ciascun individuo in base al tipo e all’entità dell’osteomielite, alle comorbidità mediche, agli organismi isolati e se questa è la prima presentazione o una ricorrenza. Per i microrganismi comuni come S. aureus, si consiglia il trattamento con IV Nafcillina o Cefazolina in caso di S meticillina-sensibili. aureus (MSSA), e il trattamento con IV Vancomicina per MRSA. Più comunemente, sono necessarie almeno sei settimane di terapia antimicrobica, dopo di che si sostiene la rivalutazione del paziente e un’ulteriore discussione con i microbiologi.

Trattamento chirurgico

La pietra angolare del trattamento dell’osteomielite cronica è la gestione chirurgica (Tabella 2). Questo dovrebbe includere un debridement chirurgico adeguato per rimuovere tutti gli agenti patogeni insieme ai loro biofilm e sequestra (osso morto) che agiscono come materiale estraneo, raggiungendo fino al tessuto sano e vitale (Fig. 2 bis). Anche l’involucro locale dei tessuti molli deve essere debridato e ricostruito, se indicato. Nei casi di significativa estensione dell’osteomielite nel canale midollare, è stato suggerito lo sbrigliamento con la tecnica alesatore-irrigatore-aspiratore (RIA) e il successivo inserimento di un’asta di cemento intramidollare impregnata di antibiotici.20 Un approccio più aggressivo con l’alesatura del canale e, se coinvolge un’articolazione, i due canali adiacenti, è raccomandato per ridurre il rischio di recidiva, poiché la determinazione macroscopica dell’entità dell’infiltrazione del midollo osseo non è affidabile.