ABSTRACT A prospective study was performed to establish criteria for the microbiological diagnosis of prosthetic joint infection at elective revision arthroplasty. Patients were treated in a multidisciplinary unit dedicated to the management and study of musculoskeletal infection. Standard multiple samples of periprosthetic tissue were obtained at surgery, Gram stained, and cultured by direct and enrichment methods. With reference to histology as the criterion standard, sensitivities, specificities, and likelihood ratios (LRs) were calculated by using different cutoffs for the diagnosis of infection. We performed revisions on 334 patients over a 17-month period, of whom 297 were evaluable. The remaining 37 were excluded because histology results were unavailable or could not be interpreted due to underlying inflammatory joint disease. There were 41 infections, with only 65% of all samples sent from infected patients being culture positive, suggesting low numbers of bacteria in the samples taken. The isolation of an indistinguishable microorganism from three or more independent specimens was highly predictive of infection (sensitivity, 65%; specificity, 99.6%; LR, 168.6), while Gram staining was less useful (sensitivity, 12%; specificity, 98%; LR, 10). A simple mathematical model was developed to predict the performance of the diagnostic test. We recommend that five or six specimens be sent, that the cutoff for a definite diagnosis of infection be three or more operative specimens that yield an indistinguishable organism, and that because of its low level of sensitivity, Gram staining should be abandoned as a diagnostic tool at elective revision arthroplasty.

The management of complex orthopedic infections usually includes a prolonged course of intravenous antibiotic agents. We investigated whether oral antibiotic therapy is noninferior to intravenous antibiotic therapy for this indication.

ObjectivesWe describe treatment failure rates by antibiotic duration for prosthetic joint infection (PJI) managed with debridement, antibiotics and implant retention (DAIR).

Fracture-related infection (FRI) is a severe complication after bone injury and can pose a serious diagnostic challenge. Overall, there is a limited amount of scientific evidence regarding diagnostic criteria for FRI. For this reason, the AO Foundation and the European Bone and Joint Infection Society proposed a consensus definition for FRI to standardize the diagnostic criteria and improve the quality of patient care and applicability of future studies regarding this condition. The aim of this article was to summarize the available evidence and provide recommendations for the diagnosis of FRI. For this purpose, the FRI consensus definition will be discussed together with a proposal for an update based on the available evidence relating to the diagnostic value of clinical parameters, serum inflammatory markers, imaging modalities, tissue and sonication fluid sampling, molecular biology techniques, and histopathological examination. Second, recommendations on microbiology specimen sampling and laboratory operating procedures relevant to FRI will be provided. LEVEL OF EVIDENCE:: Diagnostic Level V. See Instructions for Authors for a complete description of levels of evidence.

Chronic osteomyelitis may recur if dead space management, after excision of infected bone, is inadequate. This study describes the results of a strategy for the management of deep bone infection and evaluates a new antibiotic-loaded biocomposite in the eradication of infection from bone defects.We report a prospective study of 100 patients with chronic osteomyelitis, in 105 bones. Osteomyelitis followed injury or surgery in 81 patients. Nine had concomitant septic arthritis. 80 patients had comorbidities (Cierny-Mader (C-M) Class B hosts). Ten had infected nonunions. All patients were treated by a multidisciplinary team with a single-stage protocol including debridement, multiple sampling, culture-specific systemic antibiotics, stabilisation, dead space filling with the biocomposite and primary skin closure.Patients were followed up for a mean of 19.5 months (12 to 34). Infection was eradicated in 96 patients with a single procedure and all four recurrences were successfully managed with repeat surgery. Adverse events were uncommon, with three fractures, six wound leaks and three unrelated deaths. Outcome was not dependant on C-M host class, microbial culture, wound leakage or presence of nonunion.This single-stage protocol, facilitated by the absorbable local antibiotic, is effective in the treatment of chronic osteomyelitis. It offers a more patient-friendly treatment compared with other published treatment options. Cite this article: Bone Joint J 2016;98-B:1289-96.

