人工関節感染

🧠 全体像：人工関節感染 prosthetic joint infection 人工関節感染（prosthetic joint infection） prosthetic joint infection（人工関節感染） は「自然関節の化膿性関節炎 septic arthritis 化膿性関節炎（septic arthritis） septic arthritis（化膿性関節炎） とは別枠のルール」で動く病態である。核心はバイオフィルムbiofilmバイオフィルム（biofilm）biofilm（バイオフィルム）——菌がインプラント implant インプラント（implant） implant（インプラント） 表面に膜を作って抗菌薬・免疫細胞immune cell 免疫細胞（immune cell）immune cell（免疫細胞） から身を守るため、抗菌薬だけでは制圧できず、インプラントimplant インプラント（implant）implant（インプラント） そのものの扱い（温存するか、抜去removal (of a tube/catheter/drain) 抜去（removal (of a tube/catheter/drain)）removal (of a tube/catheter/drain)（抜去） するか）が治療方針 treatment strategy 治療方針（treatment strategy） treatment strategy（治療方針） の分かれ目になる。発症からの時間経過 time course 時間経過（time course） time course（時間経過） が起因菌の毒性とインプラント implant インプラント（implant） implant（インプラント） の運命を左右し、術後まもない急性発症は温存の余地があるが、時間が経ってからの緩徐な発症はインプラント implant インプラント（implant） implant（インプラント） 抜去 removal (of a tube/catheter/drain) 抜去（removal (of a tube/catheter/drain)） removal (of a tube/catheter/drain)（抜去） が前提になりやすい、という対比が理解の軸になる。

病態

自然関節の化膿性関節炎との違い

化膿性関節炎septic arthritis化膿性関節炎（septic arthritis）septic arthritis（化膿性関節炎）は関節軟骨 articular cartilage 関節軟骨（articular cartilage） articular cartilage（関節軟骨） そのものへの感染であり、軟骨破壊cartilage destruction 軟骨破壊（cartilage destruction）cartilage destruction（軟骨破壊） が数日で進行する緊急症として扱われる。一方、人工関節感染prosthetic joint infection 人工関節感染（prosthetic joint infection）prosthetic joint infection（人工関節感染） はインプラントimplant インプラント（implant）implant（インプラント） 表面という無血管 avascular無血管（avascular） avascular（無血管）・無免疫の環境を舞台にする点が本質的に異なる。インプラントimplant インプラント（implant）implant（インプラント） 周囲にはバイオフィルム biofilm バイオフィルム（biofilm） biofilm（バイオフィルム） が形成され、抗菌薬の組織移行や好中球の貪食が届きにくいため、診断基準diagnostic criteria 診断基準（diagnostic criteria）diagnostic criteria（診断基準） も治療方針 treatment strategy 治療方針（treatment strategy） treatment strategy（治療方針） も自然関節の化膿性関節炎 septic arthritis 化膿性関節炎（septic arthritis） septic arthritis（化膿性関節炎） とは別に組み立てる必要がある¹。

発症時期と起因菌

発症までの経過時間 age 経過時間（age） age（経過時間） は、原因菌の毒性の強さをおおまかに反映する。

💡 「毒性が強い菌ほど早く症状を出す」という対比が発症時期の違いを生む。 S. aureusは増殖が速く炎症反応も強いため数日〜数週間で症状化するが、表皮ブドウ球菌S. epidermidis 表皮ブドウ球菌（S. epidermidis）S. epidermidis（表皮ブドウ球菌） やC. acnesはバイオフィルム biofilm バイオフィルム（biofilm） biofilm（バイオフィルム） の中でゆっくり増殖するため、疼痛や機能低下が緩徐に進行し、発見までに数か月〜数年を要することがある²。

臨床像

急性発症では発熱・疼痛・腫脹・創部の発赤や排膿など化膿性関節炎 septic arthritis 化膿性関節炎（septic arthritis） septic arthritis（化膿性関節炎） に似た所見を呈する。一方、遅発性では全身症状に乏しく、持続する関節痛・可動域制限・インプラントimplant インプラント（implant）implant（インプラント） の緩み（弛み感）だけが手がかりになることが多く、X線上の透亮像 lucency 透亮像（lucency） lucency（透亮像） やコンポーネントの位置異常が唯一の所見であることもある。⚠️ 全身症状が乏しいからといって感染を否定できない点が、遅発性PJIを見逃しやすくしている。

