Интегрированные микрожидкостные системы для диагностики перипротезной инфекции суставов

Диагностика перипротезной инфекции суставов (ПИС) остается серьезной клинической проблемой. Диагноз ППИ основывается на сочетании клинической картины, серологических тестов периферической крови, цитологии и биомаркеров синовиальной жидкости, рентгенографии, микробиологии, гистопатологической оценки перипротезной ткани и интраоперационных данных. Важность диагностики ППИ придают последующие варианты лечения, такие как удаление протеза, санация и удержание протеза, а также время реимплантации.

В настоящее время Второе международное совещание по консенсусу (ICM) объявило свои критерии диагностики ППИ. Предоперационная диагностика включает серологические тесты (С-реактивный белок, D-димер и скорость оседания эритроцитов) и биомаркеры синовиальной жидкости (лейкоциты и дифференциал, лейкоцитарная эстераза и β-дефенсин). Интраоперационный диагноз включает одну положительную культуру, положительную гистологию и положительное интраоперационное нагноение. Однако некоторые маркеры, используемые в критериях ICM 2018 г., такие как β-дефензин, эстераза лейкоцитов и С-реактивный белок синовиальной жидкости, доступны не в каждой больнице и не могут быть немедленно доступны клиницистам при принятии решений.

Микрофлюидные технологии оказали заметное влияние на эволюцию диагностических инструментов, предоставив быструю и экономичную платформу для применения методов иммунологического анализа. Микрофлюидная система объединяет сложные этапы обработки лабораторных протоколов в один чип посредством логической интеграции и оптимизации процессов. Мемориальный госпиталь Чан Гун и Национальный университет Цин Хуа провели предварительные исследования, чтобы подтвердить осуществимость своих микрожидкостных систем.

Таким образом, в рамках проекта будет разработан «чип для обнаружения микрожидкостных биомаркеров» для определения концентрации трех важных биомаркеров ППИ, включая ⍺-дефенсин, лейкоцитарную эстеразу и С-реактивный белок в синовиальной жидкости. Это будет трехлетний проект. В первый год у 50 пациентов, которым будет назначено одностороннее ревизионное тотальное эндопротезирование суставов (RTJA), будет взята синовиальная жидкость и протестирована на лабораторной платформе. На втором году, на основании лабораторных результатов, 50 пациентов, перенесших RTJA, будут привлечены к разработке системы микрофлюидных чипов, а их производительность на чипе будет отлажена и оптимизирована. На 3-й год будут собраны 50 пациентов, перенесших RTJA, и будет проведена проверка микрожидкостной системы. Эта система будет проверена в когортах PJI на первом этапе хирургической обработки и удаления имплантата, в промежуточном периоде и на втором этапе реимплантации. Ожидается, что чип обнаружения биомаркеров улучшит состояние здоровья и предоставит важную информацию для принятия клинических решений.