tka術后感染地診斷治療

TKA術后感染的診斷及治療方案選擇翁習生北京協和醫(yī)院骨科感染是全膝關節(jié)置換術(totalkrteearthroplasty，TKA)后災難性的并發(fā)癥。亦是導致全膝關節(jié)翻修手術的第四大原因(前三位依次是聚乙烯墊片磨損，假體松動，膝關節(jié)不穩(wěn))[1]。它導致患者功能受限，醫(yī)療費用明顯增加。隨著對其認識的深入和TKA技術的完善，其發(fā)生率由早期的1,,23,降至目前的1,,2,[2,3]。但隨著TKA的不斷增多，感染的病例數也越來越多。診斷診斷TKA術后感染需要綜合考慮患者病史，體征，X線片，關節(jié)穿刺液及血清學檢查等。必要時要行放射性核素檢查，18FDG-PET檢查，術中組織學檢查來明確診斷。(一)臨床表現臨床表現是決定TKA術后感染的診斷和治療的關鍵因素。多數病例是一種慢性感染的表現，缺乏一般感染紅腫熱痛等經典的表現，這也給診斷帶來很大的困難。疼痛是TKA術后感染最常見的癥狀。其典型的表現是靜息痛或夜間痛。而假體力學松動引起的疼痛往往是啟動和活動性疼痛，因為負重而加重。但是有時假體松動本身是由于感染引起。TKA術后出現持續(xù)性疼痛或進行性關節(jié)僵硬應懷疑發(fā)生深部感染可能。術后早期傷口出現滲液要區(qū)分是淺表感染還是與深部相通的竇道。持續(xù)性傷口引流高度提示感染的存在。而且深部感染出現竇道封閉后往往疼痛會加重，這時可能需要早期積極地處理。治療包括術后頭幾周內早期行關節(jié)切開清創(chuàng)和沖洗。而臨床實踐中在傷口不斷滲出情況下反復擦拭往往使得臨床結果更復雜，并導致臨床實驗結果的不準。因此不提倡這種處理方法。同時應避免在此種情況下經驗性使用抗生素，這樣有可能造成細菌培養(yǎng)結果陰性，從而掩蓋感染的癥狀錯過早期處理的時機，并可能造成多重耐藥細菌感染。依筆者經驗，傷口局部瘙癢，皮疹等非特異癥狀亦提示感染可能。高度懷疑感染時需要進一步采取各種檢查方法證實和排除。(二)血清學檢查血液白細胞計數和分類只有在急性感染并造成全身癥狀時才有意義。而對于慢性感染血液白細胞計數沒有診斷價值。在沒有感染的情況下，CRP一般在TKA術后3周恢復正常，ESR下降比CRP慢，在術后6周仍有可能增高。若術后3月ESR增高，特別是CRP增高提示有感染的可能性，但需結合其它結果綜合分析。在異位骨化，有其它手術后并發(fā)癥如支氣管肺炎的患者，ESR和CRP都有可能輕度增高。另一個對診斷有價值的指標是白介素-6(IL-6)。在假體周圍感染的患者血清IL-6水平持續(xù)增高(，10ng/l)，它較CRP和ESR的優(yōu)勢是術后早期能很快恢復正常(48h以內),并在無菌性松動病例中不會升高。有研究[4]聯合檢測CRP和IL-6用于髖關節(jié)假體周圍感染診斷，59例翻修病例中11例確診感染，聯合檢測IL-6和CRP和術中冰凍切片的效果相當。但是該研究病例數少，并且是否適應用TKA術后感染診斷有待研究。Berbari等[5]進行的一項最新的META分析中比較了WBC計數，CRP，ESR及IL-6在診斷假體周圍感染中的準確性。結果表明四者的OR值依次為:IL-6，314.7(95%可信區(qū)間,113.0-876.8)，納入3項研究;CRP13.1(95%95%可信區(qū)間,7.9-21.7),納入23項研究;ESR，7.2(95%可信區(qū)間,4.7-10.9)，納入25項研究;WBC計數，4.4(95%可信區(qū)間，2.9-6.6)，納入15項研究。盡管IL-6的準確性最高，但作者同時指出其納入研究相對較少。(三)膝關節(jié)穿刺液檢查膝關節(jié)穿刺是確診TKA術后感染及其重要的手段。關鍵是提高穿刺液培養(yǎng)的陽性率，依據我院經驗，需注意事項如下:1)應至少停用抗生素2周后再做穿刺;2)穿刺液體不要稀釋;3)培養(yǎng)基最后使用血培養(yǎng)的肉湯培養(yǎng)基，培養(yǎng)時間至少1周，最好達到2周;4)從正常皮膚進行關節(jié)腔穿刺。