ESPACIADORES ARTICULADOS EN INFECCIÓN DE PRÓTESIS TOTAL DE RODILLA

INTRODUCCIÓN

La infección de una artroplastia total de rodilla es una de las complicaciones más importantes y devastadoras. La infección continúa siendo la primera causa de revisión precoz tras artroplastia de rodilla, por delante de la inestabilidad o el aflojamiento aséptico.
El tratamiento de una artroplastia total de rodilla infectada genera un consumo de recursos hospitalarios tres a seis veces mayor que el de una artroplastia primaria y dos veces mayor que el de una revisión aséptica. El objetivo del tratamiento debe ser erradicar la infección y mantener la función de la articulación.
El recambio en dos tiempos continúa siendo el tratamiento de elección o “Gold Standard” en los casos de infección tardía, con resultados buenos o excelentes en el 80%-100% de los casos, pero no deja de ser agresiva, costosa y larga. También se considera el tratamiento de elección en casos de infección por hongos, microorganismos virulentos, enfermedades inflamatorias de base, pacientes inmunodeprimidos o reinfección después de una reimplantación.
La revisión en dos tiempos de una artroplastia infectada tiene, en comparación con el recambio directo, algunos inconvenientes teóricos: una hospitalización más prolongada, mayor coste y tiempo, retracción de los tejidos, inestabilidad, limitación funcional entre los tiempos quirúrgicos. Desde el punto de vista técnico, la reimplantación quirúrgica puede verse dificultada por la retracción de las partes blandas y la pérdida de los planos tisulares.
La mayoría de los autores coinciden en que casi todos estos inconvenientes pueden ser minimizados con la utilización de espaciadores articulados de cemento cargados de antibióticos, aunque el recambio en dos tiempos es igualmente reproducible, para erradicar la infección, con el uso de espaciadores de cemento o sin ellos.
Con el recambio en dos tiempos se han publicado los resultados más consistentes con independencia de múltiples variaciones en el tipo de espaciador, microorganismo causal o tiempo de evolución de la infección. En una revisión sistemática de la literatura, entre 1980 y 2005, Jämsen et al encontraban 31 artículos originales describiendo los resultados de 154 recambios directos y 926 recambios en dos tiempos. Las tasas de erradicación fueron del 73%-100% para el recambio en un tiempo y de 82%-100% para el recambio en dos tiempos. La movilidad final y las tasas de reinfección fueron menores en las series que utilizaron espaciadores articulados cargados de antibiótico. No hubo correlación con el tipo de espaciador ni en el resultado funcional entre las revisiones en un tiempo o en dos tiempos.

TIPOS DE ESPACIADOR. MONOBLOQUE-ARTICULADOS

El protocolo del recambio en dos tiempos fue formulado por J. Insall en 1983. Desde la primera comunicación, en 1990, de los resultados a largo plazo se considera el tratamiento de elección en la infección tras artroplastia total de rodilla. El procedimiento original tenía un 20% de resultados regulares o malos, relacionados con la incapacidad funcional y la retracción de las partes blandas entre los tiempos quirúrgicos. Se producía atrofia, rigidez, pérdida de hueso y aumentaba el número de abordajes ampliados en la reintervención.
El uso de espaciadores articulados cargados de antibiótico permitió disminuir estas complicaciones y mejorar las posibilidades de erradicación de la infección. La elección del espaciador depende de muchos factores, como el grado de pérdida ósea, el estado de las partes blandas, la selección de antibióticos y las posibilidades económicas y técnicas del cirujano. Entre las ventajas comunes de los espaciadores cargados de antibiótico, monobloque o articulados, figura que los niveles intraarticulares de antibióticos con este tratamiento son mayores que sólo con antibióticos parenterales.
La intención es estar por encima del “punto de ruptura de sensibilidad” (nivel de antibiótico que establece el límite entre la susceptibilidad bacteriana o el desarrollo de resistencias) y conseguir la erradicación de la infección.
Los espaciadores no articulados permiten la administración local de una alta concentración de antibióticos, mejoran la autonomía del paciente, facilitan el tratamiento ambulatorio y mantienen el espacio articular para futuras cirugías.
Borden, Cohen y Booth comunicaron el uso de rosarios y espaciadores de cemento cargados de antibiótico, moldeados para que se adaptaran al defecto creado tras la extracción de la prótesis infectada. Aunque en algunos de estos casos hicieron el espaciador en dos hemibloques, confiriendo una articulación parcial, ni el diseño de los bloques ni el protocolo de rehabilitación incluía una movilidad controlada. Calton et al hicieron modificaciones del mismo concepto y observaron algunas de sus desventajas, como la pérdida de hueso si el espaciador se hundía en la tibia.

