Osteomielite

Il termine "osteomielite" è stato proposto per indicare l'infiammazione dell'osso e del midollo osseo (dal greco "osteomielite" che significa infiammazione del midollo osseo). Attualmente, questo termine è inteso come una lesione infettiva e infiammatoria del tessuto osseo (osteite), del midollo osseo (mielite), del periostio (periostite) e dei tessuti molli circostanti. L'osteomielite è anche definita come un'infezione dell'osso.

L'osteomielite è un processo infiammatorio locale che si sviluppa in risposta all'invasione e alla proliferazione di organismi microbici. Il principale fattore scatenante dell'osteomielite ematogena è l'invasione endogena di organismi microbici nel canale midollare; nell'osteomielite esogena, l'invasione microbica si verifica a seguito di un trauma all'osso o ai tessuti circostanti. La localizzazione dell'infiammazione funge da reazione protettiva dell'organismo, prevenendo lo sviluppo di sepsi, possibile se i meccanismi di limitazione del processo purulento-necrotico diventano insolventi. Ciò può essere dovuto all'elevata virulenza e patogenicità dei microrganismi, alla vastità della lesione, alla durata del processo infiammatorio e all'indebolimento delle forze protettive del macroorganismo.

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Epidemiologia

Nonostante i costanti progressi nella comprensione della patogenesi delle infezioni ossee e articolari e l'introduzione di moderni metodi diagnostici e terapeutici, il numero di questi pazienti non ha mostrato una tendenza al ribasso negli ultimi 30 anni.

L'osteomielite ematogena acuta si verifica in 2 bambini su 10.000, l'osteomielite cronica in 2 persone su 10.000 e le ossa degli arti inferiori sono colpite nel 90% dei casi. La tibia rappresenta il 50%, il femore il 30%, il perone il 12%, l'omero il 3%, l'ulna il 3% e il radio il 2% delle lesioni delle ossa lunghe. Attualmente, si osservano diverse tendenze nell'epidemiologia dell'osteomielite delle ossa lunghe. Si sono verificati cambiamenti nella struttura dell'osteomielite ematogena. Nei principali paesi industrializzati, si osserva una diminuzione dell'incidenza dell'osteomielite ematogena acuta delle ossa lunghe nei bambini (2,9 nuovi casi ogni 100.000 abitanti all'anno) e lo Staphylococcus aureus come principale agente causale della malattia, dal 55 al 31%. Nei paesi con infrastrutture sviluppate, queste malattie sono diventate piuttosto rare.

Negli ultimi anni, si è registrato un aumento del numero di pazienti affetti da osteomielite post-traumatica. Ciò è dovuto principalmente all'aumento dei traumi, soprattutto a seguito di incidenti stradali, alle alterazioni della microflora che possono causare suppurazione e ai disturbi del sistema immunitario umano. Lo sviluppo di infezioni ossee è facilitato da diabete mellito, malattie vascolari obliteranti, tumori, alcolismo e fumo. Negli adulti, la causa principale di osteomielite sono le fratture delle ossa lunghe. Lo sviluppo di questa condizione patologica dipende da molti fattori, principalmente dalla sede e dall'estensione del danno all'osso e ai tessuti molli, dalla compromissione dell'afflusso ematico e dell'innervazione, dalla tempestività e dalla qualità del trattamento chirurgico primario, dal metodo di profilassi antibiotica, dalla scelta del metodo di osteosintesi e dalla sutura plastica delle ferite. A questo proposito, l'incidenza di osteomielite varia ampiamente: dallo 0,5-2% nel trattamento chirurgico di fratture chiuse e lesioni dell'arto superiore al 50% e oltre nelle fratture esposte di gamba e coscia con estesi danni ai tessuti molli.

Nelle condizioni moderne, il ruolo delle complicanze purulente, tra cui l'osteomielite, dopo ferite da arma da fuoco agli arti è aumentato, le cui cause principali sono la gravità delle lesioni ossee e articolari, nonché le carenze terapeutiche commesse nelle fasi di evacuazione medica. Secondo l'esperienza dei conflitti armati del dopoguerra, l'incidenza dell'osteomielite da arma da fuoco è pari ad almeno il 9-20%.