關節(jié)液中WBC計數是判斷感染的另一重要指標。但需排除術后關節(jié)內出血的干擾，可運用如下矯正計算公式:矯正白細胞計數=穿刺白細胞計數-[(血白細胞計數/血紅細胞計數)×血紅細胞計數]。Trampuz等[6]的研究表明關節(jié)滑液WBC計數大于1.7×109/l,或者多形核細胞比例大于65%對于確診膝關節(jié)感染有很好的敏感性(94%-97%)和特異性(88%-98%);2010年Bedair等的回顧性研究[7]則表明關節(jié)液中WBC計數閾值設定為10700/ul時，診斷急性感染的敏感性，特異性，陽性預測值及陰性預測值分別為95%，91%，62%和99%;若將閾值提高到27800/ul時，敏感性，特異性，陽性預測值及陰性預測值分別為84%，99%，94%和98%。而進一步提高關節(jié)液白細胞閾值并不能提高診斷的準確性。該研究認為WBC計數閾值以27800/ul為最理想。(四)放射性核素顯像99m锝亞甲基二林酸鹽(MDP)骨掃描是最早用來診斷假體周圍感染。因為MDP積聚在骨組織高代謝活性區(qū)，因此在骨髓炎，骨腫瘤，異位骨化和關節(jié)炎中均產生陽性掃描。它有很高的敏感性但特異性欠佳。因此在沒有大量MDP攝取的情況下可除外深部感染。目前111銦標記的白細胞聯合锝硫膠體骨髓顯像比前者更準確，若將此兩項檢查聯合使用可將感染的準確度提高到95%[8]。但其局限性是操作過程復雜，費用昂貴。67鎵與血清中轉鐵分子結合掃描對感染的敏感性較低，但它與99m锝掃描一致常常反應假體周圍無菌性改變，當存在感染時能看到兩種掃描缺乏一致性(如不同空間分布的陽性掃描)。最近18FDG-PET用于發(fā)現感染和炎性病灶，較前幾種核素掃描的優(yōu)勢是其能在2h內完成掃描，節(jié)約時間成本。但缺點是敏感性高而特異性低。小樣本研究[9]報道其在髖關節(jié)假體周圍感染診斷中的敏感性和陰性預測值為100%，但特異性和陽性預測值為62%和50%。分子遺傳學檢查(PCR)用于診斷假體周圍感染目前尚處在實驗室階段，但其潛在臨床價值很大，尤其是在既往曾予抗生素的病例中應用價值更大。[10](五)術中組織學檢查若懷疑假體周圍感染但關節(jié)液穿刺無法證實或細菌培養(yǎng)為陰性情況下，術中冰凍切片很有診斷價值。目前通常采取的方法是術中取6處組織學標本，放大400倍，每個高倍鏡下中性白細胞數量，5/HP則排除感染，有3例高倍鏡下?10/HP則確診感染，兩者之間則懷疑感染。術中行革蘭氏染色的結果是不可信的，有文獻報道敏感度很低[11]，因此，在不少醫(yī)療中心已放棄使用。(六)影像學檢查常規(guī)X線片對感染診斷價值有限。有些X線上所見包括放射性透亮區(qū)，骨溶解和骨膜反應在無菌性松動也可能出現。CT和MR較X線片對假體周圍軟組織有更佳辨別能力，能顯示關節(jié)周圍擴張或假體周圍積液。但診斷感染價值不大。細菌學(一)感染途徑病原菌感染的途徑有2種:血源性和直接進入。約20%的TKA術后感染是其它部位感染血行傳播的，任何菌血癥都可以導致關節(jié)置換術后感染。如牙科操作可引起草綠色鏈球菌和厭氧菌感染;陰道，泌尿道和腸道操作可引起革蘭氏陰性桿菌，腸球菌和厭氧菌感染。這些細菌往往導致單一克隆病原菌的關節(jié)感染。直接進入的感染形式往往是手術中污染或傷口化膿性感染延及假體。Peersman等的研究表明人工關節(jié)置換術術野的污染率高達63%[12]。術中污染最常見細菌是凝固酶陰性的葡萄球菌。(二)病原菌在假體界面的整合過程和生物膜形成2005年Costerton等[13]提出的細菌生物膜形成是假體周圍難治感染性的根本原因，定義為感染細菌作為浮游細胞在惰性材料和壞死組織表面形成生物膜并對異物材料產生免疫反應。