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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie
73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie
95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie
50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie und Unfallchirurgie

21. - 24.10.2009, Berlin

Analyse metallischer Abriebpartikel in Korelation der Geweberektion von Metall-Metall-Endoprothesen durch enzymatische Verdauung aus periprothetischem Gewebe

Meeting Abstract

  • J. Nüchtern - Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Hamburg, Germany
  • K. Siebert - Universitätsklinik Hamburg-Eppendorf, Institut für Neuroanantomie, Hamburg, Germany
  • G. Pflüger - Evangelisches Krankenhaus, Klinik für Orthopädie, Wien, Austria
  • S. Junk-Jantsch - Evangelisches Krankenhaus, Klinik für Orthopädie, Wien, Austria
  • W. Rüther - Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Hamburg, Germany
  • C. H. Lohmann - Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Klinik und Poliklinik für Orthopädie, Hamburg, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie. 73. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Unfallchirurgie, 95. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, 50. Tagung des Berufsverbandes der Fachärzte für Orthopädie. Berlin, 21.-24.10.2009. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2009. DocWI26-742

DOI: 10.3205/09dkou233, URN: urn:nbn:de:0183-09dkou2333

Published: October 15, 2009

© 2009 Nüchtern et al.
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Fragestellung: Vor mehr als 25 Jahren wurden Metall/Metall-Hüftendoprothesen mitverbesserten Qualitäten der Legierungen und ermutigenden mittelfristigen klinischen Resultaten wieder eingeführt. Die Versagensraten sind gering, jedoch wurden bei Patienten mit Metall/Metall-Revisionen auch hypererge Reaktionen nachgewiesen. In früheren Studien wurden die Histomorphologien der periprothetischen Gewebe wie auch deren Metallgehalte untersucht.

Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, aus den Revisionsgeweben die Partikel zu isolieren und elektronenmikroskopisch zu abzubilden und in Korelation insbesondere der hyperergen Gewebantwort zu bringen. Hierzu wurde das von Maloney et al. für UHMWPE-Partikel etablierte Protokoll modifiziert, um die Einflüsse auf Größe, Form und Anzahl der Partikel zu minimieren.

Methodik: Die Proben sind bei Revisionen von Versagern von Metall-Metall-Endoprothesen gesammelt worden. Die verwendeten Enzyme können bei gleicher Temperatur und pH-Wert benutzt werden. Es wurden 1ml Trypsin 3% auf 0,1 g Gewebe, im Anschluß 1ml 2% Collagenase Typ I auf 0,1 g Gewebe eingesetzt. Beide Enzyme wurden in PBS ohne MgCa gelöst. Die enzymatische Gewebeverdauung erfolgte für 5 Tage, nach 24, 48 und 72 h wurde die gleiche Menge (1ml/100mg Gewebe) und Konzentration der Enzyme den Proben jeweils hinzugefügt. Die Proben befanden sich in einem bewegten Wärmebad, dass mit der Frequenz von 90/min rotierte. Die Isolate wurden über Polyesterfilter gesiebt, deren Porendurchmesser 0,2 Mikrometer beträgt, um die Partikel aus den Proben zu isolieren. Die Filter wurden nach Goldbeschichtung im Rasterelektronenmikroskop mit 500-facher bis 20.000-facher Vergrößerung untersucht. Die Partikelverteilung der Proben wird mit der histologischen nachgewiesenen lymphinfiltration, die u.a. für eine Allergie auf die Prothese spricht, verglichen.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die Partikel auf den Filtern stellen sich als einzelne Partikel ohne Geweberesiduen dar. Der Großteil der dargstellten Partikel sind unter 1 Mikrometer messend und sind vorwiegend eckig oder als längliche, stäbchenförmige Partikel abzubilden. Es zeigt sich, dass sich kleinere Partikel im Bereich von 50–200nm vorwiegend in lymphinfiltrierten Geweben nachweisen lassen.

Diskussion: Dieses neu etablierte Verfahren zur Isolierung von metallischen Partikeln ist ein sicheres und reproduzierbares Verfahren zur Analyse von Bestandteilen periprothetischer Gewebe. Die Verdauung und Filtrierung der Proben ermöglichte eine genaue Beurteilung der Partikel. Diese Methode kann auch Anwendung bei der Analyse von Partikeln aus Simulatoren finden, die in bovinem Serum erzeugt wurden. Der Nachweis von signifkant kleineren Partikeln in hyperergen Geweben, zeigt, dass diese ursächlich für die allergische Reaktion und damit für das frühe Versagen der Metall/Metall Endoprothesen sein können.