Diversi tipi di osteosintesi metallica interna si sono diffusi nel trattamento delle fratture in tutto il mondo. L'ingiustificata espansione delle indicazioni per i metodi chirurgici nelle fratture gravi con esteso danno ai tessuti molli, il mancato rispetto dei tempi e delle tecniche chirurgiche, la scelta errata del presidio chirurgico e della costruzione metallica portano a una grave infiammazione purulenta di ossa e articolazioni. La suppurazione intorno a raggi e barre, così come l'osteomielite "a raggi", rimangono le complicanze più comuni durante l'osteosintesi con dispositivi di fissazione esterna. Ogni anno in tutto il mondo vengono eseguiti circa 1 milione di interventi di sostituzione di ginocchio e anca. Pertanto, l'osteomielite che si verifica dopo l'inserimento di endoprotesi sta diventando un problema importante, soprattutto nei paesi sviluppati.

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Le cause osteomielite

Nel 1880, Louis Pasteur fu il primo a isolare microbi dal pus di un paziente affetto da osteomielite e li chiamò stafilococchi. Successivamente si scoprì che qualsiasi microbio piogeno può causare osteomielite e che il quadro clinico e morfologico della malattia può dipendere dalla sua composizione in specie. Attualmente, l'agente eziologico dell'osteomielite ematogena acuta delle ossa lunghe nei bambini è principalmente monoflora (fino al 95%). Si tratta, di norma, di Staphylococcus aureus, isolato nel 50-90% dei casi. Questo microrganismo rimane l'agente eziologico principale in tutti i casi di osteomielite grazie al suo osteocondrotropismo e all'elevata adattabilità, che porta allo sviluppo di un gran numero di ceppi virulenti antibiotico-resistenti e, in definitiva, a una riduzione dell'efficacia del trattamento conservativo.

Nei bambini di età inferiore a un anno, Streptococcus agalactiae ed Escherichia coli vengono isolati più spesso da ossa e sangue, mentre nei bambini di età superiore a un anno, Streptococcus pyogenes ed Haemophilus influenzae vengono isolati. L'incidenza dell'isolamento di H. influenzae diminuisce nei bambini di età superiore a quattro anni, anche grazie all'uso di un nuovo vaccino contro questo patogeno.

Nei pazienti con osteomielite post-traumatica acuta, che si manifesta in presenza di fratture esposte con esteso danno ai tessuti molli, vengono coltivate associazioni miste aerobiche-anaerobiche con predominanza di microrganismi Gram-negativi, principalmente Pseudomonas aeruginosa. La contaminazione microbica nella lesione è generalmente pari a 106-108 corpi microbici in 1 g di tessuto osseo.

Nell'osteomielite cronica, il principale ruolo eziologico è svolto dai cocchi Gram-positivi del genere Staphylococcus, con predominanza di Staphylococcus aureus, la cui frequenza di disseminazione dipende dallo stadio del processo e varia dal 60 all'85%. Nei processi infiammatori cronici, gli stafilococchi possono essere presenti in monocolture o come parte di associazioni aerobie-anaerobie. Gli stafilococchi sono sostituiti da batteri Gram-negativi e anaerobi, caratterizzati da una maggiore resistenza ai farmaci antibatterici diffusi rispetto ai batteri Gram-positivi.

Patogenesi

L'osteomielite può essere causata dalla diffusione ematogena dell'infezione, dalla penetrazione diretta di microrganismi nell'osso o da un focolaio di infezione esterno adiacente. Nell'osteomielite post-traumatica, la penetrazione diretta della flora microbica si verifica a causa del danno tissutale e dell'interruzione dell'afflusso ematico. Lo sviluppo di questa forma di osteomielite dipende direttamente dall'invasione dei microrganismi, dalla loro quantità, tipologia, virulenza e dal grado di danno ai tessuti molli. A seguito degli effetti avversi sulle reazioni protettive e adattative dell'organismo causati da vari fattori fisici, biologici e patologie concomitanti, la sua capacità di mostrare una risposta efficace per contenere l'infezione si riduce, il che può contribuire allo sviluppo della fase iniziale della malattia.