慢性的發(fā)展過程，無效的免疫反應，觸發(fā)的炎癥反應，對抗生素的內在耐藥性，致病菌培養(yǎng)困難是生物膜感染的特點。一旦生物膜形成，全身應用抗生素可以在急性發(fā)作期緩解由于生物膜釋放的浮游細菌造成的癥狀，但對生物膜內固有細菌無用，并且由于刺激宿主的炎癥反應造成持續(xù)組織損傷。更為棘手的問題是生物膜內病原菌能夠通過選擇耐藥性的亞群和細菌基因組突變活動耐藥性。因此對此種病例，手術去除異物材料對治療感染是必需的。同時抗生素治療也是外科治療的支持和獲得成功的保證。(三)病原菌類型2006年Fulkerson等[14]對146例THA和TKA翻修病例194個標本細菌培養(yǎng)陽性結果分類(110髖，84膝)，其中慢性感染為70%，急性感染為17%，血源性感染為13%。金黃色葡萄球菌35%,表皮葡萄球菌31%，鏈球菌11%，腸球菌7%，大腸桿菌2%，銅綠假單胞菌3%，棒狀桿菌2%，其它9%。真菌很少見但亦有報道。分型根據累及范圍，把TKA術后感染分為淺層感染(未累及關節(jié)囊內)和深部感染(累及關節(jié)囊內);根據起病及病程，分為急性或早期感染(TKA術后4周內)和慢性或遲發(fā)性感染(TKA術后4周以后)。根據感染的來源和發(fā)生的時間，許多作者提出相應的分類方法。1975年Conventry[2]提出根據假體周圍感染發(fā)生的時間分型:術后的急性感染稱為I期感染、發(fā)生于術后6個月至2年的延遲感染稱?期感染，晚期的血源性感染稱?期感染。1992年Schmalzried等[15]根據感染的來源分為四種類型，即手術污染、血行傳播、先前化膿性關節(jié)病的復發(fā)和鄰近感染病灶的蔓延。1996年Tsukayama等[16]提出結合來源和發(fā)生時間的分類方法，將假體周圍感染分為四型并提出相應的治療策略:I型指沒有癥狀而術中培養(yǎng)陽性，多見于術前診斷膝關節(jié)假體無菌性松動，行關節(jié)翻修術中組織標本細菌培養(yǎng)為陽性，建議采用靜脈抗生素治療;II型是術后早期感染發(fā)生于術后1個月內，可以清創(chuàng)保留假體;III型是急性血源性感染指功能良好的關節(jié)突然發(fā)生急性感染，作者認為該型假體也可以清創(chuàng)并保留假體;IV型指晚期慢性感染，應去除假體后行翻修手術。2005年Trampuz等[17]提出感染按照癥狀出現的時間分為三型:早期術后感染(即3個月以內)，來源多為術中污染或術后早期局部污染，并由高毒力細菌引起;術后延遲感染(術后3個月,24個月)，來源為術中污染并由低毒力細菌引起;晚期感染(術后2年以上)，來源為遠處感染灶的血行播散。這些作者的分型方法的差別在于早期感染的時限是1個月，3個月還是6個月。而分型方法是指導治療方式選擇的重要依據。而根據Costerton等[13]提出的細菌生物膜形成理論，細菌生物膜在3周左右形成不可逆的變化，成為慢性假體周圍感染的基礎。因此，筆者認為自術后4周以后都應歸于延遲感染。目前常用的是Segawa等[18]提出的分型方法。(表1)Kim等[19]對2001年1月至2007年1月的114例患者的116例感染TKA進行回顧分析。依據表1分類方法，它們對早期淺表性感染采用靜脈輸注三代頭孢菌素2至6周方法;對早期深部感染(II型)采用清創(chuàng)，更換聚乙烯墊片，靜脈輸注抗生素6周的方法;對慢性遲發(fā)性感染(IV型)采取二期翻修的方法;對急性血源性感染(III型)采取清創(chuàng)，更換聚乙烯墊片，靜脈輸注抗生素6周(若假體未松動，可以保留)。并對關節(jié)功能進行評估。結果顯示所有淺表II型感染，94%的深部II型感染，96%IV型感染和86%的III型感染在末次隨訪時膝關節(jié)功能良好。