background image

Dr. Ahmed Saleem 

FICMS 

 

TUCOM / 3rd Year / 2015 

 

SURGICAL INFECTIONS 

Historical Background 

 

The body of knowledge that led to the present field of surgical infectious disease was derived from 
the evolution of germ theory and antisepsis. 

 

A number of observations by nineteenth-century physicians and investigators were critical to our 
current understanding of the pathogenesis, prevention, and treatment of surgical infections: 

 

Ignaz Semmelweis, noticed that the mortality from puerperal ("childbed") fever.

 

  Louis Pasteur and the germ theory. 
  Joseph Lister and the use of carbolic acid as antiseptic. 
  Robert Koch and the Koch's postulates 
  Charles McBurney and source control surgery 
  The discovery of sulphonamide chemotherapy in the mid-twentieth century and the discovery of the 

antibiotic penicillin that was attributed to Alexander Fleming in 1928, but it was not isolated for 
clinical use until 1941 by Florey and Chain. 

  William Osler and the body's response to infection 

Definitions 

 

Sterilization is removal of all viable microorganisms, vegetative, and spores. 

1)  Heat: Dry heat (e.g. incineration, flaming to red hot) is effective, but rarely useful. Dry heat requires 

temperatures of 160°C for at least 60min. Moist heat (e.g. autoclave heating using pressurized steam 
121 C

, at 15min) is effective and useful, especially in operating theatres. 

2)  Irradiation: Gamma radiation: Effective for inorganic materials. 
3)  Filtration: 
Air or fluids can be sterilized by ultrafine membrane filters. 

 

 

Disinfection is the removal of actively dividing vegetative microorganisms. 
  Acids/alkalis e.g. bleach. Effective for non-human contact use. 
  Alcohols/phenols, e.g.   

 

Ethyl alcohol—skin swabs. 

 

Alcohol solutions (Aqagel)—hand disinfection. 

 

Carbolic. 

 

Chloroxylenols (Dettol). 

 

Phenol (Clearsol). 

  Oxidizers, e.g. 

 

Povidone–iodine (Betadine)—skin disinfection/surgical scrubbing. 

 

Hydrogen peroxide (H

2

O

2

)—superficial wound cleansing. 

 

Aldehydes (Cidex)—surgical instruments such as endoscopes. 

  Cationic solutions, e.g. Chlorhexidine—antiseptic washes. 
  Organic dyes, e.g. Proflavine. 

 

 

Antisepsis is the process whereby the risk of medical cross-infection by microorganisms is reduced. 
  Always remove gross contamination with simple soap first. 
  Use high potency acid/alkali disinfection on inert surfaces. 
  Use less corrosive oxidizers on delicate inert materials. 
  Use weak alcohols, oxidizers for skin cleansing. 

Page 1 of 11


background image

Pathophysiology 

Infection is defined by identification of microorganisms in host tissue or the bloodstream, plus an 
inflammatory response to their presence. 
Microorganisms are normally prevented from causing infection in tissues by intact epithelial surfaces, most 
notably the skin. These surfaces are broken down by trauma or surgery. In addition to these mechanical 
barriers, there are other protective mechanisms, which can be divided into: 

 

chemical: low gastric pH 

 

humoral: antibodies, complement and opsonins 

 

cellular: phagocytic cells, macrophages, polymorphonuclear cells and killer lymphocytes. 
 

All these natural mechanisms may be compromised by surgical intervention and treatment. 
Reduced resistance to infection has several causes: 

 

Metabolic: malnutrition (including obesity), diabetes, uremia, jaundice 

 

Disseminated disease: cancer and acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) 

 

Iatrogenic: radiotherapy, chemotherapy, steroids 

 
Gut failure and Bacterial translocation: When enteral feeding is suspended during the perioperative 
period, and particularly with underlying disease such as cancer, immunosuppression, shock or sepsis, 
bacteria (particularly aerobic Gram-negative bacilli) tend to colonize the normally sterile upper 
gastrointestinal tract. They may then translocate to the mesenteric nodes and cause the release of 
endotoxins (lipopolysaccharide in bacterial cell walls), which can be one cause of a harmful systemic 
inflammatory response through the excessive release of proinflammatory cytokines and activation of 
macrophages. 
 
