Mycoplasma as a possible trigger for the development of idiopathic avascular necrosis of the femoral head

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The death of bone tissue cells with impaired blood supply, followed by the development of secondary arthrosis/arthritis of the adjacent joint, is most characteristic of osteonecrosis of the femoral head. This condition is common in young patients — mainly in men of working age. Hip arthroplasty at a young age has a high risk of loosening of the endoprosthesis components, which can lead to many repeated surgical interventions. In recent years, hypotheses about the possible role of infectious agents in articular pathology have been discussed, as evidenced by the detection of specific antibodies and antigens of pathogens in the joint fluid and periarticular tissues. Mycoplasmas can trigger the development of osteonecrosis because the bone marrow is the main depot and source of endogenous reinfection (when immunity is weakened).

АIM: This study aimed to identify signs of the presence of mycoplasmas in the soft tissues of the hip joint and bone marrow of the femur during hip arthroplasty in patients with idiopathic avascular necrosis of the femoral head.

MATERIALS AND METHODS: Clinical and laboratory data of 36 patients with idiopathic aseptic necrosis of the femoral head who underwent total hip arthroplasty were analyzed, and 11.1% of the patients had a history of sexually transmitted diseases. The tissues of the synovium and bone marrow were examined by polymerase chain reaction for the presence of DNA to sexually transmitted infections.

RESULTS: The average age of the patients was 42.7 years, and the average period from disease onset to the time of surgery was 46.2 months. Bilateral joint damage was found in 78% of cases, and 91.7% of the patients had stage 4 femoral head disease (ARCO). The preoperative Harris score was 33.7 points on average. In history, 4 (11.1%) patients had sexually transmitted diseases. During the study, when analyzing tissue samples of the synovial membrane and bone marrow, DNA fragments of Chlamydia trachomatis, Mycoplasma genitalium, Ureaplasma spp., and M. hominis were not isolated in any case, including in patients with previous mycoplasma and chlamydial infection.

CONCLUSION: The absence of mycoplasma suggests that a history of sexually transmitted diseases does not significantly affect the outcomes of hip arthroplasty in aseptic necrosis of the femoral head.

About the authors

Anatoliy S. Mikhaylov

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Author for correspondence.
Email: orelwolf@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0533-0570

traumatologist-ortopedist

Russian Federation, Cheboksary

Nadezhda P. Prishchepa

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Email: nadyna75@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5763-0711
SPIN-code: 8619-6759

doctor of clinical laboratory diagnostics

Russian Federation, Cheboksary

Dmitriy V. Kovalev

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Email: kovalev@orthoscheb.com
ORCID iD: 0000-0002-4011-6409
SPIN-code: 9412-5761

traumatologist-ortopedist

Russian Federation, Cheboksary

Andrey V. Efimov

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Email: efimov-av75@mail.ru

traumatologist-ortopedist

Russian Federation, Cheboksary

Pavel V. Fedotov

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Email: mr_vulfgar@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2833-235X

traumatologist-ortopedist

Russian Federation, Cheboksary

Mikhail I. Ivanov

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Email: mivanov@orthoscheb.com
ORCID iD: 0000-0001-9852-7086
SPIN-code: 1777-6152

traumatologist-ortopedist

Russian Federation, Cheboksary

Nikolay A. Kryuchkov

Federal Center for Traumatology, Orthopedics and Arthroplasty

Email: kriuchkov@orthoscheb.com
ORCID iD: 0000-0002-6090-4111
SPIN-code: 2884-6250