治療一旦確診感染，治療前必須考慮以下因素:1)是淺表感染還是深部感染;2)TKA和確診感染之間的時間間隔;3)可能不利于感染治療的宿主因素;4)膝關節(jié)周圍軟組織情況(尤其是伸膝裝置的完整性);5)假體是否松動;6)導致感染的病原體;7)醫(yī)生的診治水平;8)患者的內科情況，期望值及功能需求。TKA術后感染治療的目標是清除感染，減輕疼痛，盡可能保持患肢的功能。6個基本的治療選擇包括抗生素抑制治療，保留假體的清創(chuàng)術，關節(jié)切除成形術，人工關節(jié)再置換術(一期或二期)，關節(jié)融合術和截肢。治療方案應高度個體化，依據具體的臨床情況，選擇最合適的治療方法。(一)抗生素抑制治療單純使用抗生素往往不能消除假體周圍深部感染，一項多中心的研究中，單純使用抗生素只在40/225例(18%)[20]中獲得成功。只有在下列情況下才考慮單純使用抗生素:1)由于患者內科情況不允許行手術取出假體;2)低毒力感染;3)病原菌對口服抗生素敏感;4)無假體松動;5)患者能夠耐受抗生素治療無嚴重毒性反應。其它關節(jié)假體的存在時單純使用抗生素的治療感染的禁忌[28]。(二)保留假體清創(chuàng)術對于術后早期階段(II型)的急性感染或者急性血源性感染(III型)，若無假體松動且關節(jié)功能良好，可以選擇保留假體，關節(jié)切開清創(chuàng)術控制感染。由于目前的缺乏對照研究且臨床情況復雜，很難評估該治療的有效性。一項多中心研究結果表明關節(jié)切開清創(chuàng)術在30/154例(19%)[21]TKA術后感染中獲得成功。Hanssen等[22]對多項研究進行比較分析得出結果是關節(jié)切開清創(chuàng)術在140/445例(31.5%)TKA術后感染患者中獲得成功。其獲得成功的最重要因素是治療的時間，尤其是對金黃色葡萄球菌引起的感染，在癥狀出現48小時內沒有實施有效的關節(jié)切開清創(chuàng)術會造成治療成功率的顯著下降(相對風險:4.2;95%，可信區(qū)間:1.6,10.3)[23]。建議在以下情況下行關節(jié)切開清創(chuàng)術;1)感染時間短(,2周);2)可疑G+細菌感染;3)不存在持續(xù)術后引流或者竇道流膿;4)無假體松動和感染存在的影像學證據[24];(三)膝關節(jié)切除成形術關節(jié)切除成形術主要適于類風濕關節(jié)炎患者，對活動需求較少的情況下使用[25]。盡管該方法可有效清除感染[26]，但術后易出現膝關節(jié)不穩(wěn)，活動時疼痛;關節(jié)切除成形術的關鍵在于:1)徹底清創(chuàng)，去除所有感染組織和假體;2)用針和縫線臨時固定來維持脛骨和股骨的對位對線;3)石膏固定制動6周，避免負重。一項針對26例關節(jié)切除成形術患者的研究中，其中11個為類風濕關節(jié)炎患者，89%在術后5年內無感染復發(fā)或新發(fā)感染。但功能評估結果欠佳，只有15例患者可獨立行走，并且都需要步行器輔助;僅5例患者膝關節(jié)穩(wěn)定性良好，無需外部支具就可以行走;8例患者需膝-踝-足支具，2例需要使用夾板[27]。(四)人工膝關節(jié)再置換術(一期或二期)TKA術后感后再次植入新的假體旨在改善關節(jié)功能。但醫(yī)生必須權衡感染復發(fā)，骨質缺損，多種耐藥菌形成，患者內科情況及對患者心理和社會影響等各種因素后才能做出選擇。其禁忌癥包括持續(xù)或頑固性感染，患者內科情況不允許進行多次重建手術，伸膝裝置斷裂，膝關節(jié)周圍軟組織條件不佳[22]。一期假體植入的優(yōu)點在于住院時間較短，醫(yī)療費用較少及允許早期活動。但文獻報道一期再置換術的患者病例數較少;其病例要嚴格篩選，指征包括患者一般情況較好，單一的G+菌感染，膝關節(jié)周圍軟組織條件，無顯著骨缺損等。其成功的關鍵在于術前是否獲得病原菌及其藥敏數據，新假體是否采用含抗生素骨水泥固定，再置換術后延長使用抗生素等情況[28]。其中抗生素骨水泥的使用尤為關鍵。