Metal allergy: A clinical conundrum

More multicenter, randomized controlled trials are needed to validate metal hypersensitivity testing.

Issue: January 2019

ADD TOPIC TO EMAIL ALERTS

Receive an email when new articles are posted on

Please provide your email address to receive an email when new articles are posted on .

Subscribe

ADDED TO EMAIL ALERTS

You’ve successfully added to your alerts. You will receive an email when new content is published.
Click Here to Manage Email Alerts

You’ve successfully added to your alerts. You will receive an email when new content is published.
Klicken Sie hier, um E-Mail-Benachrichtigungen zu verwalten
Zurück zu Healio

Wir konnten Ihre Anfrage nicht bearbeiten. Bitte versuchen Sie es später noch einmal. Wenn das Problem weiterhin besteht, wenden Sie sich bitte an [email protected].
Zurück zu Healio

Modifizierbare Patientenfaktoren wie BMI, Vitamin-D-Spiegel und Diabetes können präoperativ optimiert werden, um das Risiko von Infektionen und anderen postoperativen Komplikationen zu verringern. Manchmal sind jedoch die Risikofaktoren der Patienten – und die Art ihrer Veränderung – nicht so eindeutig.

Ein umstrittener Bereich bei der präoperativen medizinischen Optimierung ist die Metallüberempfindlichkeit, eine verzögerte Immunreaktion, von der man annimmt, dass sie auftritt, wenn ein Patient ein orthopädisches Implantat erhält, das eine Metallart enthält, gegen die er empfindlich oder allergisch ist. In Literaturberichten wurde festgestellt, dass etwa 10 % der Allgemeinbevölkerung eine Metallüberempfindlichkeit gegenüber Nickel, Kobalt, Chrom oder Molybdän aufweisen, erklärte Dr. Leo A. Whiteside, orthopädischer Chirurg am St. Luke’s Des Peres Hospital in St. Louis, gegenüber Orthopedics Today. Nach einer Knietotalendoprothese steigt die Häufigkeit von Metallüberempfindlichkeit auf 16 % bis 20 %.

Diagnose von Metallüberempfindlichkeit

Die Diagnose von Metallüberempfindlichkeit kann schwierig sein, „weil es nicht viel Spezifität für das gibt, was allgemein als Symptome einer allergischen Reaktion auf ein Metallimplantat angesehen wird“, so Joshua J. Jacobs, MD, William A. Hark und Susanne G. Swift Professor und Vorsitzender der Abteilung für orthopädische Chirurgie am Rush University Medical Center in Chicago.

Quelle: Susan M. Rapp, Orthopedics Today

In einer im Journal of Bone and Joint Surgery veröffentlichten Übersichtsarbeit wiesen Nima Eftekhary, MD, und Kollegen darauf hin, dass Chirurgen die Symptome einer Hautallergie gegen Metall kennen sollten, die Juckreiz und ekzematöse Dermatitis nach Kontakt mit einer Armbanduhr oder anderem metallhaltigen Schmuck umfassen können.

„In der älteren Literatur ist die klassische Manifestation einer Überempfindlichkeitsreaktion auf ein Metallimplantat ein Ausschlag, der nach der Implantation des Metallgeräts auftritt“, so Jacobs.

Patienten können auch Symptome aufweisen, die mit dem Gelenk selbst zusammenhängen, wie Schmerzen, Schwellungen, Steifheit und Synovitis oder ein Erguss. Diese Symptome können schwieriger zu behandeln sein, da sie mit einer Vielzahl von pathologischen Zuständen zusammenhängen können, so Eftekhary und Kollegen, was dazu führt, dass Metallüberempfindlichkeit eine Ausschlussdiagnose ist.

Metallallallergien sind typischerweise eine zellvermittelte Überempfindlichkeitsreaktion vom verzögerten Typ 4. Diese kann nur auftreten, wenn Metallionen, die als Haptene fungieren, ausreichend bioverfügbar sind, um mit dem Immunsystem des Patienten zu interagieren, so Jacobs.

„Nickel, das häufigste Allergen in orthopädischen Implantaten, ist in der Metalllegierung gebunden und wäre nur dann in ausreichender Menge bioverfügbar, wenn es einen aggressiven Verschleiß- oder Tribokorrosionsprozess gibt“, so Jacobs gegenüber Orthopedics Today. „Außerdem liegt der Nickelanteil in den üblicherweise für den Gelenkersatz verwendeten Implantaten aus Kobaltlegierungen unter 1 %, so dass eine Nickelallergie z. B. bei einem totalen Knieersatz unwahrscheinlich ist.“

David R. Lionberger, MD, orthopädischer Chirurg und Assistenzprofessor an der Texas A&M University, sagte, dass es für Patienten, die eine metallüberempfindliche Reaktion auf ein Implantat haben, einen ausreichend langen Zeitraum geben muss, „in dem es logisch ist, dass Nebenprodukte der Abnutzung auftreten.“

„Wir würden nicht davon ausgehen, dass eine Person, die nach einem Monat ein geschwollenes, heißes Knie hat, eine allergische Reaktion hat“, sagte Lionberger.