L'infezione ossea profonda e persistente è mantenuta dalla presenza di una corticale devascolarizzata circondata da batteri. Agisce come un corpo estraneo, che è la causa principale di osteomielite nella maggior parte delle fratture esposte. L'osteomielite post-traumatica, oltre ai soliti microrganismi patogeni, può essere causata anche da stafilococchi non patogeni e cocchi anaerobi. Al momento della lesione, questi penetrano nelle aree devitalizzate della corticale e qui, in condizioni anaerobiche, ne favoriscono il sequestro e lo sviluppo dell'osteomielite. Tale infezione ossea si sviluppa spesso dopo fratture esposte.

Numerosi fattori sistemici e locali influenzano la risposta immunitaria, il metabolismo e l'afflusso ematico locale durante lo sviluppo dell'osteomielite. I fattori sistemici includono cattiva alimentazione, compromissione della funzionalità renale ed epatica, diabete mellito, ipossia cronica, malattie immunitarie, neoplasie, età avanzata e senile, immunosoppressione e immunodeficienza, splenectomia, infezioni virali, alcolismo e fumo. Anche fattori locali come linfedema cronico, stasi venosa, lesioni vascolari, arterite, gravi alterazioni cicatriziali, fibrosi, patologia dei piccoli vasi e neuropatia contribuiscono allo sviluppo dell'infezione.

L'osteomielite acuta è caratterizzata da un'infezione purulenta accompagnata da edema, stasi vascolare e trombosi dei piccoli vasi. Nella fase acuta della malattia, a causa dell'infiammazione locale, l'apporto ematico intraosseo e periostale viene interrotto e si formano grandi frammenti di osso morto (sequestri). La presenza di tessuti infetti e non vitali e una risposta inefficace del macroorganismo, nonché un trattamento inadeguato, portano alla cronicizzazione della malattia. Con il passaggio del processo purulento alla fase cronica, si verifica un graduale cambiamento nel paesaggio microbico. Ceppi a bassa virulenza di Staphylococcus epidermidis e Staphylococcus aureus iniziano a svolgere un ruolo dominante.

La necrosi del tessuto osseo è una caratteristica importante dell'osteomielite post-traumatica acuta. L'osso morto viene lentamente riassorbito dagli enzimi del tessuto di granulazione. Il riassorbimento avviene più rapidamente e precocemente alla giunzione tra osso vitale e osso necrotico. L'osso spugnoso morto nell'osteomielite localizzata viene lentamente riassorbito. L'area morta della parte corticale dell'osso si separa gradualmente dall'osso vitale, formando un sequestro. Gli elementi organici nell'osso morto vengono in gran parte distrutti dagli enzimi proteolitici prodotti dai macrofagi o dai leucociti polimorfonucleati. A causa della ridotta irrorazione sanguigna, l'osso morto appare visivamente più chiaro dell'osso vitale. Piccole aree di osso spugnoso non vitale vengono riassorbite entro 2-3 settimane; il sequestro della parte corticale può richiedere mesi.

Le caratteristiche morfologiche dell'osteomielite cronica sono la presenza di necrosi ossea, neoformazione ossea ed essudazione di leucociti polimorfonucleati, a cui si aggiungono un gran numero di linfociti, istiociti e talvolta plasmacellule. La presenza di osso necrotico causa spesso la formazione di fistole, attraverso le quali il pus penetra nei tessuti molli circostanti e infine emerge sulla superficie cutanea, formando una fistola cronica. La densità e lo spessore dell'osso neoformato possono aumentare gradualmente, formando parte o l'intera nuova diafisi in condizioni relativamente favorevoli. I due processi paralleli si sviluppano nell'arco di molte settimane o mesi, a seconda dell'estensione della necrosi e del grado e della durata dell'infezione. Le escrescenze ossee endostali possono oscurare il canale midollare.

