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DOI: 10.1055/a-1150-8396
The Performance of a Dithiothreitol-Based Diagnostic System in Diagnosing Periprosthetic Joint Infection Compared to Sonication Fluid Cultures and Tissue Biopsies
Dithiothreitol in der Diagnostik periprothetischer Infektionen

Abstract
Purpose The aim of this study was to evaluate the performance of a commercially available dithiothreitol (DTT) kit for routine use in diagnosing periprosthetic joint infections (PJIs) in comparison to conventional microbiological tissue specimens and sonication procedures in a maximal care hospital.
Methods We applied the DTT system in 40 consecutive cases of revision arthroplasty (23 PJIs and 17 aseptic revisions), with an exchange or a removal of components. The hardware components were split between the DTT system and the conventional sonication procedure. At least three tissue biopsies and a joint fluid specimen were sent for microbiological and histopathological analysis. Data was analysed retrospectively to compare between the different methods.
Results Cultures of the DTT fluid showed a sensitivity of 65% and specificity of 100%, as referenced to conventional microbiological cultures. Sonication had better sensitivity (75%) but lower specificity (85%). The categorical agreement of DTT cultures compared to sonication fluid cultures was 78% (31/40). Neither pathogen type, infection duration nor antibiotic pretreatment influenced the accuracy of the DTT, but a low pH in the DTT seemed to be associated with false-negative results.
Conclusion DTT was inferior in sensitivity when diagnosing PJIs compared to sonication fluid cultures and tissue biopsies. A low pH in the DTT fluid correlated with false-negative results. Nevertheless, the closed system of the DTT kit avoids contamination and false-positive results, and DTT can be an alternative where sonication is not available.
Zusammenfassung
Ziel Das Ziel dieser Studie war die Bewertung eines kommerziell verfügbaren Diagnostik-Kits, welches durch den Einsatz von Dithiothreitol (DTT) in einem Doppelkammerbeutel den Biofilm von Explantaten bei periprothetischen Infektionen (PJI) lösen und der mikrobiologischen Diagnostik zugänglich machen soll. Die Ergebnisse des DTT-Systems wurden gegen konventionelle Mikrobiologie und klassische Sonikation getestet und bewertet.
Methoden Das System wurde gemäß seiner Zulassung bei insg. 40 konsekutiven Prothesenrevisions-Fällen eingesetzt (23 mit PJI, 17 mit aseptischer Revisionsursache), wenn ein Wechsel der Prothese oder einzelner Komponenten vorgenommen wurde. Die Explantate wurden auf konventionelle Sonikation und das DTT-System verteilt. Das Gelenkpunktat, sowie mindestens 3 Gewebeproben wurden in jedem Fall mikrobiologisch und histologisch untersucht. Die Datenanalyse und Auswertung erfolgte retrospektiv.
Ergebnis Die Kultur aus der DTT-Flüssigkeit zeigte seine Sensitivität von 65% und Spezifität von 100% zur Detektion eines periprothetischen Infektes, bezogen auf die Ergebnisse der konventionellen Mikrobiologie. Die normale Sonikation hatte mit 75% eine höhere Sensitivität, aber dafür schlechtere Spezifität (85%). DTT und Sonikation stimmten in 78% der Fälle (31/40) im Bezug auf den Keimnachweis überein. Weder beeinflussten bestimmte Erreger, noch die Infektdauer oder eine antibiotische Vorbehandlung die Genauigkeit des DTT-Testes. Ein niedriger pH-Wert im DTT schien mit falsch-negativen Ergebnissen assoziiert.
Schlussfolgerung Das DTT-Kit zeigte eine schlechtere Sensitivität als Sonikation und konventionelle Gewebeproben. Ein niedriger pH-Wert im DTT scheint mit falsch-negativen Proben assoziiert sein. Trotzdem bietet das in sich geschlossene und CE-zertifizierte System eine mögliche Alternative zur Untersuchung von explantiertem Material, wenn die Sonikation nicht eingesetzt werden kann.
Key words
septic arthritis - periprosthetic joint infection - sonication - revision arthroplasty - biofilmSchlüsselwörter
septische Arthritis - periprothetische Infektion - Sonikation - Revisionsendoprothetik - BiofilmPublikationsverlauf
Artikel online veröffentlicht:
11. Mai 2020
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