Otras desventajas de este sistema son una mínima amplitud de movimiento de la articulación, lo cuál puede provocar acortamiento del cuadriceps o del abductor, formación de cicatrices o aumentar la necesidad de abordajes ampliados en la reimplantación de la prótesis.
Los espaciadores articulados de cemento cargado de antibiótico pueden mejorar la función entre las cirugías y facilitar el segundo tiempo quirúrgico.
Aunque persiste algo de controversia la mayoría de los autores coincide en que la utilización de espaciadores articulados determina mejores resultados funcionales y en cuando a la erradicación de la infección que el uso de espaciadores monobloque.
Existe una considerable variación en la forma y características de los espaciadores articulados, desde espaciadores totalmente manuales, diferentes moldes preconformados para cemento hasta espaciadores modulares que incluyen superficies de plástico y metal, con diversos grados de constreñimiento, precio y complejidad. Todos ellos presentan ventajas comunes: evitan la retracción de partes blandas y del mecanismo extensor, se pueden añadir altas dosis de antibióticos en el tiempo entre las cirugías, preservan la masa ósea mejor que los espaciadores monobloque, reducen la necesidad de abordajes ampliados en la reintervención y aumentan el porcentaje de éxitos. Además permiten una mayor movilidad controlada de la articulación y el apoyo parcial con ortesis supletoria facilitando la descarga hospitalaria, con una función aceptable en el tiempo entre las cirugías.

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS ESPACIADORES ARTICULADOS

Las primeras comunicaciones de espaciadores articulados cargados de antibiótico fueron comunicadas por Wilde y Ruth en 1988, representando el primer intento de disminuir las complicaciones debidas a la incapacidad funcional, entre los tiempos quirúrgicos, observada en los trabajos iniciales de Insall.
En 1992 aparecieron algunos sistemas articulados preconformados (PROSTALAC®), cuya principal ventaja es la excelente tolerancia y función del paciente entre las cirugías, debido a la alta congruencia articular y la reducida fricción. Entre las teóricas desventajas figuran, además del precio, la presencia de superficies metálicas y de plástico que podrían facilitar el crecimiento bacteriano y la limitación de tamaños. Su uso no se ha generalizado por el precio y por el riesgo teórico de que los componentes de metal y plástico faciliten la persistencia de la infección, pero esto no se ha confirmado en la práctica clínica, por lo que otros factores como la agresividad del microorganismo, la adición de elevados porcentajes de antibiótico al cemento y la pauta antibiótica podrían tener más peso específico que el tipo de espaciador utilizado.
El espaciador articulado de cemento conformado a mano representa el extremo opuesto al sistema PROSTALAC® y mantiene casi todas las ventajas comunes de los espaciadores articulados, con algunos inconvenientes específicos.
Entre estos extremos, múltiples autores han desarrollado modificaciones para minimizar las desventajas de los espaciadores conformados manualmente y del sistema PROSTALAC, adaptándolos a sus posibilidades técnicas y económicas. Se desconoce el impacto real de las ventajas teóricas de los distintos tipos de espaciador.
Las formas principales incluyen:
1. La elaboración manual de un espaciador a medida en quirófano, sólo con cemento, recreando la anatomía normal del paciente o sistemas mas conformados (“Ball and Socket”),

2. La elaboración de espaciadores a medida en quirófano usando moldes prefabricados, de silicona o aluminio, o con la ayuda de componentes de prueba para dar forma al espaciador, o creando intraoperatoriamente los moldes con cemento, sobre implantes de prueba, y luego, sobre los moldes de cemento, el espaciador definitivo;
3. La utilización de espaciadores prefabricados sólo de cemento;

Espaciador preconformado y control radiológico. En estos casos sólo el cemento con el que se fija el espaciador al hueso lleva antibiótico personalizado.