Dopo la rimozione del sequestro, la cavità rimanente può essere riempita con nuovo osso. Ciò accade particolarmente spesso nei bambini. L'osteomielite secondaria post-traumatica si sviluppa a causa del danno tissutale causato da un trauma, da un lato, e dall'invasione e dallo sviluppo di microrganismi, dall'altro. La mancanza di un'adeguata stabilizzazione dell'osso danneggiato porta allo sviluppo e alla diffusione di infezioni purulente, alla formazione di necrosi secondaria e sequestro.

La maggior parte degli autori ritiene che sia consigliabile trattare le ferite estese nei pazienti con fratture esposte senza chiudere precocemente la superficie della ferita, il che crea il problema di combattere l'infezione purulenta acuta. Un lungo periodo di trattamento aperto di tali ferite è irto di una reale minaccia di osteomielite. Pertanto, è opportuno considerare le principali cause di osteomielite post-traumatica nei pazienti con fratture esposte:

• trattamento chirurgico prematuro e inadeguato della lesione;
• metodo di fissazione inadeguato o scelto in modo errato;
• una ferita estesa e di lunga data;
• valutazione errata del grado di danno ai tessuti molli;
• monitoraggio postoperatorio insufficiente.

Di grande importanza per la prevenzione dell'osteomielite nelle fratture esposte è la tempestiva rimozione dell'essudato della ferita durante il processo di chiusura temporanea e definitiva della superficie della ferita. L'accumulo di essudato è anche una delle cause dello sviluppo di necrosi secondaria.

L'analisi delle cause dello sviluppo di osteomielite post-traumatica conferma che tra i fattori che influenzano la frequenza di complicanze purulente nelle fratture esposte e lo sviluppo di osteomielite rientra l'osteosintesi per immersione. È noto che il suo utilizzo nelle fratture esposte con gravi danni ai tessuti molli, in particolare nella tibia, aumenta drasticamente il rischio di infezione. Questo fenomeno è particolarmente evidente nelle fratture da arma da fuoco, il che ha determinato l'opinione di numerosi esperti sulla necessità di vietare l'uso dell'osteosintesi per immersione in questo tipo di lesione.

Nonostante le leghe utilizzate per la produzione dei fissatori siano considerate immunologicamente inerti, a volte si osservano casi di "intolleranza" al metallo. Nei casi più gravi, il risultato di tale reazione è un quadro clinico di infiammazione acuta con formazione di fistole e infezione secondaria. Questo processo si basa sulla formazione di apteni, sostanze che si formano a seguito della biotrasformazione del metallo e del legame delle sue molecole con le proteine, creando i prerequisiti per la sensibilizzazione. L'innesco di questo processo è la distruzione superficiale dell'impianto a causa dell'ossidazione da parte di composti perossidici, della fagocitosi o della distruzione meccanica (in caso di compromissione della stabilità dei frammenti ossei o di attrito tra gli elementi del fissatore). La sensibilizzazione al metallo può essere presente inizialmente o svilupparsi a seguito dell'osteosintesi per immersione.

Una nuova fase nell'approfondimento delle conoscenze sull'osteomielite è legata allo studio della sua patogenesi a diversi livelli di organizzazione: submolecolare, molecolare, cellulare e d'organo. Lo studio dei principali agenti causali dell'osteomielite, come lo Staphylococcus aureus, ha permesso di identificare i meccanismi microbici extracellulari e intracellulari di aggressione e invasione, attraverso i quali i batteri causano e mantengono l'infezione, danneggiano direttamente le cellule del tessuto osseo, interrompono la risposta immunitaria protettiva dell'organismo e riducono l'efficacia degli antibiotici. Negli ultimi anni, è stato attivamente studiato il ruolo delle citochine, uno dei regolatori dell'immunità cellulare e umorale. È stato inoltre dimostrato un nuovo ruolo, precedentemente sconosciuto, delle cellule che producono l'osso: gli osteoblasti, in grado di indurre l'attivazione antigene-specifica delle cellule immunitarie e dei mediatori dell'infiammazione in risposta all'invasione intracellulare di microrganismi nel tessuto osseo. Allo stesso tempo, va notato che non tutto è completamente chiaro nella patogenesi dell'osteomielite, data l'ampia gamma delle sue manifestazioni. Molti dei meccanismi patogenetici proposti sono a livello ipotetico.