二期再置換手術包括一期徹底清創(chuàng)，清除假體和骨水泥，植入間隔器，靜脈予抗生素4-6周，再行新假體植入。其優(yōu)勢在于對感染的清除更為徹底，成功率較一期置換術亦更高一些。目前二期置換術被認為是治療TKA術后感染的金標準。Goldman等[29]研究表明，對于1種致病菌引起的64例TKA術后感染實施的二期再置換手術成功率為97%，如果將2種或2種以上致病菌引起的感染放在一起綜合考慮，二期再置換手術后7.5年的成功率約為90.6%。而另一項關于二期再置換手術的中長期隨訪研究中，94例患者(96例感染TKA)，以任何原因導致假體取出作為隨訪終點，其5年生存率為90%，10年生存率為77.3%;而如果以再次感染導致假體取出為終點，其5年和10年假體生存率為93.5%和85%[30]。二期再置換手術的缺點是一期清創(chuàng)和二期在置換手術之間的曠置期，患者往往伴有疼痛，活動困難和關節(jié)不穩(wěn)。其它缺點還包括瘢痕組織形成，伸膝裝置短縮，關節(jié)囊攣縮和再置換手術的難度增加。(五)膝關節(jié)融合術膝關節(jié)融合術曾被認為是TKA術后感染治療的金標準。它可以有效清除感染，減輕疼痛并且增加關節(jié)穩(wěn)定性。盡管關節(jié)融合術后功能欠佳，但最近的一項研究顯示，13例TKA術后深部感染患者行關節(jié)融合術和二期翻修術后的牛津評分結果相當[17]。TKA術后感染采用關節(jié)融合術治療的適應征包括:1)功能要求高;2)年輕患者;3)伸膝裝置受損嚴重;4)需要軟組織重建;5)全身免疫缺陷;6)但純關節(jié)病變;7)病原菌為耐藥菌或難治性細菌。相對禁忌癥包括雙膝關節(jié)病變，同側髖或踝關節(jié)病變，嚴重的節(jié)段性骨缺損，對側肢體截肢。(六)截肢截肢術一般用于危及生命的全身感染或局部感染伴大塊骨缺損的情況下采用，常見原因包括:慢性感染患者多次翻修術，嚴重的骨缺損及頑固性疼痛，其它情況基本不建議使用。建議在持續(xù)感染的早期即實施關節(jié)融合術，因為多次翻修術后感染控制不佳就可能需要截肢。表1TKA術后假體周圍深部感染的分型I型II型III型IV型定義術中培養(yǎng)陽性早期術后感染急性血源性感染晚期慢性感染時間術中2次培養(yǎng)陽性術后1月內發(fā)生感染既往功能良好假體慢性隱匿性感染超發(fā)生血源性種植過1月治療合理抗生素治療保留關節(jié)假體行清創(chuàng)術保留或取出假體后行清創(chuàng)術取出關節(jié)假體參考文獻[1]SharkeyPF,HozackWJ,RothmanRH,ShastriS,etal.Whyaretotalkneearthroplatiesfaiilingtoday?ClinOrthop,2002,404:7-13.[2]CoventryMB.Treatmentofinfectionsoccurringintotalhipsurgery.OrthopClinNoahAm,1975,6(4):991-1003.[3]LeoneJM,HanssenAD.Managementofinfectionatthesiteofatotalkneearthroplasty.InstrCourseLect,2006,55:449-61.[4]ButtaroMA,TanoiraI,CombaF,etal.CombiningC-reactiveProteinandInterleukin-6MayBeUsefultoDetectPeriprostheticHipInfection.linOrthopRelatRes,2010,Jul10.[Epubaheadofprint][5]BerbariE,MabryT,TsarasG,etal.Inflammatorybloodlaboratorylevelsasmarkersofprostheticjointinfection:asystematicreviewandmeta-analysis.JBoneJointSurgAm,2010,Sep1,92(11):2102-9.