診断

⭐ 診断基準diagnostic criteria 診断基準（diagnostic criteria）diagnostic criteria（診断基準） は自然関節の化膿性関節炎 septic arthritis 化膿性関節炎（septic arthritis） septic arthritis（化膿性関節炎） とは別に定められている。 2011年に策定されたMusculoskeletal Infection Society（MSIS）基準は、2018年のInternational Consensus Meeting（ICM）で血液・関節液joint fluid 関節液（joint fluid）joint fluid（関節液） マーカーと術中所見を組み合わせた評価法へ改訂され、感度97.7%・特異度99.5%と報告されている¹。大基準major criteria 大基準（major criteria）major criteria（大基準） は同一菌の2回以上の培養陽性、または関節腔joint cavity 関節腔（joint cavity）joint cavity（関節腔） と交通する瘻孔（サイナストラクト）の存在で、いずれかを満たせば単独で確定診断となる¹。

低毒性菌による慢性感染 chronic infection 慢性感染（chronic infection） chronic infection（慢性感染） では培養が偽陰性になりやすいため、摘出したインプラント implant インプラント（implant） implant（インプラント） を超音波処理して付着菌を遊離させるソニケーション培養sonication cultureソニケーション培養（sonication culture）sonication culture（ソニケーション培養）が診断感度を上げる手段として用いられる²。C. acnesは発育が遅く標準的な培養期間では検出できないため、延長培養extended culture 延長培養（extended culture）extended culture（延長培養） が必要になる（詳細はCutibacterium acnesの項を参照）。

治療

flowchart TD
    A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='prosthetic joint infection'>人工関節感染</span>を診断"] --> B{"発症からの時間・<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='implant'>インプラント</span>の安定性"}
    B -->|"急性発症・<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='implant'>インプラント</span>安定"| C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='debridement'>デブリードマン</span>＋<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='implant'>インプラント</span>温存（DAIR）"]
    B -->|"遅発性・<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='implant'>インプラント</span>緩み"| D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='implant'>インプラント</span><span class='jp-term jp-term-diagram' title='removal (of a tube/catheter/drain)'>抜去</span>"]
    D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='two-stage'>二期的</span>再置換<br>（抗菌薬<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spacer'>スペーサー</span>留置後に再置換）"]
    D --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='single-stage'>一期的</span>再置換<br>（同一手術で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='removal (of a tube/catheter/drain)'>抜去</span>・再置換）"]
    D --> G["困難例：切断・関節固定"]
    C --> H["長期抗菌薬<br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='biofilm'>バイオフィルム</span>活性薬を含む）"]
    E --> H
    F --> H

⭐ インプラントimplant インプラント（implant）implant（インプラント） を温存するか抜去 removal (of a tube/catheter/drain) 抜去（removal (of a tube/catheter/drain)） removal (of a tube/catheter/drain)（抜去） するかが最初の分岐点 branch point 分岐点（branch point） branch point（分岐点） になる。 IDSAIDSA（Infectious Diseases Society of America）ガイドラインは、インプラントimplant インプラント（implant）implant（インプラント） 温存下のデブリードマン debridementデブリードマン（debridement） debridement（デブリードマン）、抜去removal (of a tube/catheter/drain) 抜去（removal (of a tube/catheter/drain)）removal (of a tube/catheter/drain)（抜去） （一期的single-stage 一期的（single-stage）single-stage（一期的） または二期的 two-stage 二期的（two-stage） two-stage（二期的） 再置換を伴う切除関節形成術 arthroplasty関節形成術（arthroplasty） arthroplasty（関節形成術））、一期的single-stage 一期的（single-stage）single-stage（一期的） 再置換、切断のそれぞれについて管理指針を示している³。デブリードマンdebridement デブリードマン（debridement）debridement（デブリードマン） ＋抗菌薬＋インプラント implant インプラント（implant） implant（インプラント） 温存（DAIR）は早期術後・急性血行性感染での選択肢だが、報告された成功率には大きな幅がある⁴。⚠️ 遅発性・バイオフィルムbiofilm バイオフィルム（biofilm）biofilm（バイオフィルム） が成熟した感染ではDAIRの適応にならないことが多く、インプラントimplant インプラント（implant）implant（インプラント） 抜去 removal (of a tube/catheter/drain) 抜去（removal (of a tube/catheter/drain)） removal (of a tube/catheter/drain)（抜去） （二期的two-stage 二期的（two-stage）two-stage（二期的） 再置換が標準的）が前提になりやすい。