Tipo de cemento. Formas comerciales vs personalizadas de cemento cargado de antibiótico
La mayoría de los cementos cargados de antibiótico, preparados comercialmente, tienen dosis bajas de antibiótico, que pueden servir para profilaxis de la infección en pacientes de riesgo (combinada con los antibióticos parenterales representa el concepto de “doble profilaxis”), o en el segundo tiempo quirúrgico de una infección ya erradicada, pero no para el tratamiento de las mismas cuando se ha diagnosticado la infección.
Por lo tanto, los cirujanos deben agregar antibióticos al cemento para alcanzar las altas dosis necesarias para el tratamiento de la infección articular periprotésica y para personalizar el antibiótico al microorganismo causal.
En comparación con las presentaciones comerciales de cemento cargado de antibiótico, el cemento mezclado manualmente tiene una menor liberación de antibióticos.
La mezcla manual de antibióticos aumenta la porosidad del cemento. Esto, en teoría, debilita el cemento pero aumentaría la superficie de elución pues el antibiótico se libera desde la superficie del espaciador o desde grietas en la superficie del mismo. Sin embargo cuando se carga manualmente el cemento con antibióticos la distribución de estos no es homogénea, a diferencia de los cementos precargados comercialmente con antibióticos, lo que disminuye su tasa de elución a partir de una superficie dada. Un estudio mostró que el aumento de la superficie de cemento óseo en un 40% determinaba una tasa de elución de vancomicina 20% más alta.
La adición de dextrano al cemento aumenta la porosidad y las tasas de elución de los antibióticos. Kuechle y otros observaron que, cuando se agregaba dextrano al 25% al cemento, la liberación de antibióticos en las primeras cuarenta y ocho horas era alrededor de cuatro veces mayor y la duración de la elución era de hasta diez días, en lugar de sólo seis, en comparación con la preparación de rutina. El mismo efecto se ha visto con la adición de lactosa, silitol (u otros edulcorantes), que aumentan la liberación de daptomicina, vancomicina o gentamicina.
La mezcla al vacío disminuye la porosidad del cemento lo que podría disminuir la elución del antibiótico. Sin embargo se ha visto que esto no es así para todos los cementos pues otros factores, como la hidrofilia del cemento o su viscosidad, pueden ser más importantes que el área teórica de elución.
En un estudio reciente Meyer et al comparaban la elución en seis cementos cargados comercialmente de antibióticos al mezclarlos al vacío y manualmente. Todos demostraron actividad antimicrobiana detectable durante los cinco días del ensayo, concentrándose la máxima actividad en el primer día, con niveles por encima del punto de ruptura de sensibilidad, y decreciendo rápidamente después. La actividad antimicrobiana acumulada en los cinco días fue similar, con la mezcla sin vacío de Cemex Genta y con vacío de Cobalt G-HV y Palacos R1G, pero mayor que para los otros tres cementos. Cemex Genta demostró la mayor actividad acumulada antimicrobiana en los 5 días cuando la mezcla no se hacía al vacio, por encima de Cobalt G-HV y Palacos R1G y estos, a su vez, superiores VersaBond AB, Simplex P con Tobramycin y SmartSet GMV, con diferencias significativas entre estos, en el orden descrito. Cuando la mezcla se hacía al vacío Cobalt G-HV y Palacos R1G tenían una actividad acumulada antimicrobiana similar, significativamente mayor que el resto de los productos. El mezclado al vacío aumentó la actividad antimicrobiana de tres cementos: Cobalt G-HV, Palacos R1G y Simplex P con Tobramicina y disminuyó la de Cemex Genta, SmartSet GMV y VersaBond AB. Además la mezcla al vacío también aumentó el número de días de elución por encima del punto de ruptura de sensibilidad necesario para erradicar el 99% de todos los SAMS y SAMR y el 85% de los SCN catalogados entre el 2009-2010. Para Palacos R1G pasó de 2 días con mezcla sin vacío a 5, con mezcla al vacío, para Cobalt G-HV pasó de dos a tres días y para Simplex P con Tobramycin pasó de 1 a dos días. Por el contrario la mezcla al vacio redujo el número de días de elución por encima de este límite para el Cemex Genta, de tres a 1. En general los autores concluían que la mezcla al vacío tiene efectos adversos sobre la elución de cementos de baja viscosidad (Cemex Genta), positivos sobre los de alta (Cobalt G-HV y Palacos R1G) e impredecible sobre los de viscosidad media (Simplex P-Tobramycin, SmartSet GMV y VersaBond AB). Sólo Cemex Genta mezclado sin vacío y Palacos R1G, mezclado al vacío, eluían antibióticos por encima del punto de ruptura de sensibilidad en el tercer día, el resto sólo el primer día. Aunque Cobalt G-HV y Palacos R-G tienen menor carga de gentamicina tienen una elución y una actividad antimicrobiana mayor que otros cementos con mayor carga de antibiótico.
Otros estudios confirman las diferencias entre cementos. Stevens y otros estudiaron la elución in vitro de antibióticos a partir de los cementos óseos Simplex y Palacos, y observaron que el Palacos era un vehículo más eficaz para la administración local de fármacos.