Sintomi osteomielite

Un'anamnesi dettagliata è spesso sufficiente per diagnosticare l'osteomielite. I bambini con osteomielite ematogena possono presentare segni acuti di infezione, tra cui febbre, irritabilità, affaticamento, debolezza e segni locali di infiammazione. Tuttavia, è comune anche un decorso atipico. Nei bambini con osteomielite ematogena, i tessuti molli che circondano l'osso interessato possono localizzare l'infezione. L'articolazione di solito non è interessata dall'infezione. Negli adulti con osteomielite ematogena, si riscontrano solitamente segni vaghi, tra cui dolore prolungato e febbricola. Possono anche verificarsi febbre alta, brividi, gonfiore e iperemia a livello dell'osso interessato. Nell'osteomielite da contatto, si riscontrano spesso dolore osseo e articolare localizzato, iperemia, gonfiore ed essudazione intorno al sito della lesione. Segni di una grave reazione infiammatoria sistemica, come febbre, brividi e sudorazioni serali, possono essere presenti nella fase acuta dell'osteomielite, ma non si osservano nella fase cronica. Sia l'osteomielite ematogena che quella da contatto possono progredire verso uno stadio cronico. Lo stadio cronico è caratterizzato da dolore persistente, essudazione e febbre bassa. Spesso si riscontrano fistole in prossimità del sito di infezione. Se la fistola si chiude, il paziente può sviluppare un ascesso o un'infezione acuta disseminata dei tessuti molli.

Forme

In base al decorso clinico e alla durata della malattia, l'osteomielite viene tradizionalmente divisa in acuta e cronica. Secondo il principio patogenetico, l'osteomielite si divide in ematogena e post-traumatica, che può svilupparsi a seguito di lesioni meccaniche, chirurgiche o da arma da fuoco, sia al tessuto osseo che ai tessuti molli circostanti. L'osteomielite ematogena può manifestarsi con un decorso prevalentemente cronico (ascesso di Brodie, osteomielite sclerosante di Garré, osteomielite albuminosa di Ollier).

La classificazione clinica e anatomica dell'osteomielite delle ossa lunghe negli adulti, adottata dal Dipartimento di Medicina dell'Università del Texas - la Classificazione di Czerny-Mader - sembra pratica. La classificazione si basa su due principi: la struttura del danno osseo e le condizioni del paziente. Secondo questa classificazione, il danno osseo strutturale è suddiviso in quattro tipologie:

• Tipo I (osteomielite midollare) - danno a un'ampia area delle strutture della cavità midollare di un osso lungo nell'osteomielite ematogena e nella suppurazione dopo osteosintesi intramidollare;
• Tipo II (osteomielite superficiale): danno alla sola parte corticale dell'osso, che solitamente si verifica a causa di un'infezione diretta dell'osso o di una fonte di infezione adiacente nei tessuti molli; un'articolazione settica è anche classificata come osteomielite superficiale (osteocondrite);
• Tipo III (osteomielite focale) - danno alla parte corticale dell'osso e alle strutture del canale midollare. Tuttavia, con questo tipo di danno, l'osso è ancora stabile, poiché il processo infettivo non si diffonde all'intero diametro osseo;
• Tipo IV (osteomielite diffusa): danno all'intero diametro dell'osso con perdita di stabilità; un esempio potrebbe essere una pseudoartrosi infetta, un'osteomielite dopo una frattura comminuta esposta.

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