Opportunistic infection: In the circumstances of reduced host resistance to infection, microorganisms that 
are not normally pathogenic may start to behave as pathogens. This is known as opportunistic infection. 
Opportunistic infection with fungi is an example, particularly when prolonged and changing antibiotic 
regimens have been used. 
 
Decisive period: There is a delay before host defenses can become mobilized after a breach in an epithelial 
surface, whether caused by trauma or surgery. The acute inflammatory, humoral and cellular defenses take 
up to 4 hours to be mobilized. This is called the ‘decisive period’, and it is the time when the invading 
bacteria may become established in the tissues. Strategies aimed at preventing infection from taking a hold 
become ineffective after this time period. It is therefore logical that prophylactic antibiotics should be given 
to cover this period and that they could be decisive in preventing an infection from developing. 

 
Microbiology of Infectious Agents 

 
Bacteria 
Bacteria are responsible for the majority of surgical infections. Specific species are identified using Gram's 
stain and growth characteristics on specific media. The Gram's stain is an important evaluation that allows 
rapid classification of bacteria by color. This color is related to the staining characteristics of the bacterial 
cell wall: gram-positive bacteria stain blue and gram-negative bacteria stain red. Bacteria are classified 
based upon a number of additional characteristics including morphology (cocci and bacilli), the pattern of 
division [e.g., single organisms, groups of organisms in pairs (diplococci), clusters (staphylococci), and chains 
(streptococci)], and the presence and location of spores. 

 

Page 2 of 11


background image

  Streptococci 

Streptococci form chains and are Gram positive on staining. The most important is the β-
hemolytic Streptococcus, which resides in the pharynx of 5–10 % of the population. In the 
Lancefield A–G carbohydrate antigens classification, it is the group A Streptococcus, also called 
Streptococcus pyogenes, that is the most pathogenic. It has the ability to spread, causing 
cellulitis, and to cause tissue destruction through the release of enzymes such as streptolysin, 
streptokinase and streptodornase. Streptococcus faecalis is an enterococcus in Lancefield group 
D. It is often found in synergy with other organisms, as is the γ-haemolytic Streptococcus and 
Peptostreptococcus, which is an anaerobe. Both Streptococcus pyogenes and Streptococcus 
faecalis
 may be involved in wound infection after large bowel surgery. 

 

  Staphylococci  

Staphylococci form clumps and are Gram positive. Staphylococcus aureus is the most important 
pathogen in this group and is found in the nasopharynx of up to 15 % of the population. It can 
cause exogenous suppuration in wounds (and implanted prostheses). Strains resistant to 
antibiotics e.g. (Methicillin Resistant Staphylococcus aureus) MRSA can cause epidemics and 
more severe infection. Infections are usually suppurative and localized. Most hospital 
Staphylococcus aureus strains are now β-lactamase producers and are resistant to penicillin, but 
most strains (MRSA) remain sensitive to flucloxacillin, vancomycin, aminoglycosides, some 
cephalosporins and fusidic acid (used in osteomyelitis). Staphylococcus epidermidis (previously 
Staphylococcus albus), also known as coagulase-negative staphylococci (CNS), was regarded as a 
commensal but is now recognised as a major threat in prosthetic (vascular and orthopedic) 
surgery and in indwelling vascular catheters. 

 

 

  Clostridia  

Clostridial organisms are Gram-positive, obligate anaerobes, which produce resistant spores. C. 
perfringens
 is the cause of gas gangrene, and C. tetani causes tetanus after implantation into 
tissues or a wound. C. difficile is the cause of pseudomembranous colitis. 
 