La mayoría de las infecciones publicadas son por especies de Candida. Entre estas C. Albicans representa el 60%, C. Parapsilosis y C. Tropicalis un 20% cada. Otras mas raras son Coccidioides immitis, Bsatomyces dermatitis o Sporothrix schenckii.
La inmunosupresión, hospitalización prolongada, terapia intravenosa prolongada, drogodependencia y enfermedades inflamatorias son factores de riesgo para el desarrollo de estas infecciones micóticas, no obstante en la mayoría de los casos publicados los pacientes no presentaban dichos factores de riesgo. Se postula una inoculación intraoperatoria vs una diseminación hematógena. Los síntomas son los de una infección subaguda, con dolor o molestias leves a moderadas, episodios de derrame u, ocasionalmente, osteólisis progresiva. En la literatura, las series publicadas son muy cortas. Phelan et al efectuaron un rescate en dos tiempos con administración sistémica de agentes antimicóticos para tratar cuatro infecciones por Candida sobre artroplastias totales. También identificaron otros seis casos en la bibliografía que habían sido tratados con el mismo esquema. Además de la artroplastia de resección, ocho pacientes recibieron anfotericina B, sola o en combinación con otro tratamiento antimicótico, y un paciente fue tratado con fluconazol solo. Ocho de los pacientes no presentaron recurrencia de la infección después de una media de 50,7 meses tras la reimplantación.

Dosis de antibiótico
Lewis et al estudiaron las propiedades de los cementos cargados de antibiótico. La elución típica de antibiótico del cemento ocurre en tres fases: una fase exponencial, en las primeras 24 horas, una fase decreciente y una fase final de baja elución constante. La fase exponencial es dependiente del área de difusión, de la superficie del espaciador, con influencia también de la porosidad del espaciador e hidrofobia del cemento. La porosidad determina la rugosidad del cemento y la cantidad de líquido que contacta la superficie del cemento determina la elución de antibiótico desde la superficie o desde fisuras del cemento mas profundas.
La adición de altas dosis de antibiótico al cemento es una de las claves del tratamiento, para conseguir las máximas concentraciones intraarticulares en la fase exponencial de elución, aunque algunos autores han observado la persistencia de niveles eficaces de antibióticos hasta 4 meses después de la operación.
El antibiótico no ha de sobrepasar el 20% del total de la masa cemento-antibiótico y siempre en forma de polvo pues las formas líquidas dificultan la polimerización del cemento. Todavía no se ha estandarizado la dosificación ideal de cada antibiótico que debe mezclarse con el cemento óseo. La adición al cemento de dos antibióticos ha probado ser superior a la utilización de uno solo. Las dosis de los antibióticos usados con más frecuencia varían de 2,4 g de tobramicina con 1 g de vancomicina por 40 g de cemento a 4 g de vancomicina con 4,6 g de tobramicina por 40 g de cemento. Todas estas dosis se han vinculado con tasas de éxito reiteradas y similares por encima del 90%.
A medida que aumenta la cantidad de antibiótico en polvo disminuye la resistencia del cemento. Sin embargo la carga de antibióticos parece ser un factor más dentro de un protocolo de éxito, el recambio en dos tiempos, y se han obtenido resultados consistentes con espaciadores sin carga de antibiótico o con mínimas cargas. Un estudio de Fehring et al comunicó resultados eficaces con el uso de 1,2 g de tobramicina por 40 g de cemento óseo. La duración promedio del seguimiento fue de treinta y seis meses para los pacientes que recibieron un espaciador estático (88% de erradicaciones) y de veintisiete meses para los tratados con un espaciador articulado (93% de erradicaciones).