traumatologist-ortopedist

Russian Federation, Cheboksary

References

  1. Tikhilov RM, Shubnyakov II, Kovalenko AN, et al. Rukovodstvo po khirurgii tazobedrennogo sustava. St. Petersburg: RNIITO im. R.R. Vredena; 2014. Vol. 1. P. 155–171. (In Russ).
  2. Ilyinykh EV, Barskova VG, Lidov PI, Nasonov EL. Osteonecrosis. Part 1. Risk factors and pathogenesis. Modern Rheumatology Journal. 2013;7(1):17–24. (In Russ). doi: 10.14412/1996-7012-2013-2362
  3. Mankin HJ. Nontraumatic necrosis of bone (osteonecrosis). N Engl J Med. 1992;326 (22):1473–1479. doi: 10.1056/NEJM199205283262206
  4. Lieberman JR, Вerry DJ, Mont MA, et al. Osteonecrosis of the hip: management in the 21st century. Instr Course Lect. 2003;52:337–355.
  5. Mont MA, Hungerford DS. Non-traumatic avascular necrosis of the femoral head. J Bone Joint Surg Am. 1995;77(3):459–474. doi: 10.2106/00004623-199503000-00018
  6. Cooper C, Steinbuch M, Stevenson R, et al. The epidemiology of osteonecrosis: findings from the GPRD and THIN databases in the UK. Osteoporos Int. 2010;21(4):569–577. doi: 10.1007/s00198-009-1003-1
  7. Ikeuchi K, Hasegawa Y, Seki T, et al. Epidemiology of nontraumatic osteonecrosis of the femoral head in Japan. Mod Rheumatol. 2015;25(2):278–281. doi: 10.3109/14397595.2014.932038
  8. Zorya VI. Vozmozhnye prichiny asepticheskogo nekroza golovki bedrennoi kosti u vzroslykh i voprosy ego diagnostiki. Travmatologiya i ortopediya Rossii. 1994;(5):46–53. (In Russ).
  9. Torgashin AN, Rodionova SS. Obosnovanie ispol’zovaniya antirezorbtivnykh preparatov v lechenii asepticheskogo nekroza kostei. Opinion Leader. 2020;(6):64–68. (In Russ).
  10. Bauer TW, Geesink RC, Zimmerman R, McMahon JT. Hydroxyapatite-coated femoral stems. Histological analysis of components retrieved at autopsy. J Bone Joint Surg Am. 1991;73(10):1439–1452.
  11. Howie DW, Haynes DR, Rogers SD, et al. The response to particulate debris. Orthop Clin North Am. 1993;24(4):571–581.
  12. Kavanagh BF, Wallrichs S, Dewitz M, et al. Charnley low-friction arthroplasty of the hip. Twenty-year results with cement. J Arthroplasty. 1994;9(3):229–234. doi: 10.1016/0883-5403(94)90076-0
  13. Malizos KN, Karantanas AH, Varitimidis SE, et al. Osteonecrosis of the femoral head: etiology, imaging and treatment. Eur J Radiol. 2007;63(1):16–28. doi: 10.1016/j.ejrad.2007.03.019
  14. Vosmaer A, Pereira RR, Koenderman JS, et al. Coagulation abnormalities in Legg-Calvé-Perthes disease. J Bone Joint Surg Am. 2010;92(1):121–128. doi: 10.2106/JBJS.I.00157
  15. Wu L, Gao C, Wang G, et al. Blood coagulation function in the patients with avascular necrosis of the femoral head (ANFH) after severe acute respiratory syndrome (SARS). Chinese Journal of Nautical Medicine and Hyperbaric Medicine. 2006;13(1):39–41.
  16. Scapinelli R. Studies on the vasculature of the human knee joint. Acta Anat (Basel). 1968;70(3):305–309. doi: 10.1159/000143133
  17. Yamamoto T, Bullough PG. Spontaneous osteonecrosis of the knee: the result of subchondral insufficiency fracture. J Bone Joint Surg Am. 2000;82(6):858–866. doi: 10.2106/00004623-200006000-00013
  18. Varoga D, Drescher W, Pufe M, et al. Differential expression of vascular endothelial growth factor in glucocorticoid-related osteonecrosis of the femoral head. Clin Orthop Relat Res. 2009;467(12):3273–3282. doi: 10.1007/s11999-009-1076-3
  19. Mont MA, Jones LC, Hungerford DS. Nontraumatic osteonecrosis of the femoral head: ten years later. J Bone Joint Surg Am. 2006;88(5):1117–1132. doi: 10.2106/JBJS.E.01041
  20. Eysmont OL, Pashkevich LA, Mohammadi MT, et al. Clinical and morphological characteristics and microbiological analyzes of the hip joint tissues in patients with avascular necrosis of the femoral head. Meditsinskie novosti. 2015;(12):59–64. (In Russ).