 

  Aerobic Gram-negative bacilli (AGNB) 

These bacilli are normal inhabitants of the large bowel. E. coli and Klebsiella spp. are lactose 
fermenting; Proteus is non-lactose fermenting. Most organisms in this group act in synergy with 
Bacteroides to cause surgical site infections (SSIs) after bowel operations (in particular, 
appendicitis, diverticulitis and peritonitis). E. coli is a major cause of the health care associated 
infection (HAI) of urinary tract infection, although most AGNB may be involved, particularly in 
relation to urinary catheterization. Pseudomonas spp. tend to colonize burns and tracheostomy 
wounds, as well as the urinary tract. Once Pseudomonas has colonized wards and intensive care 
units, it may be difficult to eradicate. Hospital strains become resistant to β-lactamase as 
resistance can be transferred by plasmids. The aminoglycosides are effective, but some 
cephalosporins and penicillin may not be. Many of the carbapenems (e.g. meropenem) are 
useful in severe infections, whereas the quinolones have been made ineffective through their 
overuse. 
 

  Bacteroides 

Bacteroides are non-spore-bearing, strict anaerobes that colonize the large bowel, vagina and 
oropharynx. Bacteroides fragilis is the principal organism that acts in synergy with AGNB to 
cause SSIs, including intra-abdominal abscesses, after colorectal or gynecological surgery. They 
are sensitive to the imidazoles (e.g. metronidazole) and some cephalosporins (e.g. cefotaxime). 

Page 3 of 11


background image

Viruses 
Due to their small size and necessity for growth within cells, viruses are difficult to culture, requiring a 
longer time than is typically optimal for clinical decision making. Previously, viral infection was identified by 
indirect means (i.e., the host antibody response). Recent advances in technology have allowed for the 
identification of the presence of viral DNA or RNA using methods such as polymerase chain reaction. Most 
viral infections in surgical patients occur in the immunocompromised host, particularly those receiving 
immunosuppression to prevent rejection of a solid organ allograft. Relevant viruses include adenoviruses, 
cytomegalovirus, Epstein-Barr virus, herpes simplex virus, and varicella-zoster virus. Surgeons must be 
aware of the manifestations of hepatitis B and C virus, as well as HIV infections, including their capacity to 
be transmitted to health care workers. 
 

 
 
 
Local and systemic presentation 

 
Cellulitis and lymphangitis: Cellulitis
 is the non-suppurative invasive infection of tissues. There is poor 
localization in addition to the cardinal signs of inflammation. Spreading infection presenting in surgical 
practice is typically caused by organisms such as β-hemolytic streptococci, staphylococci and C. perfringens
Tissue destruction, gangrene and ulceration may follow, which are caused by release of proteases. Systemic 
signs (the old-fashioned term toxemia) are common, with chills, fever and rigors. These follow the release 
of toxins into the circulation, which stimulate a cytokine-mediated systemic inflammatory response even 
though blood cultures are negative. 
Lymphangitis is part of a similar process and presents as painful red streaks in affected lymphatics. Cellulitis 
is usually located at the point of injury and subsequent tissue infection. Lymphangitis is often accompanied 
by painful lymph node groups in the related drainage area. 
  
Localization of infection/Abscess formation: 
An abscess presents all the clinical features of acute 
inflammation originally described by Celsus: calor (heat), rubor (redness), dolour (pain) and tumour 
(swelling). To these can be added functio laesa (loss of function: if it hurts, the infected part is not used). 
They usually follow a puncture wound of some kind, which may have been forgotten, as well as surgery, but 
can be metastatic in all tissues following bacteremia. Pyogenic organisms, predominantly Staphylococcus 
aureus
, cause tissue necrosis and suppuration. Pus is composed of dead and dying white blood cells that 
release damaging cytokines, oxygen free radicals and other molecules. An abscess is surrounded 
by an acute inflammatory response composed of a fibrinous exudate, edema and the cells of acute 
inflammation. Granulation tissue (macrophages, angiogenesis and fibroblasts) forms later around the 
suppurative process and leads to collagen deposition. If it is not drained or resorbed completely, a chronic 
abscess may result. If it is partly sterilized with antibiotics, an antibioma may form. Abscesses contain 
hyperosmolar material that draws in fluid. This increases the pressure and causes pain. If they spread, they 
usually track along planes of least resistance and point towards the skin. Wound abscesses may discharge 
spontaneously by tracking to a surface, but may need drainage through a surgical incision. Most abscesses 
relating to surgical wounds take 7–10 days to form after surgery. 
 