Resistencia. Propiedades mecánicas del cemento.
Los factores que pueden influir sobre las propiedades mecánicas del cemento son el tipo de cemento, la proporción y combinación de antibióticos, que este se administre en forma líquida o en polvo y que se mezcle al vacío o a mano. Múltiples estudios han demostrando que el cemento mezclado con cloxacilina, cefazolina o gentamicina, vancomicina o tobramicina mantiene bien la resistencia a las fuerzas de tensión y compresión.
Sin embargo, cuando se añaden antibiótico líquido, sí que interfiere con la polimerización temprana del cemento, provocando un importante deterioro en las propiedades del cemento. Esto es debido al efecto que provoca el agua y no por las propiedades del antibiótico en sí mismo. Por ejemplo, cuando añadimos gentamicina líquida en vez de sólida o en polvo, puede disminuir la resistencia del cemento a la compresión en un 49% y la resistencia a la tracción en un 46%. Por el contrario, la tobramicina en polvo no provocaba ningún efecto perjudicial en cuanto a debilidad de los espaciadores respecto a la serie control.
La adición manual de antibiótico también debilita el cemento. La mezcla al vacío del cemento impregnado de antibiótico mejora sus propiedades mecánicas al disminuir la porosidad hasta un 20%. Se ha estimado que el mezclado manual causa un 30-40% de reducción de resistencia y que la mezcla al vacío puede disminuir hasta diez veces la tasa de fracturas durante la carga cíclica con los espaciadores.
Los cementos cargados comercialmente de antibiótico mantienen sus propiedades mecánicas pero las dosis pueden no ser suficientes o apropiadas para el tratamiento de una infección o para la elaboración de espaciadores, excepto alguna forma comercial, como el Copal®.
Duncan et al comunicaron que la mezcla manual de antibiótico con el cemento óseo disminuía la resistencia del cemento el 36% con respecto a la del cemento cargado de antibiótico preparado comercialmente, en tanto que la resistencia de este último no difería de la del cemento sin antibiótico.
Lewis et al compararon varios cementos y sus propiedades biomecánicas al combinarlos con diferentes antibióticos. La composición del cemento era un factor principal. La elución de tobramicina y de vancomicina del Palacos R es superior a la del Simplex y la de este superior al CMW. La combinación de antibióticos es otro factor importante. La combinación de vancomicina mas tobramicina produce un aumento de elución con el Palacos (también para la gentamicina), pero con el Simplex P se produce una disminución de la elución de tobramicina, no a la inversa. La mezcla al vacío o sin el influye en la elución de antibiótico. Las variantes de CMW disminuyen la elución de gentamicina cuando se mezclan al vacío pero con Palacos ocurre lo contrario, como han corroborado estudios recientes. La concentración de vancomicina no sufrió diferencias significativas si la mezcla de hacía de forma manual o al vacío. Estos autores también estudiaron el efecto de los ciclos de carga e impacto, que pueden crear pequeñas porosidades y grietas en el espaciador, aumentando la elución de antibiótico. Entre los cementos estudiados sólo el Palamed G, cuya porosidad es mayor, aumentó la elución de antibiótico. Para el resto, no hubo diferencias estadísticamente significativas entre la carga y el no impacto en los portadores de un espaciador.
Otro aspecto importante es como se realiza la mezcla entre los antibióticos y el cemento.
Hanssen et al propusieron un método para agregar altas dosis de antibiótico en polvo al cemento óseo. El monómero de polimetilmetacrilato y el polvo deben mezclarse primero para formar el cemento líquido, y después se agrega el antibiótico. Es importante dejar intactos la mayor cantidad posible de cristales grandes para crear una mezcla más porosa que aumente la tasa de elución de los antibióticos.
Esto no es aplicable cuando se utiliza cemento con antibióticos como profilaxis, pues los cristales también debilitan el cemento, prefiriéndose, para este fin las formas comerciales que, como se ha dicho, no debilitan el cemento. Además, en algunos cementos el mezclado manual disminuye la elución, por lo que no valdría este método.
La otra forma propuesta por Frommelt et al, y generalmente recomendada, es la “adición fraccionada de antibiótico”. Consiste en la adición progresiva del cemento y del antibiótico en polvo y el mezclado de ambos hasta completar toda la carga prevista de antibiótico. Luego se puede hacer la mezcla normal o al vacío, según el tipo de cemento y la disponibilidad o no de sistemas de vacío. Una vez mezclado el cemento hay que aplicarlo en la fase pastosa o fase tardía de polimerización para impedir la interdigitación excesiva con el hueso, facilitando la extracción en la cirugía definitiva y permitir, a la vez, que el cirujano tenga todavía cierta libertad para moldear la superficie articular del espaciador.