We report our experience using a biodegradable calcium sulphate antibiotic carrier containing tobramycin in the surgical management of patients with chronic osteomyelitis. The patients were reviewed to determine the rate of recurrent infection, the filling of bony defects, and any problems with wound healing. A total of 193 patients (195 cases) with a mean age of 46.1 years (16.1 to 82.0) underwent surgery. According to the Cierny–Mader classification of osteomyelitis there were 12 type I, 1 type II, 144 type III and 38 type IV cases. The mean follow-up was 3.7 years (1.3 to 7.1) with recurrent infection occurring in 18 cases (9.2%) at a mean of 10.3 months post-operatively (1 to 25.0). After further treatment the infection resolved in 191 cases (97.9%). Prolonged wound ooze (longer than two weeks post-operatively) occurred in 30 cases (15.4%) in which there were no recurrent infection. Radiographic assessment at final follow-up showed no filling of the defect with bone in 67 (36.6%), partial filling in 108 (59.0%) and complete filling in eight (4.4%). A fracture occurred in nine (4.6%) of the treated osteomyelitic segments at a mean of 1.9 years (0.4 to 4.9) after operation. We conclude that Osteoset T is helpful in the management of patients with chronic osteomyelitis, but the filling of the defect in bone is variable. Prolonged wound ooze is usually self-limiting and not associated with recurrent infection. Cite this article: Bone Joint J 2014; 96-B:829–36

Prosthetic joint infections are clinically difficult to diagnose and treat. Previously, we demonstrated metagenomic sequencing on an Illumina MiSeq replicates the findings of current gold standard microbiological diagnostic techniques. Nanopore sequencing offers advantages in speed of detection over MiSeq. Here, we compare direct-from-clinical-sample metagenomic Illumina sequencing with Nanopore sequencing, and report a real-time analytical pathway for Nanopore sequence data, designed for detecting bacterial composition of prosthetic joint infections. DNA was extracted from the sonication fluids of seven explanted orthopaedic devices, and additionally from two culture negative controls, and was sequenced on the Oxford Nanopore Technologies MinION platform. A specific analysis pipeline was assembled to overcome the challenges of identifying the true infecting pathogen, given high levels of host contamination and unavoidable background lab and kit contamination. The majority of DNA classified (>90%) was host contamination and discarded. Using negative control filtering thresholds, the species identified corresponded with both routine microbiological diagnosis and MiSeq results. By analysing sequences in real time, causes of infection were robustly detected within minutes from initiation of sequencing. We demonstrate initial proof of concept that metagenomic MinION sequencing can provide rapid, accurate diagnosis for prosthetic joint infections. We demonstrate a novel, scalable pipeline for real-time analysis of MinION sequence data. The high proportion of human DNA in extracts prevents full genome analysis from complete coverage, and methods to reduce this could increase genome depth and allow antimicrobial resistance profiling.

Culture of multiple periprosthetic tissue samples is the current gold-standard for microbiological diagnosis of prosthetic joint infections (PJI). Additional diagnostic information may be obtained through sonication fluid culture of explants. However, current techniques can have relatively low sensitivity, with prior antimicrobial therapy and infection by fastidious organisms influencing results. We assessed if metagenomic sequencing of complete bacterial DNA extracts obtained direct from sonication fluid can provide an alternative rapid and sensitive tool for diagnosis of PJI. We compared metagenomic sequencing with standard aerobic and anaerobic culture in 97 sonication fluid samples from prosthetic joint and other orthopaedic device infections. Reads from Illumina MiSeq sequencing were taxonomically classified using Kraken. Using 50 samples (derivation set), we determined optimal thresholds for the number and proportion of bacterial reads required to identify an infection and validated our findings in 47 independent samples. Compared to sonication fluid culture, the species-level sensitivity of metagenomic sequencing was 61/69(88%,95%CI 77-94%) (derivation samples 35/38[92%,79-98%]; validation 26/31[84%,66-95%]), and genus-level sensitivity was 64/69(93%,84-98%). Species-level specificity, adjusting for plausible fastidious causes of infection, species found in concurrently obtained tissue samples, and prior antibiotics, was 85/97(88%,79-93%) (derivation 43/50[86%,73-94%], validation 42/47[89%,77-96%]). High levels of human DNA contamination were seen despite use of laboratory methods to remove it. Rigorous laboratory good practice was required to prevent bacterial DNA contamination. We demonstrate metagenomic sequencing can provide accurate diagnostic information in PJI. Our findings combined with increasing availability of portable, random-access sequencing technology offers the potential to translate metagenomic sequencing into a rapid diagnostic tool in PJI.