 
 
 
 

Page 4 of 11


background image

Systemic inflammatory response syndrome (SIRS) and sepsis: 
Systemic inflammatory response syndrome (SIRS) is a systemic manifestation of infection is mediated by 
the production of a cascade of proinflammatory mediators produced in response to exposure to microbial 
products e.g.

 lipopolysaccharide (endotoxin) derived from gram-negative organisms. 

Patients have developed sepsis if they have met clinical criteria for SIRS and have evidence of a local or 
systemic source of infection.  
 
 

Criteria for SIRS 
Two of: 

 

hyperthermia (>38°C) or hypothermia (<36°C) 

 

tachycardia (>90/min, no β-blockers) 

 

tachypnea (>20/min) 

 

white cell count >12 × 10

9

/l or <4 × 10

9

/l 

 

 

 

Infections of Significance in Surgical Patients 

1 - Surgical Site Infections (SSI) 

SSIs are infections of the tissues, organs, or spaces exposed by surgeons during performance of an invasive 
procedure. SSIs are classified into incisional and organ/space infections, and the former are further 
subclassified into superficial (limited to skin and subcutaneous tissue) and deep incisional categories. By 
definition, an incisional SSI has occurred if a surgical wound drains purulent material or if the surgeon 
judges it to be infected and opens it. 

Risk Factors for Development of Surgical Site Infections 

Patient factors 

Local factors 

Microbial factors 

Older age 

Poor skin preparation 

Toxin secretion 

Immunosuppression 

Contamination of instruments 

Prolonged hospitalization (leading to 
nosocomial organisms) 

Obesity 

Inadequate antibiotic prophylaxis 

Diabetes mellitus  

Prolonged procedure 

Resistance to clearance (e.g., capsule 
formation) 

Chronic inflammatory process 

Local tissue necrosis 

Malnutrition 

Hypoxia, hypothermia 

Peripheral vascular disease 
Anemia 
Radiation 
Chronic skin disease 
Carrier state (e.g., chronic 
Staphylococcus carriage)  
Recent operation 

 
 
 

Page 5 of 11


background image

  Classification: 

 

 

According to the presentation: major SSI is defined as a wound that either discharges 
significant quantities of pus spontaneously or needs a secondary procedure to drain it. 
The patient may have systemic signs, such as tachycardia, pyrexia and a raised white 
count. Minor SSI may discharge pus or infected serous fluid but should not be associated 
with excessive discomfort, systemic signs or delay in return home.  
The differentiation between major and minor and the definition of SSI is important in 
audit or trials of antibiotic prophylaxis. 

 

According to the presumed magnitude of the bacterial load at the time of surgery: 

 

Wound Class 

Type of surgery 

Infection rate (%) 

Clean 

no viscus opened 

1–2 

Clean-contaminated 

viscus opened, minimal spillage 

<10 

Contaminated 

open viscus with spillage or inflammatory disease 

15–20 

Dirty 

pus or perforation, or incision through an abscess 

<40 

 

  Treatment of SSI: 

 

Now that patients are discharged more quickly after surgery and many procedures are 
performed as day cases, many SSIs are missed by the surgical team unless they undertake a 
prolonged and carefully audited follow up with primary care doctors. Suppurative wound 
infections take 7–10 days to develop, and even cellulitis around wounds caused by invasive 
organisms (such as the β-hemolytic Streptococcus) takes 3–4 days to develop. 

 

Major surgical infections with systemic signs, evidence of spreading infection, cellulitis or 
bacteremia need treatment with appropriate empirical antibiotics. It is illogical to withhold 
antibiotics until the results of culture and sensitivity are available. 

 

 

If an infected wound is under tension, or there is clear evidence of suppuration, sutures or clips 
need to be removed, with curettage if necessary, to allow pus to drain adequately. When taking 
pus from infected wounds, specimens should be sent fresh for microbiological culture. 