  21. Nikolaev NS, Pchelova NN, Preobrazhenskaya EV, et al. «Unexpected» infectionsin revision arthroplasty for aseptic loosening. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2021;27(3):56–70. (In Russ). doi: 10.21823/2311-2905-2021-27-3-56-70
  22. Lewington MR, El-Hawary R. Legg-Calvé-Perthes disease in a patient with albright hereditary osteodystrophy. A сase report. J Bone Joint Surg Am. 2010;92(2):450–455. doi: 10.2106/JBJS.I.00153
  23. Aya-ay J, Athavale S, Morgan-Bagley S, et al. Retention, distribution, and effects of intraosseously administered ibandronate in the infarcted femoral head. J Bone Miner Res. 2007;22(1):93–100. doi: 10.1359/jbmr.060817
  24. Bowers JR, Dailiana ZH, McCarthy EF, Urhaniak JR. Drug therapy increases bone density in osteonecrosis of the femoral head in canines. J Surg Orthop Adv. 2004;13(4):210–216.
  25. Kim HK, Morgan-Bagley S, Kostenuik P. RANKL inhibition: a novel strategy to decrease femoral head deformity after ischemic osteonecrosis. J Bone Miner Res. 2006;21(12):1941–1954. doi: 10.1359/jbmr.060905
  26. Steffen RT, Athanasou NA, Gill HS, Murray DW. Avascular necrosis associated with fracture of the femoral neck after hip resurfacing: histological assessment of femoral bone from retrieval specimens. J Bone Joint Surg Br. 2010;92(6):787–793. doi: 10.1302/0301-620X.92B6.23377
  27. Smirnov AV. Rentgenologicheskaya diagnostika porazheniya tazobedrennykh sustavov pri revmaticheskikh zabolevaniyakh. Consilium medicum. 2003;5(8):442–446. (In Russ).
  28. Hungerford DS, Lennox DW. The importance of increased intraosseous pressure in the development of osteonecrosis of the femoral head: implications for treatment. Orthop Clin North Am. 1985;16(4):635–654.
  29. Ezhov IYu, Ezhov YuI. Posttravmaticheskii asepticheskii nekroz golovki bedrennoi kosti. Travmatologiya i ortopediya Rossii. 1996;(1):22–25. (In Russ).
  30. Rubanik LV, Poleshchuk NN, Astashonok AN, et al. Yavlyaetsya li avaskulyarnyi nekroz golovki bedrennoi kosti vsegda asepticheskim? In: Sanitarno-epidemiologicheskaya sluzhba Respubliki Belarus: istoriya, aktual’nye problemy na sovremennom etape i perspektivy razvitiya: sbornik nauchnykh trudov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Zdorov’e i okruzhayushchaya sreda», posvyashchennoi 90-letiyu sanitarno-epidemiologicheskoi sluzhby Respubliki Belarus. Vol. 2. Minsk: BGMU; 2016. P. 293–297. (In Russ).
  31. Borchsenius SN, Chernova OA, Chernov VM. Mycoplasma interaction with the immune system of animals and human. Tsitologiya. 2001;43(3):240–243. (In Russ).
  32. Arleyevsky IP, Chernova OA, Ganeyeva LA, et al. Mycoplasma SPP. Infections and myocardial infarction. Rossiiskii kardiologicheskii zhurnal. 2003;8(4):17–23.
  33. Pokrovskaya EV. Atherosclerosis and immune system (workshop of the European Atherosclerosis Society). Kardiologiya. 2001;41(10):69–79. (In Russ).
  34. Xiang L, Lu B. Infection due to Mycoplasma hominis after left hip replacement: case report and literature review. BMC Infect Dis. 2019;19(1):50. doi: 10.1186/s12879-019-3686-z
  35. Watanabe K, Otabe K, Shimizu N, et al. High-sensitivity virus and mycoplasma screening test reveals high prevalence of parvovirus B19 infection in human synovial tissues and bone marrow. Stem Cell Res Ther. 2018;9(1):80. doi: 10.1186/s13287-018-0811-7

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. International classification of osteonecrosis Association Research Circulation Osseous — ARCO.

Download (441KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Eco-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».