激光消毒技术作为生物膜破坏剂在假体周围关节感染(PJI)治疗中的突破性应用

这篇前瞻性研究创新性地将掺铒钇铝石榴石激光(Er:YAG)引入假体清创抗生素灌洗保留(DAIR)手术流程，形成改良的DALIR方案。研究证实Er:YAG激光(2.94μm波长)能显著降低植入物表面活菌检出率至9.1%(传统机械清洗为42.4%，p<0.01)，使早期术后感染治愈率从44.1%提升至78.1%，为假体周围关节感染(PJI)的保假体治疗提供了革命性技术手段。

　　

1 引言
假体周围关节感染(PJI)是全关节置换术(TJA)后最具破坏性的并发症，发生率约1%-2%。尽管采用层流手术室、抗生素预防等措施，PJI发生率未见下降。微生物在植入物表面形成的生物膜是其治疗难点，生物膜内细菌对抗生素的耐药性可提高500-5000倍。

传统清创抗生素灌洗保留(DAIR)手术对早期术后(≤6周)和急性血源性(症状≤3周)PJI有效，但治愈率波动在31%-80%。研究团队受牙科激光治疗牙周炎启发，尝试将Er:YAG激光(2.94μm)引入DAIR流程，形成DALIR新方案。该激光波长恰与水分吸收峰重合，能通过微爆炸实现精准组织消融(约60μm/脉冲)，同时热损伤深度<10μm。

2 方法
研究纳入31例33个PJI病例(2019-2024年)，采用前瞻性单中心设计。手术流程包括：彻底滑膜切除、获取多组织样本、脉冲灌洗(5-8L林格液+1L聚己双胍消毒液)、Er:YAG激光照射(2500mJ，20Hz，13-20J/cm²)，以及模块化部件更换。

关键创新点在于激光处理：使用4-5mm光斑直径，以10%重叠率线扫描钴铬合金假体表面。为评估效果，分别在关节切开后、机械清洗后、激光照射后三次采集植入物表面拭子培养。对照组为历史DAIR病例(n=34)。

3 结果
3.1 手术整合性
激光设置时间与术中X光机相当，平均延长手术时间13.1分钟(p=0.17)。红外测温显示假体最高温升仅4.5°C(21.5°C→25°C)，远低于骨坏死阈值(50°C)。

3.2 微生物清除效果
激光组拭子培养阳性率降至9.1%，显著低于机械清洗组(42.4%，p<0.001)。扫描电镜显示单次激光脉冲即可完全清除生物膜。

3.3 微生物学检测比较
PCR检测滑膜液阳性率90.3%，与超声震荡培养一致率70.9%。病原谱以金黄色葡萄球菌(39%)为主，其次为痤疮丙酸杆菌(18%)和表皮葡萄球菌(18%)。

3.4 临床疗效
DALIR组总体治愈率78.1%，显著高于DAIR组(44.1%，p=0.008)。其中早期术后感染治愈率从47.1%提升至93.7%(p=0.003)，但急性血源性感染改善不明显(41.2%→50%，p=0.6)。

4 讨论
4.1 技术优势
激光的物理杀菌机制规避了微生物耐药性风险。临床应用中，建议配合聚维酮碘染色辅助识别照射区域。

4.2 局限性
样本量较小，激光手动操作可能产生照射不均。急性血源性感染疗效差异可能与潜在慢性化进程有关。

4.3 应用前景
3.5万欧元的设备成本相当于单例两阶段翻修手术费用。该技术还可拓展至内固定相关感染治疗。

5 结论
Er:YAG激光作为DAIR手术的辅助手段，能显著提升生物膜清除效率和早期PJI治愈率。研究者建议在符合DAIR适应症时常规采用该技术，为保假体治疗提供新的"武器"。