Seguridad
Como cualquier tratamiento, el cirujano debe conocer los posibles efectos secundarios de los antibióticos usados en los espaciadores. En relación al número de artroplastias infectadas que se tratan al año y al uso de cemento cargado de antibióticos las complicaciones son excepcionales.
Evans utilizó 4 g de vancomicina y 4,6 g de tobramicina en polvo por lote de 40 g de cemento de polimetilmetacrilato en cuarenta y cuatro pacientes con un total de de cincuenta y cuatro infecciones articulares periprotésicas. El seguimiento a un mínimo de dos años no mostró alteraciones renales, vestibulares ni auditivas. Springer et al estudiaron la seguridad sistémica del cemento impregnado de antibiótico en alta dosis a lo largo del tiempo y comunicaron que dosis promedio de 10,5 g de vancomicina y 12,5 g de gentamicina eran seguras desde el punto de vista clínico, sin signos de insuficiencia renal aguda ni otros efectos colaterales sistémicos. En cambio, Van Raaij et al comunicaron un caso de insuficiencia renal aguda que afectó a una mujer de 83 años después del tratamiento con 2 g de gentamicina en un bloque de 240 g de cemento combinado con siete cadenas de microesferas de polimetilmetacrilato impregnadas también de gentamicina. Los niveles séricos de gentamicina eran altos, lo que llevó a retirar el espaciador y a la eventual recuperación de la función renal. Ceffa et al comunicaron dos casos de infección por Mucoraceae después del tratamiento con espaciadores de cemento cargado de antibiótico.
Los casos comunicados representan episodios poco habituales en el que otros factores, como la volemia, o los Ab IV pudieron influír pues el perfil de normalización de los niveles séricos de Ab, cuando se usan espaciadores cargados de antibióticos, es exponencial y se normaliza en 24 horas. De todos modos, el cirujano debe conocer estas posibles complicaciones.

Defecto segmentario reconstruido con espaciador manual e imágenes de la reconstrucción final, tras la reimplantación, en el mismo paciente.

CONCLUSIONES

1-El recambio en dos tiempos se considera el tratamiento de elección para la infección tardía, ausencia de identificación fiable del microroganismo causal, infecciones por hongos, microorganismos virulentos, enfermedades inflamatorias de base, pacientes inmunodeprimidos o reinfección después de una reimplantación.
2- Los espaciadores articulados permiten minimizar las complicaciones entre los tiempos quirúrgicos del recambio en dos tiempos, mejorando la autonomía del paciente, movilidad, previniendo la retracción de las partes blandas y facilitando la reimplantación quirúrgica.
3- Además los espaciadores articulados parecen mejorar las tasas de erradicación de la infección, no sólo los resultados funcionales o reducir las complicaciones.
4- La forma de realizar el espaciador no parece influír en las tasas de erradicación y en el resultado funcional. El cirujano ha de adaptarse a sus posibilidades técnicas y económicas para elegir una forma u otra de espaciador, pues todos, con sus ventajas e inconvenientes, han demostrado resultados consistentes y reproducibles.
5- No todos los cementos son iguales ni para prevención ni para el tratamiento de la infección.
6- El antibiótico ha de añadirse en polvo para no debilitar el cemento. El uso de sinergias aumenta el espectro de cobertura y la elución de determinados antibióticos.
7- El mezclado al vacío, una vez realizada la “adición fraccionada” del antibiótico aumenta la elución de antibiótico del espaciador cuando se utilizan cementos de alta viscosidad, siendo preferible la adición manual cuando se utilizan cementos de baja viscosidad.