 

 

In severely contaminated wounds, such as an incision made for drainage of an abscess, it is 
logical to leave the skin open. Delayed primary or secondary suture can be undertaken when 
the wound is clean and granulating. 

 

  Prevention of SSI: 

Maneuvers to diminish the presence of exogenous (surgeon and operating room environment) and 
endogenous (patient) microbes are termed prophylaxis, and consist of the use of mechanical, 
chemical, and antimicrobial modalities, or a combination of these methods. 

 

 

Prophylactic antibiotics:  If antibiotics are given to prevent infection after surgery or 
instrumentation, they should be used when local wound defenses are not established (the 
decisive period). Ideally, maximal blood and tissue levels should be present at the time at 
which the first incision is made and before contamination occurs. 

 

Criteria for choice of antibiotics for prophylaxis 

Empirical cover against expected pathogens 
Single-shot intravenous administration at induction of anesthesia 
Repeat only during long operations or if there is excessive blood loss 
Continue as therapy if there is unexpected contamination or if a prosthetic is implanted in a patient 
with a septic source 

Page 6 of 11


background image

 

Preoperative preparation: * 
  Short preoperative hospital stay lowers the risk of acquiring multiply resistant organisms 

and the acquisition of health care associated infections (HAI). 

  Medical and nursing staff should always wash/gel their hands after any patient contact. 
  Staff with open, infected skin lesions should not enter the operating theatre. Ideally, 

neither should patients, especially if they are having a prosthesis implanted. 

  Antiseptic baths (usually chlorhexidine), although there is no hard evidence for their 

value in reducing wound infections. 

  Preoperative skin shaving should be undertaken in the operating theatre immediately 

before surgery as the SSI rate after clean wound surgery may be doubled if it is 
performed the night before; minor skin injury enhances superficial bacterial colonization. 
Cream depilation is messy and hair clipping is best, with the lowest rate of infection. 

  Scrubbing and skin preparation: For the first operation of the day, aqueous antiseptics 

should be used for hand washing, and the scrub should include the nails. Subsequent 
scrubbing should merely involve washing to the elbows, as repeated extensive scrubbing 
releases more organisms than it removes. 
One application of an alcoholic antiseptic is adequate for skin preparation of the 
operative site. This leads to a more than 95 per cent reduction in bacterial count. 
 

 

Intraoperative: * 

  Numbers of staff in the theatre and movement in and out of theatre should be kept 

to a minimum.  

  Careful and regular surveillance is needed to ensure the quality of theatre ventilation, 

instrument sterilization and aseptic technique. 

  Operator skill in gentle manipulation and dissection of tissues and dead spaces and 

hematomas should be avoided and the use of diathermy kept to a minimum. 

  There is the high level of evidence that the perioperative avoidance of hypothermia 

and supplemental oxygen during recovery can significantly reduce the rate of SSIs. 
 

 

Postoperative care of wounds: *  Similar attention to standards is needed in the 
postoperative care of wounds. Secondary (exogenous) SSIs, as well as other HAIs, can be 
related to poor hospital standards. 

 

 

2 - Specific wound infections 

  Gas gangrene 

This is caused by C. perfringens. These Gram-positive, anaerobic, spore-bearing bacilli are widely 
found in nature, particularly in soil and feces. This is relevant to military and traumatic surgery and 
colorectal operations. Patients who are immunocompromized, diabetic or have malignant disease 
are at greater risk, particularly if they have wounds containing necrotic or foreign material, resulting 
in anaerobic conditions. Military wounds provide an ideal environment as the kinetic energy of high-
velocity missiles or shrapnel causes extensive tissue damage. The cavitation which follows passage 
of a missile through the tissues causes a ‘sucking’ entry wound, leaving clothing and environmental 
soiling in the wound in addition to devascularized tissue. Gas gangrene wound infections are 
associated with severe local wound pain and crepitus (gas in the tissues, which may also be noted 
on plain radiographs).  

