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Fragestellung: Trabekuläres Tantal (Ta) wird in der Revisionsendoprothetik erfolgreich zur Wiederherstellung der acetabulären Strukturen verwendet. In seltenen Fällen kommt es zu Metallosen dieser Komponenten, die sich in massiver lokaler Partikelexposition manifestieren. Das Ziel der Studie war es, die lokale Metallexposition in einem solchen Versagensfall zu untersuchen. Hierzu wurden neben Ta auch weitere Metalle analysiert und zwischen partikulären und bereits dissoziierten Bestandteilen unterschieden. Wir folgten der Hypothese, dass es durch die ausgeprägte Partikelexposition zu sekundärer Freisetzung anderer Metalle kommt.

Methodik: Die Studie wurde von der lokalen Ethikkommission (EA1/194/13) genehmigt. Die Isolation der metallischen Partikel wurde mittels zweistufigem enzymatischem Verdau realisiert. Nach chemischem Aufschluss wurden die Metallkonzentrationen mittels Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) bestimmt. Zur Analyse der dissoziierten Bestandteile wurden die Partikel vor dem chemischen Aufschluss mittels Ultrazentrifugation abgetrennt. Die Charakterisierung der isolierten Partikel hinsichtlich Größe, Form und elementarer Zusammensetzung erfolgte mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Einzelpartikel-ICP-MS.

Ergebnisse: Die gemessenen Ta Konzentrationen demonstrieren eindrucksvoll die lokale Belastung (Tabelle 1 [Tab. 1]). Periprothetisches Gewebe besteht zu 4,8 Gew.% aus Ta.

Ein Milligramm Gewebe enthält 1,64 x 10⁹ Ta-haltige Nanopartikel (NP) (Abbildung 1A [Abb. 1]). Auch Titan (Ti), Chrom (Cr) und Cobalt (Co) wurden in den lokalen Geweben nachgewiesen. Diese Metalle dissoziieren im Vergleich zu Ta stärker und Dissoziationsprodukte erreichen das Knochenmark. Die REM Analysen zeigen sowohl Mikro- als auch Nanopartikel (NP). Der mediane Durchmesser der Mikropartikel beträgt 3,9 µm (n = 137). Ta-haltige NP haben einen medianen Durchmesser von 14,2 nm (n = 939). Ti-haltige NP sind mit einem medianen Durchmesser von 108.9 nm deutlich größer (n = 539) (Abbildung 1B [Abb. 1]).

Fazit: Ta-Partikel zeigen im Gegensatz zu Ti-, Cr, und Co-Partikeln ausgeprägte oxidative Stabilität in vivo. Bei Versagen von TMT-Komponenten und der damit einhergehenden lokalen Partikelexposition kommt es zur sekundären Freisetzung von Metallen. Limitationen: Die Exposition gegenüber Co, Cr und Ti könnte auf vorangegangene ipsilaterale Implantationen zurückzuführen sein. Um die multiple Metallexposition abschließend beurteilen zu können, muss einen größere Patientenkohorte bei gleicher Indikation analysiert werden. Klinische Signifikanz: Bei Versagen von TMT-Implantaten sollten neben Ta auch die systemischen Spiegel von Ti, Cr und Co analysiert werden.