抗菌薬は起因菌をカバーしバイオフィルム biofilm バイオフィルム（biofilm） biofilm（バイオフィルム） への活性を持つ薬剤（リファンピシン併用など）を選び、再手術revision surgery 再手術（revision surgery）revision surgery（再手術） 後の総投与期間は12週を超えるべきではないとされる²。MRSAMRSA（methicillin-resistant Staphylococcus aureus）・コアグラーゼ陰性ブドウ球菌coagulase-negative staphylococci (CoNS) コアグラーゼ陰性ブドウ球菌（coagulase-negative staphylococci (CoNS)）coagulase-negative staphylococci (CoNS)（コアグラーゼ陰性ブドウ球菌） が疑われる経験的治療 empiric therapy 経験的治療（empiric therapy） empiric therapy（経験的治療） ではバンコマイシンが軸になる。

鑑別診断

まとめ

• 人工関節感染prosthetic joint infection 人工関節感染（prosthetic joint infection）prosthetic joint infection（人工関節感染） はインプラント implant インプラント（implant） implant（インプラント） 表面のバイオフィルム biofilm バイオフィルム（biofilm） biofilm（バイオフィルム） を舞台にする点で、自然関節の化膿性関節炎septic arthritis化膿性関節炎（septic arthritis）septic arthritis（化膿性関節炎）と診断基準 diagnostic criteria診断基準（diagnostic criteria） diagnostic criteria（診断基準）・治療方針treatment strategy 治療方針（treatment strategy）treatment strategy（治療方針） が別枠になる。
• 早期発症はS. aureusなど毒性の強い菌、遅発性・緩徐発症はコアグラーゼ陰性ブドウ球菌coagulase-negative staphylococci (CoNS)コアグラーゼ陰性ブドウ球菌（coagulase-negative staphylococci (CoNS)）coagulase-negative staphylococci (CoNS)（コアグラーゼ陰性ブドウ球菌）やCutibacterium acnesなど低毒性の皮膚常在菌 skin commensal flora 皮膚常在菌（skin commensal flora） skin commensal flora（皮膚常在菌） が目立ち、血行性感染は遠隔感染巣 locus of infection 感染巣（locus of infection） locus of infection（感染巣） からの二次的な生着 engraftment 生着（engraftment） engraftment（生着） である。
• 診断基準diagnostic criteria 診断基準（diagnostic criteria）diagnostic criteria（診断基準） はMSIS基準からICM 2018基準へ改訂され、同一菌の2回以上の培養陽性またはサイナストラクトの存在が大基準 major criteria 大基準（major criteria） major criteria（大基準） になる。低毒性菌の検出にはソニケーション培養 sonication cultureソニケーション培養（sonication culture） sonication culture（ソニケーション培養）・延長培養extended culture 延長培養（extended culture）extended culture（延長培養） が有用。
• 治療はインプラント implant インプラント（implant） implant（インプラント） 温存（DAIR、早期・急性例が対象）か抜去 removal (of a tube/catheter/drain) 抜去（removal (of a tube/catheter/drain)） removal (of a tube/catheter/drain)（抜去） （二期的two-stage 二期的（two-stage）two-stage（二期的） 再置換が標準的）かの分岐が最初の判断で、抗菌薬はバイオフィルム biofilm バイオフィルム（biofilm） biofilm（バイオフィルム） 活性薬を含め再手術 revision surgery 再手術（revision surgery） revision surgery（再手術） 後は12週を超えない期間が目安になる。