Page 7 of 11


background image

The wound produces a thin, brown, sweet-smelling exudate, in which Gram staining will reveal 
bacteria. Edema and spreading gangrene follow the release of collagenase, hyaluronidase, other 
proteases and alpha toxin. Early systemic complications with circulatory collapse and MSOF follow if 
prompt action is not taken. Antibiotic prophylaxis should always be considered in patients at risk, 
especially when amputations are performed for peripheral vascular disease with open necrotic 
ulceration. Once gas gangrene infection is established, large doses of intravenous penicillin and 
aggressive debridement of affected tissues are required. 
 

  Tetanus 

Clostridium tetani is an anaerobic, terminal spore-bearing, Gram-positive bacterium that can cause 
tetanus following implantation into tissues or a wound (which may have been trivial or unrecognized 
and forgotten). The spores are widespread in soil and manure, and so the infection is more common 
in traumatic civilian or military wounds. The signs and symptoms of tetanus are mediated by the 
release of the exotoxin tetanospasmin, which affects myoneural junctions and the motor neurones 
of the anterior horn of the spinal cord. A short prodromal period, which has a poor prognosis, leads 
to spasms in the distribution of the short motor nerves of the face followed by the development of 
severe generalized motor spasms including opsithotonus, respiratory arrest and death. A longer 
prodromal period of 4–5 weeks
 is associated with a milder form of the disease. The entry wound 
may show a localized small area of cellulitis; exudate or aspiration may give a sample that can be 
stained to show the presence of Gram-positive rods. Prophylaxis with tetanus toxoid is the best 
preventative treatment but, in an established infection, minor debridement of the wound may need 
to be performed and antibiotic treatment with benzylpenicillin provided in addition. Relaxants may 
also be required, and the patient may require ventilation in severe forms, which may be associated 
with a high mortality.  
The toxoid is a formalin-attenuated vaccine and should be given in three separate doses to give 
protection for a five-year period, after which a single five-yearly booster confers immunity. It should 
be given to all patients with open traumatic wounds who are not immunized. At-risk wounds are 
those that present late, when there is devitalisation of tissue or when there is soiling. For these 
wounds, a booster of toxoid should be given or, if not immunized at all, a three-dose course, 
together with prophylactic benzylpenicillin. The use of antitoxin using human immunoglobulin 
ought to be considered for both at-risk wounds and established infection. 
 

  Synergistic spreading gangrene (synonym: subdermal gangrene, necrotizing fasciitis) 

This condition is not caused by clostridia. A mixed pattern of organisms is responsible: coliforms, 
staphylococci, Bacteroides spp., anaerobic streptococci and peptostreptococci have all been 
implicated, acting in synergy. Abdominal wall infections are known as Meleney’s synergistic hospital 
gangrene and scrotal infection as Fournier’s gangrene. Patients are almost always 
immunocompromised with conditions such as diabetes mellitus. The wound initiating the infection 
may have been minor, but severely contaminated wounds are more likely to be the cause. Severe 
wound pain, signs of spreading inflammation with crepitus and smell are all signs of the infection 
spreading. Untreated, it will lead to widespread gangrene and MSOF. The subdermal spread of 
gangrene is always much more extensive than appears from initial examination. Broad-spectrum 
antibiotic therapy must be combined with aggressive circulatory support. Locally, there should be 
wide excision of necrotic tissue and laying open of affected areas. The debridement may need to be 
extensive, and patients who survive may need large areas of skin grafting. 
 
 
 

Page 8 of 11


background image

3 - Postoperative Nosocomial Infections 

Surgical patients are prone to develop a wide variety of nosocomial infections during the 
postoperative period, which include SSIs, UTIs, pneumonia, and bacteremic episodes, the latter 
types of nosocomial infections are related to prolonged use of indwelling tubes and catheters for 
the purpose of urinary drainage, ventilation, and venous and arterial access, respectively. 

 

4 - Blood borne viruses and surgery  * 

  Hepatitis B Virus: 

 

Double-shelled DNA virus 

 

May cause acute liver failure or chronic active hepatitis. 