[6]TrampuzA,HanssenAD,OsmonDR,etal.Synovialfluidleukocytecountanddifferentialforthediagnosisofprosthetickneeinfection.AmJMed,2004,Oct,15,117(8):556-62.[7]BedairH,TingN,JacovidesC,etal.TheMarkCoventryAward:DiagnosisofEarlyPostoperativeTKAInfectionUsingSynovialFluidAnalysis.ClinOrthopRelatRes,2010,Jun,29.[Epubaheadofprint][8]PalestroCJ.Radionuclideimagingafterskeletalinterventionalprocedures.SeminNuclMed,1995,Jan,25(1):3-14.[9]ChenSH,HoKC,HsiehPH,etal.Potentialclinicalroleof18FFDG-PET/CTindetectinghipprosthesisinfection:astudyinpatientsundergoingtwo-stagerevisionarthroplastywithaninterimspacer.QJNuclMedMolImaging.2010Aug;54(4):429-35.[10]AchermannY,VogtM,LeunigM,etal.ImproveddiagnosisofperiprostheticjointinfectionbymultiplexPCRofsonicationfluidfromremovedimplants.JClinMicrobiol,2010,Apr，48(4):1208-14.[11]AtkinsBL,AthanasouN,DeeksJJ,etal.Prospectiveevaluationofcriteriaformicrobiologicaldiagnosisofprosthetic-jointinfectionatrevisionarthroplasty.TheOSIRISCollaborativeStudyGroup.ClinMicrobiol,1998,Oct,36(10):2932-9.[12]PeersmanG,LaskinR,DavisJ,etal.ASAphysicalstatusclassificationisnotagoodpredictorofinfectionfortotalkneereplacementandisinfluencedbythepresenceofcomorbidities.ActaOrthopBelg,2008Jun,74(3):360-4.[13]CostertonJW.Biofilmtheorycanguidethetreatmentofdevice—relatedorthopaedicinfections.ClinOrthopRelatRes,2005(437):7-11.[14]FulkersonE,ValleCJ,WiseB,etal.Antibioticsusceptibilityofbacteriainfectingtotaljointarthroplastysites.JBoneJointSurgAm,2006Jun;88(6):1231-7.[15]SchmalzfiedTP,AmstutzHC,AuMK,etal.Etiologyofdeepsepsisintotal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