Bei der Untersuchung von Patienten mit anhaltenden Schmerzen nach einem Gelenkersatz sollten Chirurgen laut Jacobs zunächst Lockerung, Infektion, Instabilität, Fehlrotation von Komponenten, extraartikuläre Schmerzquellen (z. B. lumbale Radikulopathie) und chronisches regionales Schmerzsyndrom ausschließen, bevor sie die Diagnose einer Metallsensibilität in Betracht ziehen.

„Eine Metallüberempfindlichkeit ist sicherlich nicht der erste Grund, warum etwas nicht stimmt“, so Lionberger. „Ich denke, das ist der Punkt, an dem es einen schwarzen Fleck gibt. Es ist kein großer Prozentsatz da draußen. Aber auch wenn es kein großer Prozentsatz der Ausfälle ist … es sollte etwas sein, das einem in den Sinn kommt, wenn es ein Problemgelenk gibt und nichts anderes gefunden werden kann.“

Hautpflaster, Lymphozytentests

Wenn andere Diagnosen als mögliche Ursachen ausgeschlossen wurden, sagte Lionberger, dass Chirurgen Patienten auf Metallüberempfindlichkeit testen lassen sollten, vor allem bei Frauen, die von Natur aus ein höheres Risiko haben, empfindlich auf Metall zu reagieren, und bei Patienten, die von Metallallergien und -empfindlichkeiten berichten. Bei Patienten, die sich einer Schulteroperation unterziehen, lässt Dr. Gerald R. Williams Jr., Professor für Schulter- und Ellbogenchirurgie am Kimmel Medical College der Thomas Jefferson University und am Rothman Orthopaedic Institute, jeden, der glaubt, allergisch auf Metall zu reagieren, auf Metallüberempfindlichkeit testen. Das Gleiche gilt für Patienten, die unerklärliche postoperative Schmerzen mit einem Implantat haben, das ansonsten normal aussieht.

„Ich unterziehe mich nicht routinemäßig einem Test, es sei denn, es liegt eine starke Allergie gegen Metallmaterialien vor“, sagte Douglas A. Dennis, MD, von Colorado Joint Replacement und außerordentlicher Professor in der Abteilung für Bioengineering an der Universität Denver.

Zurzeit gibt es zwei Haupttests für Metallüberempfindlichkeit: einen Hautpflastertest und den Lymphozytentransformationstest (LTT). Der einfach durchzuführende und weithin verfügbare Hautpflastertest (SPT) kann von einem Dermatologen in der Praxis durchgeführt werden und ermöglicht die Beurteilung einer Reihe von potenziell schädlichen Stoffen. Er gilt als Goldstandard für Metallallergietests. 83 % der befragten Mitglieder der American Contact Dermatitis Society und der European Society of Contact Dermatitis gaben den SPT als diagnostischen Test der Wahl für Metallüberempfindlichkeit an.

Im Gegensatz dazu gibt es Literaturberichte, die zeigen, dass viele orthopädische Chirurgen keine relevante Korrelation zwischen immunologischen Reaktionen in und um die Knochen-Implantat-Schnittstelle und dem SPT sehen und stattdessen den LTT vorziehen. Bei dem LTT handelt es sich um einen Bluttest, bei dem Lymphozyten und Monozyten des peripheren Blutes mit einer Reihe von Metallen wie Aluminium, Kobalt, Chrom, Molybdän, Nickel, Vanadium und Zirkonium belastet werden. Der LTT ist ein quantitativer Test, bei dem die Langerhans-Zellen, die spezifisch für die Haut sind, als Störfaktor ausgeschlossen werden können.

Tests mit Vorbehalten

Obwohl beide Tests vielversprechende Ergebnisse bei der Diagnose von Metallüberempfindlichkeit gezeigt haben, haben frühere Studien gezeigt, dass sie auch Nachteile haben. Der SPT hat sich als subjektiv erwiesen und kann falsch-positive Ergebnisse liefern, so Lionberger gegenüber Orthopedics Today. Es ist auch nicht bekannt, ob eine Hautreaktion auf bestimmte Metalle mit dem übereinstimmt, was im Inneren des Körpers passiert.