 

Infection is largely blood-borne and is transmitted by blood transfusion and transmission 
from a contaminated sharps injury is 30%. 

 

Antigens appear in the serum: HBsAg, the surface antigen; HBcAg, the hepatitis core antigen; 
HBeAg, the (e) antigen; the Dane particle; double-stranded DNA; and DNA polymerase 
activity. 

 

Antibodies formed against these antigens (anti-HBs, anti-HBe) can be detected in the 
peripheral blood: 

  HBsAg +ve. Failure to clear infection, residual infectivity. 
  HBsAb +ve. Protection marker from immunization or infection. 
  HBeAg +ve. Close correlation of infectivity. 

 

Hospital staffs are routinely offered vaccination for hepatitis B. 
 

  Hepatitis C Virus: RNA virus which causes cirrhosis of the liver and primary liver cancer. There is no 

vaccination. Transmission from a contaminated sharps injury is 2–3%. Surgeons must be tested for 
hepatitis C and may not carry out exposure-prone procedures if hepatitis C +ve. 
 

  Human immunodeficiency virus (HIV) 

 

Double-stranded RNA retrovirus transmitted by passage of infected body fluids from one 
person to another by several methods, including: sharps and infected blood products. 

 

HIV infection results in widespread immunological dysfunction, manifested by a fall in 
CD4+ve lymphocytes, monocytes, and antigen presenting cells (APCs). 

 

There is usually a 3-month asymptomatic, but infective viremia. During this period, ELISA 
tests for HIV antibodies are negative. At seroconversion, an acute illness can occur. 

 

The HIV risk from an HIV contaminated hollow needle is 0.3%. 

 

The risk from splashes on broken skin or mucous membranes is 0.1%. 
 

 

 

Page 9 of 11


background image

Principles of antimicrobial treatment 

 

Antimicrobials may be used to prevent (Prophylaxis) or treat established surgical infection. 
Principles for the use of antibiotic therapy: 

 

Antibiotics do not replace surgical drainage of infection 

 

Only spreading infection or signs of systemic infection justifies the use of antibiotics 

 

Whenever possible, the organism and sensitivity should be determined 

There are two approaches to antibiotic treatment: 

1)  A narrow-spectrum antibiotic may be used to treat a known sensitive infection; for example, MRSA 

(which may be isolated from pus) is usually sensitive to vancomycin or teicoplanin, but not 
flucloxacillin. 

2)  Combinations of broad-spectrum antibiotics can be used when the organism is not known or when it 

is suspected that several bacteria, acting in synergy, may be responsible for the infection. For 
example, during and following emergency surgery requiring the opening of perforated or ischemic 
bowel, any of the gut organisms may be responsible for subsequent peritoneal or bacteremic 
infection. In this case, a triple-therapy combination of broad-spectrum penicillin (such as ampicillin 
or mezlocillin) with an aminoglycoside (such as gentamicin) and metronidazole may be used per and 
postoperatively to support the patient’s own body defenses. An alternative to the penicillins is a 
cephalosporin, e.g. cefuroxime. In surgical units in which resistant Pseudomonas or other Gram-
negative species (such as Klebsiella) have become ‘resident opportunists’, it may be necessary to 
rotate anti-pseudomonal and anti-Gram-negative antibiotic therapy. 

 

In treating patients who have surgical infection with systemic signs (SIRS), a failure to respond to antibiotics 
may indicate that there has been a failure of infection source control. If response is poor after 3–4 days, 
there should be a re-evaluation with a review of charts and further investigations requested to exclude the 
development or persistence of infection such as a collection of pus. 
 
Antibiotics used in treatment and prophylaxis of surgical infection 
 
Antimicrobials may be produced by living organisms (antibiotics) or by synthetic methods. Some are 
bactericidal, e.g. penicillins and aminoglycosides, and others are bacteriostatic, e.g. tetracycline and 
erythromycin. In general, penicillins act upon the bacterial cell wall and are most effective against bacteria 
that are multiplying and synthesizing new cell wall materials. The aminoglycosides act at the ribosomal 
level, preventing or distorting the production of proteins required to maintain the integrity of the enzymes 
in the bacterial cell. 
 
