全膝关节置换（total knee arthroplasty，TKA）术后感染的处理极为困难。其处理方式包括一期冲洗清创保留假体，以及二期翻修两类。
尽管二期翻修是目前处理感染TKA的金标准，但相应地具有花费较高、恢复期较长、并发症率较高等缺点。
基于上述缺点，尽管一期冲洗清创保留假体的成功率较低——不少研究报道其失败率可高达60-80%，但它仍然是当前处理急性假体周围感染的处理措施。
研究发现，假体周围感染的治疗成功率较低的原因主要在于清创冲洗难以清除干净假体表面形成的细菌生物膜。细菌生物膜不仅提高了细菌的粘附力，也能降低抗生素的杀菌效果。
感染TKA的清创冲洗并保留假体的治疗方案中，脉冲冲洗是被广泛接受的冲洗方法，它被认为具有较普通冲洗更强的清除致病菌的作用。但鉴于文献报道这种处理方法的高失败率，美国学者Urish KL等猜想其主要原因可能在于脉冲冲洗并不能很好地清除细菌生物膜。
但目前并无研究能提供充分的证据支持上述猜想。因此，Urish KL等进行了一项实验研究，通过定量研究的方法直接探讨了脉冲冲洗对细菌生物膜的清除效果。相关研究结果发表于最近一期JOA上。
研究方法：
1、选择由临床分离并以荧光素酶转染对甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌（S.aureus）作为致病菌，转染后的金葡菌可以通过生物发光光子收集相机直接进行观察；
2、以钴铬合金、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥、超高分子量聚乙烯制作同一规格的试样，将上述金葡菌菌株接种于试样上并孵育24小时；
3、采用相同的方法以3L生理盐水于高速模式下对孵肓完成的试样进行冲洗，冲洗时尽可能模拟实际手术的操作方法；
4、以Xenogen IVIS 100仪器对脉冲冲洗后试样的生物发光信号进行定量测定，所有试样均分别测量10秒和30秒条件下的生物发光信号；
5、以Leica TCS SP2 AOBS激光共聚焦成像系统分别于冲洗前和冲洗后的试样上选择3个点进行成像检查。
图1 脉冲冲洗后各种试样上仍然存在细菌生物膜的生物发光信号。（A）未冲洗的钴铬合金试样表面存在明显的生物膜信号，（B）脉冲冲洗后，钴铬合金表面生物膜信号显著降低至热敏图所能显示的程度之下，（C）作为对比的正常钴铬合金试样。（D、E）脉冲冲洗前后的PMMA试样上均存在显著的生物膜信号，（F）作为对比的正常PMMA试样，（G、H）脉冲冲洗前后的聚乙烯试样上生物膜信号情况与PMMA试样相似，（I）作为对比的正常聚乙烯试样。
图2 脉冲冲洗后持续存在生物膜组织。图中显示冲洗后生物膜信号定量值与未冲洗时的百分比。1表示无生物膜被清除掉。
图3 脉冲冲洗前后激光共聚焦成像和定量结果。（A、B）脉冲冲洗前后钴铬合金试样的激光共聚焦成像结果。活菌显示为绿色，而无活力细菌显示为红色或黄色。标尺为100µm，（C）脉冲冲洗前后活菌定量结果显示细菌数量减少，（D）生物膜深度的检测结果与活菌定量结果相似。
研究结果：
1、脉冲冲洗后的PMMA和聚乙烯试样上均有肉眼可见的生物膜痕迹，并能检测到明显的生物发光信号；而钴铬合金试样上无肉眼可见生物膜痕迹，但仍能检测到生物发光信号；
2、脉冲冲洗后，PMMA和聚乙烯试样上的生物发光信号下降一个量级（10倍），但下降程度均显著小于钴铬合金试样，而PMMA和聚乙烯试样生物发光信号降低程度样似；
3、激光共聚焦显微镜检查结果显示，脉冲冲洗后钴铬合金表面细菌密度和活力均显著低于冲洗前，其细菌密度和深度减少程度均约50%。
通过上述研究，Urish KL等认为，脉冲冲洗无法将各种试样上的细菌量减少达一个量级以上，这可能是感染TKA病例经开放清创冲洗后保留假体的处理方法失败率较高的一个原因。
要想提高这种治疗方案的成功率，需要找到更有效的清洗技术和方法并更换组配聚乙烯垫片以更加彻底地清除假体表面形成的细菌生物膜。