„Viele der positiven Tests stammen von Hautpflastertests, und die reaktiven Zellen, die auf der menschlichen Haut vorhanden sind, sind in der intraartikulären Umgebung des Knies nicht vorhanden“, sagte Dennis, der Mitglied des Redaktionsausschusses von Orthopedics Today ist. „

Obwohl er objektiver ist als der SPT, ist der LTT laut einer Übersichtsstudie von Teo und Kollegen weder standardisiert noch für den klinischen Gebrauch allgemein verfügbar. Berichten zufolge ist er teurer, wobei Quellen von Kosten zwischen 400 und 2.000 Dollar sprachen, und wird nicht von der Versicherung übernommen.

Der LTT ist auch nicht validiert. Daher sollten die Patienten über die mit dem Test verbundenen Vorbehalte informiert werden.

„Ich sage den Patienten, dass weder der LTT noch der Pflastertest klinisch validiert sind. Außerdem ist nicht erwiesen, dass diese Testverfahren das Ergebnis einer Operation vorhersagen können. Selbst wenn der Patient mit einem so genannten hypoallergenen Implantat operiert wird, gibt es keine Garantie dafür, dass er nicht mit einer Überempfindlichkeitsreaktion auf das Implantat reagiert“, so Jacobs.

Alternativen zu Metallimplantaten

Nickel ist laut Dennis das „am häufigsten festgestellte Metallmaterial, das Reaktivität verursacht“. Es ist jedoch nicht bekannt, wie viel Nickel in einem Implantat enthalten sein muss, damit Patienten überempfindlich auf Metalle reagieren.

„Wenn wir uns die Femurkomponenten ansehen, die wir einsetzen, haben die meisten von ihnen weniger als 1 % Nickel“, sagte Dennis gegenüber Orthopedics Today. „Wir wissen nur nicht, ob es 10 % Nickel sein muss, damit eine Reaktion auftritt. Kann ein 0,001-prozentiges Nickel die gleiche Reaktion hervorrufen?“

Für Patienten, die vor der Operation als nickelempfindlich eingestuft werden, können die Chirurgen bei den Implantatherstellern nachfragen, ob sie ein nickelfreies Implantat anbieten, so Williams. Er fügte jedoch hinzu, dass nicht viele Unternehmen nickelfreie Implantate anbieten.

Bei Schulter-Totalprothesen ist Titan der gebräuchlichste Ersatz für Nickel, aber auch dieses Material hat Nachteile, sagte er.

„Das Problem ist, dass der Teil, der Nickel enthält, oft der tragende Teil des Gelenks ist“, sagte Williams gegenüber Orthopedics Today. „Der Grund, warum wir die Lagerfläche nicht von vornherein aus Titan herstellen, ist, dass Titan ein relativ weiches Metall ist.

Ein alternatives Material, das für Hüft- und Kniegelenksprothesen verwendet werden kann, ist Oxinium (Smith & Nephew), das oxidiertes Zirkoniumdioxid anstelle von Nickel verwendet. Dennis sagte, Oxinium sei nickelfrei, aber laut Lionberger besteht die Tibiaseite einer dieser Kniekomponenten aus einer unbeschichteten Titanlegierung mit Spuren anderer Metalle, die anfällig für die Ionisierung der Synovialflüssigkeit durch freie Radikale sind.

„Auf der Tibiaseite verbleibt etwas Titan, das die Belastung durch Abnutzungsprodukte verringert oder abschwächt, aber nicht beseitigt“, sagte Lionberger.

Lionberger sagte, dass Aesculap eine „fortschrittliche Oberflächentechnologie“ aus Kobaltbarren entwickelt hat, die mit Keramik beschichtet ist und das Potenzial zur Freisetzung von Metallionen verringern kann. Trotz der widerstandsfähigen Oberfläche besteht der Nachteil des Materials laut Lionberger darin, dass das verwendete Kobaltchrom zu einem steifen Schaft führt, den manche Chirurgen nicht attraktiv finden könnten.

Quelle: Sarah Cornelius, PA-C

„Der Schaft besteht nicht aus dem flexibleren Titan, sondern aus Kobaltchrom. Sie müssen Ihre Patienten also darüber aufklären, dass wir zwar ihre allergische Belastung verringern, dass sie das Implantat aber möglicherweise nicht mögen, weil es so steif ist. Infolgedessen kann es zu Stammschmerzen kommen, weil der Modulus nicht übereinstimmt“, sagte er.

Revisionsoperationen

Trotz einer begrenzten Anzahl von Studien, die auf gute Ergebnisse bei Patienten hindeuten, die sich wegen einer Metallüberempfindlichkeit einer Revisionsoperation unterziehen, wies Jacobs darauf hin, dass die verwendeten Stichproben klein sind, dass die Studien unkontrolliert und retrospektiv sind und dass ihnen die histologische Bestätigung fehlt, dass eine Gewebeallergie vorlag.

„Menschen können aus einer Vielzahl von Gründen, die nichts mit einer Metallallergie zu tun haben, von einer Revisionsoperation profitieren, wie z. B. die Korrektur von subtilen Instabilitäten“, so Jacobs.

Obwohl Patienten mit Metallüberempfindlichkeit von einer Revisionsoperation profitieren können, rät Jacobs, zweimal nachzudenken, bevor man eine Revisionsoperation bei Metallüberempfindlichkeit durchführt, da die Ergebnisse nicht vorhersehbar sind und ein echtes Risiko für postoperative Komplikationen, wie z. B. eine Infektion des Prothesengelenks, besteht.

„Ich betrachte eine Revisionsoperation bei einer vermuteten Diagnose einer Metallallergie als letzten Ausweg. Sie muss durchgeführt werden, nachdem alle anderen Möglichkeiten ausgeschöpft wurden und der Patient vollständig darüber aufgeklärt wurde, dass die Ergebnisse nicht vorhersehbar sind“, sagte er.

Williams zufolge haben Chirurgen drei Möglichkeiten, wenn es darum geht, eine Revisionsoperation bei Patienten mit Metallüberempfindlichkeit durchzuführen.

„Eine davon ist, alles aus einer perfekt fixierten Schulter herauszureißen, was eine große Sache ist und eine Menge Probleme verursachen kann“, sagte er. „Sie können das Unternehmen bitten, ein nickelfreies Implantat nach Maß anzufertigen, oder Sie können ein anderes Unternehmen bitten, ein allergiefreies Implantat nach Maß anzufertigen.“

Lionberger sagte, dass Chirurgen ihren Patienten sagen sollten, dass die Zufriedenheitsrate nicht 100 % beträgt und dass es keine sofortige Lösung sein wird.

„Die Zahl der Knie, bei denen … es keinen Grund gibt, sie zu operieren oder zu revidieren, außer der Tatsache, dass sie nicht zufrieden sind, liegt bei etwa 60 %“, sagte Lionberger.

Er fuhr fort: „Unsere Serie von Patienten, die bekanntermaßen gegen Metall sensibilisiert sind und keine anderen Symptome wie Infektion, Lockerung oder Instabilität aufweisen, hat eine Erfolgsquote von etwa 80 %, was dafür spricht, dass Allergien bei gescheiterten Knien eine Rolle spielen, wenn auch eine kleine.“

Der LTT könnte möglicherweise dazu verwendet werden, ein Revisionsimplantat auszuwählen, das keine Legierungselemente enthält, gegen die der Patient empfindlich ist, so Jacobs.

Wenn ein Chirurg nicht bereit ist, die Operation durchzuführen, wird er oder sie laut Whiteside wahrscheinlich einen anderen Chirurgen kennen, der den Fall übernehmen kann.

„Finden Sie heraus, wo Sie die Implantate bekommen können, die für Metallüberempfindlichkeit hergestellt werden, und lernen Sie, wie man sie einsetzt, wenn Sie dazu bereit sind, oder finden Sie jemanden, der sie nimmt und diese Überweisungsarbeit macht, denn es ist eine Entität“, sagte Whiteside. „Ich denke, man sollte darüber Bescheid wissen und einen Plan haben.“

Metallüberempfindlichkeit ernst nehmen

Trotz der Kontroversen um die Metallüberempfindlichkeit – von der Frage, ob sie getestet werden sollte, bis hin zu der Frage, ob es sie überhaupt gibt – betonte Williams die Tatsache, dass orthopädische Chirurgen die Diagnose ernst nehmen müssen.

„Alles ist umstritten. Aber wenn man sich die Literatur ansieht und wenn man sich mit Gelenkersatz beschäftigt hat und bereit war, diese Patienten zu akzeptieren und zu behandeln, muss man zu der Erkenntnis kommen, dass es sich um eine echte Entität handelt“, sagte Whiteside. „

Aufgrund des Mangels an multizentrischen, randomisierten, kontrollierten Studien, die die verschiedenen Testmethoden validieren, erklärten Quellen gegenüber Orthopedics Today, dass sie den routinemäßigen Einsatz von Metallüberempfindlichkeitstests nicht empfehlen würden.

„Die Studien, die es gibt, zeigen keinen Unterschied in den Ergebnissen von Patienten, die metallempfindlich sind, im Vergleich zu Patienten, die nicht metallempfindlich sind, wenn man ihnen das Metall in ihr vollständiges Knie einsetzt“, sagte Whiteside.

Williams ist der Meinung, dass Orthopäden ihre Patienten routinemäßig nach Metallallergien fragen sollten, einschließlich der Frage, ob sie allergisch auf Metalle reagieren, ob sie bestimmte Arten von Schmuck nicht tragen können und ob sie mit anderen Gelenkersatzteilen Probleme haben.

„Wenn sie eine Hüft- oder Kniegelenksprothese hatten und diese perfekt ist, haben sie keinerlei Probleme damit. Es ist genau dasselbe Metall, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Überempfindlichkeitsreaktion auf das Metall bei einer perfekt funktionierenden Hüfte und einem perfekt funktionierenden Knie gegen Null geht“, sagte Williams.

Nach Ansicht von Dennis ist Forschung erforderlich, um vollständig zu verstehen, wie sich eine Metallüberempfindlichkeit auf Patienten auswirkt.

„Meiner Meinung nach wissen wir mehr über die Überempfindlichkeit von Implantaten, als wir wissen“, sagte Dennis. „Ich denke, wir haben wahrscheinlich nur unzureichende Tests, um wirklich zu erkennen, ob es sie gibt und wie häufig sie tatsächlich auftritt.“ – von Casey Tingle

Anmerkung der Redaktion

Diese Titelgeschichte ist der zweite Teil einer zweiteiligen Serie, die sich mit der präoperativen Optimierung von Patienten für orthopädische Eingriffe befasst, um Komplikationen und schlechte Ergebnisse zu verringern und möglicherweise eine Revisionsoperation zu vermeiden. In der Titelgeschichte von Orthopedics Today vom Dezember 2018 wurde das Co-Management von Patientenfaktoren wie Fettleibigkeit und Albumin-, Testosteron- und Vitamin-D-Spiegel erörtert. Klicken Sie hier, um den ersten Teil der Serie zu lesen.

• Fortgeschrittene Oberflächentechnologie. Verfügbar unter: www.aesculapimplantsystems.com/products/orthopaedics/knee-arthroplasty/advanced-surface-technology. Accessed Dec. 6, 2018.
• Caicedo M. Metal hypersensitivity to TMJ implant materials. Verfügbar unter: www.center4research.org/metal-hypersensitivity-tmj-implant-materials/. Accessed Dec. 10, 2018.
• Eftekhary N, et al. JBJS Rev. 2018;doi:10.2106/JBJS.RVW.17.00169.
• Oxinium. Verfügbar unter: www.smith-nephew.com/key-products/orthopaedic-reconstr-uction/oxinium-oxidized-zirconium. Accessed Dec. 6, 2018.
• Teo WZW, et al. Dermatol Ther (Heidelb). 2017;doi:10.1007/s13555-016-0162-1.

• Für weitere Informationen:
• Douglas A. Dennis, MD, ist zu erreichen unter 2535 S. Downing St., Suite 100, Denver, CO 80210; E-Mail: [email protected].
• Joshua J. Jacobs, MD, ist zu erreichen unter 1611 W. Harrison St., Suite 201, Chicago, IL 60612; E-Mail: [email protected].
• David R. Lionberger, MD, ist zu erreichen unter 6560 Fannin St. #1016, Houston, TX 77030; E-Mail: [email protected].
• Leo A. Whiteside, MD, ist zu erreichen unter 1000 Des Peres Road, St. Louis, MO 63131; E-Mail: [email protected].
• Gerald R. Williams Jr, MD, ist erreichbar unter 925 Chestnut St., 5th Fl., Philadelphia, PA 19107; E-Mail: [email protected].

Bekanntmachungen: Jacobs berichtet, dass er Aktienoptionen für Implant Protections und Hyalex besitzt und dass sein Labor Forschungsmittel von Zimmer Biomet, Medtronic und Nuvasive erhält. Whiteside reports he is an employee of Signal Medical, receives research support from and stock options in Signal Medical Corp. and receives IP royalties from Smith & Nephew. Williams reports he is a designer of shoulder replacement products for DePuy Synthes and DJO. Dennis and Lionberger report no relevant financial disclosures.

Click here to read the , „Should metal hypersensitivity skin-patch testing be included in the usual preoperative total joint arthroplasty work-up?“