Penicillin 
Benzylpenicillin has proved most effective against Gram-positive pathogens, including most streptococci, 
the clostridia and some of the staphylococci that do not produce β-lactamase and may be used specifically 
to treat spreading streptococcal infections. Penicillin is valuable even if other antibiotics are required as 
part of multiple therapy for a mixed infection. All serious infections, e.g. gas gangrene, require high dose 
intravenous benzylpenicillin. 
 
Flucloxacillin 
This is a β-lactamase-resistant penicillin and is therefore of use in treating most community-acquired 
staphylococcal infections, but it has poor activity against other pathogens. 
 
 

Page 10 of 11


background image

Ampicillin and amoxicillin 
These β-lactam penicillins can be taken orally or may be given parenterally. Both are effective against 
Enterobacteriaceae, Enterococcus faecalis and the majority of group D streptococci, but not species of 
Klebsiella or pseudomonads. Their use is now rare as there are more effective alternatives. Clavulanic acid 
is available combined with amoxicillin (Augmentin) and can be taken orally. This anti-β-lactamase protects 
amoxicillin from inactivation by β-lactamase producing bacteria. It is of value in treating infections caused 
by Klebsiella strains and β-lactamase-producing E. coli but is not active against Pseudomonas spp. It can be 
used for localized cellulitis or superficial staphylococcal infections and infected human and animal bites. It is 
available for oral or intravenous therapy. 
 
Cephalosporins 
There are several β-lactamase-susceptible cephalosporins that are of value in surgical practice: cefuroxime, 
cefotaxime and ceftazidime are widely used. The first two are most effective in intra-abdominal, skin and 
soft-tissue infections, being active against Staphylococcus aureus and most Enterobacteriaceae. As a group, 
the enterococci (Streptococcus faecalis) are not sensitive to the cephalosporins. Ceftazidime, although 
active against the Gram-negative organisms and S. aureus, is also effective against P. aeruginosa. These 
cephalosporins may be combined with an aminoglycoside, such as gentamicin, and an imidazole, such as 
metronidazole, if anaerobic cover is needed. 
 
Aminoglycosides 
Gentamicin and tobramycin have similar activity and are effective against Gram-negative 
Enterobacteriaceae. Gentamicin is effective against many strains of Pseudomonas, although resistance has 
been recognized. All aminoglycosides are inactive against anaerobes and streptococci. Ototoxicity and 
nephrotoxicity may follow sustained high toxic levels. These antibiotics have a marked post-antibiotic 
effect, and single, large doses are effective and may be safer. 
 
Vancomycin 
This glycopeptide is most active against Gram-positive bacteria and has proved to be effective against 
MRSA, although vancomycin resistance is increasingly being reported. However, it is ototoxic and 
nephrotoxic, so serum levels should be monitored. It is effective against C. difficile in cases of 
pseudomembranous colitis. 
 
Imidazoles 
Metronidazole is the most widely used member of the imidazole group and is active against all anaerobic 
bacteria. It is particularly safe and may be administered orally, rectally or intravenously. Infections caused 
by anaerobic cocci and strains of Bacteroides and clostridia can be treated, or prevented, by its use. 
Metronidazole is useful for the prophylaxis and treatment of anaerobic infections after abdominal, 
colorectal and pelvic surgery. 
 
Carbapenems 
Meropenem, ertapenem and imipenem are members of the carbapenems. They are stable to β-lactamase, 
have useful broadspectrum anaerobic as well as Gram-positive activity and are effective for the treatment 
of resistant organisms or serious mixed-spectrum abdominal infections (peritonitis). 
 
Quinolones 
Quinolones, such as ciprofloxacin, were active against a wide spectrum of organisms. Their widespread use 
has been related to the development of resistant organisms, and their role in treating surgical infection is 
limited. 

Page 11 of 11




رفعت المحاضرة من قبل: ali anas
المشاهدات: لقد قام 17 عضواً و 149 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل