Metal allergy: A clinical conundrum

January 16, 2019
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More multicenter, randomized controlled trials are needed to validate metal hypersensitivity testing.

Issue: January 2019

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Les facteurs modifiables du patient, comme l’IMC, le taux de vitamine D et le diabète, peuvent être optimisés en préopératoire pour réduire le risque d’infection et d’autres complications postopératoires. Cependant, il arrive que les facteurs de risque des patients – et la façon de les modifier – ne soient pas aussi tranchés.

Un domaine de controverse dans l’optimisation médicale préopératoire est l’hypersensibilité aux métaux, une réponse immunitaire retardée censée se produire lorsqu’un patient reçoit un implant orthopédique qui contient un type de métal auquel il est sensible ou allergique. Dans les rapports de la littérature, on a constaté qu’environ 10 % de la population générale présentait une hypersensibilité aux métaux tels que le nickel, le cobalt, le chrome ou le molybdène, a déclaré à Orthopedics Today le docteur Leo A. Whiteside, chirurgien orthopédique à l’hôpital St Luke Des Peres de St Louis. Après une arthroplastie totale du genou, il a noté que l’incidence de l’hypersensibilité au métal augmente à 16% à 20%.

Diagnostic de l’hypersensibilité au métal

Le diagnostic de l’hypersensibilité au métal peut être difficile « car il n’y a pas beaucoup de spécificité à ce qui a été généralement considéré comme des symptômes d’une réponse allergique à un implant métallique », selon Joshua J. Jacobs, MD, William A. Hark et Susanne G. Swift, professeur et président du département de chirurgie orthopédique au Rush University Medical Center de Chicago.

Joshua J. Jacobs, MD
Joshua J. Jacobs, MD, dit qu’il faut réfléchir à deux fois avant de pratiquer une chirurgie de révision pour une hypersensibilité au métal, car les résultats sont imprévisibles et il existe des risques de complications postopératoires, telles que l’infection de l’articulation périprothétique.

Source : Susan M. Rapp, Orthopedics Today

Dans une revue publiée dans le Journal of Bone and Joint Surgery, Nima Eftekhary, MD, et ses collègues ont noté que les chirurgiens doivent être conscients des symptômes d’allergie cutanée au métal, qui peuvent inclure des démangeaisons et une dermatite eczémateuse après un contact avec une montre-bracelet ou d’autres bijoux contenant du métal.

« Dans la littérature plus ancienne, la manifestation classique d’une réponse d’hypersensibilité à un implant métallique est une éruption cutanée qui se produit après l’implantation du dispositif métallique », a déclaré Jacobs.

Les patients peuvent également présenter des symptômes liés à l’articulation elle-même, tels que la douleur, le gonflement, la raideur et la synovite ou un épanchement. Ces symptômes peuvent être plus difficiles à traiter car ils peuvent être liés à une variété de conditions pathologiques, selon Eftekhary et ses collègues, ce qui fait que l’hypersensibilité aux métaux est un diagnostic d’exclusion.

L’allergie aux métaux est généralement une réaction d’hypersensibilité retardée de type 4 à médiation cellulaire. Cela ne peut se produire que si les ions métalliques, qui agissent comme des haptènes, sont suffisamment biodisponibles pour interagir avec le système immunitaire du patient, a déclaré Jacobs.

« Le nickel, qui est l’allergène le plus courant dans les implants orthopédiques, est lié à l’alliage métallique et ne serait biodisponible en quantités suffisantes qu’en cas d’usure agressive ou de processus de tribocorrosion », a déclaré Jacobs à Orthopedics Today.  » En outre, il y a moins de 1 % de nickel dans les implants en alliage de cobalt couramment utilisés pour le remplacement des articulations, ce qui fait de l’allergie au nickel un phénomène peu probable dans le cadre d’un remplacement total du genou, par exemple. « 

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David R. Lionberger, MD, chirurgien orthopédique et professeur adjoint à l’Université A&M du Texas, a déclaré que pour que les patients aient une réaction d’hypersensibilité au métal à un implant, il faut un laps de temps suffisamment long « pour qu’il soit logique que des sous-produits de l’usure stimulée se produisent. »

« Nous ne supposerions pas qu’une personne qui a un genou gonflé et chaud 1 mois après soit causée par une réaction allergique », a déclaré Lionberger.

Lorsque l’on évalue des patients présentant une douleur persistante après une arthroplastie, M. Jacobs a déclaré que les chirurgiens devraient d’abord écarter un descellement, une infection, une instabilité, une malrotation des composants, des sources extra-articulaires de douleur (par exemple, une radiculopathie lombaire) et un syndrome de douleur régionale chronique avant d’envisager le diagnostic de sensibilité au métal.

Douglas A. Dennis, MD
Douglas A. Dennis

« Vous ne sautez certainement pas sur la sensibilité au métal comme première raison pour laquelle quelque chose ne va pas », a déclaré Lionberger. « Je pense que c’est là qu’il y a un point noir. Ce n’est pas un gros pourcentage. Mais, quoique, même si ce n’est pas un grand pourcentage d’échecs … cela devrait être quelque chose qui vient à l’esprit dans une articulation à problème où rien d’autre ne peut être trouvé. »

Patch cutané, test lymphocytaire

Une fois que d’autres diagnostics ont été écartés comme causes possibles, Lionberger a déclaré que les chirurgiens peuvent vouloir que les patients subissent un test d’hypersensibilité au métal, en particulier pour les femmes, qui ont naturellement un risque plus élevé d’être sensibles au métal et les patients qui déclarent avoir une allergie et une sensibilité au métal. Pour les patients qui doivent subir une opération de l’épaule, Gerald R. Williams Jr, MD, professeur de chirurgie de l’épaule et du coude au Kimmel Medical College, à l’université Thomas Jefferson et au Rothman Orthopaedic Institute, a déclaré qu’il fait passer un test d’hypersensibilité au métal à toute personne qui pense être allergique à ce métal. Il en va de même pour les patients qui ont des douleurs postopératoires inexpliquées avec un implant qui, par ailleurs, semble normal.

« Je ne le fais pas systématiquement, sauf si l’on me présente des antécédents importants d’allergies aux matériaux métalliques », a déclaré Douglas A. Dennis, MD, du Colorado Joint Replacement et professeur adjoint au département de bio-ingénierie de l’Université de Denver.

À l’heure actuelle, il existe deux tests principaux pour l’hypersensibilité au métal : un test de patch cutané et le test de transformation lymphocytaire (LTT). Simple à réaliser et largement disponible, le test cutané (SPT) peut être réalisé en cabinet par un dermatologue et permet d’évaluer un certain nombre d’agents offensifs potentiels. Il a été considéré comme l’étalon-or des tests d’allergie aux métaux, 83 % des membres de l’American Contact Dermatitis Society et de l’European Society of Contact Dermatitis interrogés ayant déclaré que le SPT était le test diagnostique de choix pour l’hypersensibilité aux métaux.

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En revanche, certains rapports de la littérature montrent que de nombreux chirurgiens orthopédiques ne voient aucune corrélation pertinente entre les réponses immunologiques dans et autour de l’interface os-implant et le SPT, et préfèrent utiliser le LTT. Un test sanguin qui met au défi les lymphocytes et les monocytes du sang périphérique avec une variété de métaux, y compris l’aluminium, le cobalt, le chrome, le molybdène, le nickel, le vanadium et le zirconium, le LTT est un test quantitatif qui élimine le facteur de confusion des cellules de Langerhans, qui sont spécifiques à la peau.

Mises en garde sur le test

Bien que les deux tests aient montré des résultats prometteurs dans le diagnostic de l’hypersensibilité aux métaux, des études publiées précédemment ont montré qu’ils ont également des inconvénients. Le SPT s’est avéré être subjectif et produire des faux positifs, a déclaré Lionberger à Orthopedics Today. On ignore également si une réaction cutanée à certains métaux se traduit par ce qui peut se produire à l’intérieur du corps.

Gerald R. Williams Jr, MD
Gerald R. Williams Jr.

« Beaucoup de tests positifs ont été réalisés à partir de tests de patchs cutanés et les cellules réactives présentes sur la peau humaine ne sont pas présentes dans l’environnement intra-articulaire du genou », a déclaré Dennis, qui est membre du comité de rédaction d’Orthopedics Today. « Vous pouvez réagir sur votre peau, mais vous ne pouvez pas réagir avec quelque chose qui se trouve à l’intérieur de votre genou. »

Bien qu’il soit plus objectif que le SPT, selon une étude de synthèse de Teo et ses collègues, le LTT n’est pas normalisé et n’est pas largement disponible pour une utilisation clinique. Il serait plus cher, les sources citant des coûts allant de 400 à 2 000 dollars, et n’est pas couvert par les assurances.

Le LTT n’est pas non plus validé. Par conséquent, les sources ont déclaré que les patients devraient être informés des mises en garde associées à ce test.

« Je dis au patient que ni le LTT ni le test épicutané ne sont cliniquement validés. De plus, il n’a pas été démontré que ces modalités de test permettent de prédire les résultats de la chirurgie. Même si le patient subit une intervention chirurgicale avec un implant soi-disant hypoallergénique, il n’y a aucune garantie qu’il n’aura pas une réaction d’hypersensibilité à son implant « , a déclaré Jacobs.

Alternatives aux implants métalliques

Selon Dennis, le nickel est le  » matériau métallique le plus couramment noté pour provoquer une réactivité.  » Cependant, on ne sait pas quelle quantité de nickel doit être présente dans un implant pour que les patients aient une réaction d’hypersensibilité au métal.

« Si nous examinons les composants fémoraux que nous posons, la plupart d’entre eux contiennent moins de 1% de nickel », a déclaré Dennis à Orthopedics Today. « Une chose que nous ne savons pas, c’est que pour réagir à quoi que ce soit, il faut que ce soit 10 % de nickel ? Si c’est 0,001 % de nickel, cela peut-il provoquer la même réaction ? « 

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Pour les patients identifiés comme étant sensibles au nickel avant la chirurgie, les chirurgiens peuvent contacter les fabricants d’implants pour voir s’ils ont un implant sans nickel, a déclaré Williams. Cependant, il a ajouté que peu d’entreprises ont une option d’implant sans nickel.

Dans les prothèses totales d’épaule, le titane est le substitut le plus courant du nickel, mais il a aussi des inconvénients, a-t-il dit.

« Le problème est que souvent la partie qui contient du nickel est la partie portante de l’articulation », a déclaré Williams à Orthopedics Today. « La raison pour laquelle nous ne fabriquons pas la surface d’appui en titane pour commencer est que le titane est un métal relativement mou. Ce n’est pas une bonne surface d’appui ; il présente de moins bonnes caractéristiques d’appui. »

Un matériau alternatif qui peut être utilisé dans les conceptions de remplacement de la hanche et du genou est l’Oxinium (Smith & Nephew) qui utilise de la zircone oxydée au lieu du nickel. Dennis a déclaré que l’Oxinium est sans nickel, mais selon Lionberger, le côté tibial d’un de ces composants de genou est un alliage de titane non revêtu avec des traces d’autres métaux sujets à l’ionisation des radicaux libres sur le liquide synovial.

« Il vous reste un peu de titane sur le côté tibial, ce qui réduit ou diminue l’exposition des sous-produits de l’usure, mais ne l’élimine pas », a déclaré Lionberger.

Lionberger a déclaré qu’Aesculap a développé une technologie de « surface avancée » composée d’un lingot de cobalt revêtu de céramique qui pourrait réduire le potentiel de libération d’ions métalliques. Malgré sa surface durable, Lionberger a déclaré que l’inconvénient de ce matériau est que le chrome cobalt utilisé conduit à une tige rigide que certains chirurgiens peuvent ne pas trouver attrayante.

David R. Lionberger, MD
David R. Lionberger, MD, a déclaré que le test cutané pour déterminer si un patient a une hypersensibilité au métal est non seulement subjectif, mais qu’il s’est avéré produire des faux positifs.

Source : Sarah Cornelius, PA-C

« La tige n’est pas faite de titane plus flexible, mais de chrome cobalt à la place. Vous devez donc conseiller à vos patients que, oui, nous réduirons votre charge allergique, mais que vous n’aimerez peut-être pas l’implant parce qu’il est trop rigide. Par conséquent, vous pouvez ressentir des douleurs au niveau de la tige en raison de l’inadéquation du module « , a-t-il déclaré.

La chirurgie de révision

Malgré un nombre limité d’études qui ont suggéré de bons résultats chez les patients qui subissent une chirurgie de révision pour une hypersensibilité aux métaux, Jacobs a noté que les tailles des échantillons utilisés sont petites, que les études sont non contrôlées et rétrospectives, et qu’elles manquent de confirmation histologique de la présence d’une allergie tissulaire.

« Les individus peuvent s’améliorer grâce à une chirurgie de révision pour une variété de raisons non liées à l’allergie au métal, comme la correction d’instabilités subtiles », a déclaré Jacobs.

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Bien que les patients souffrant d’une hypersensibilité aux métaux puissent bénéficier d’une chirurgie de révision, Jacobs a déclaré qu’il fallait y réfléchir à deux fois avant de pratiquer une chirurgie de révision pour une hypersensibilité aux métaux, car les résultats sont imprévisibles et il existe des risques réels de complications postopératoires, comme une infection de l’articulation prothétique.

« Je considère la chirurgie de révision pour un diagnostic présumé d’allergie aux métaux comme le dernier recours. Elle doit être entreprise après que toutes les autres options ont été épuisées et avec le patient pleinement informé que les résultats sont imprévisibles », a-t-il déclaré.

Les chirurgiens ont trois options lorsqu’il s’agit d’effectuer une chirurgie de révision sur des patients présentant une hypersensibilité aux métaux, selon Williams.

« L’une consiste à tout arracher sur une épaule parfaitement bien fixée, ce qui est une grosse affaire et peut causer beaucoup de problèmes », a-t-il déclaré. « Vous pouvez demander à la société de fabriquer un implant sans nickel de manière personnalisée ; ou vous pouvez demander à une société différente de fabriquer un implant personnalisé sans allergie . »

Lionberger a déclaré que les chirurgiens devraient dire à leurs patients que le taux de satisfaction ne sera pas de 100% et que ce ne sera pas une solution instantanée.

« Le chiffre sur les genoux totaux que… vous n’avez pas de raison d’aller voir ou de réviser sauf pour le fait qu’ils n’en sont pas satisfaits, ceux-là tournent autour de 60% », a déclaré Lionberger.

Leo A. Whiteside, MD
Leo A. Whiteside

Il poursuit : « Notre série de patients connus pour être sensibilisés au métal et qui n’ont pas d’autres symptômes, tels qu’une infection, un descellement ou une instabilité obtiennent un taux de réussite d’environ 80%, ce qui témoigne du fait que les allergies jouent bien un rôle dans les genoux ratés, même s’il est faible. »

Le LTT pourrait potentiellement être utilisé pour sélectionner un implant de révision qui ne comporte pas d’éléments d’alliage auxquels le patient est sensible, a déclaré Jacobs.

Si un chirurgien ne veut pas effectuer la chirurgie, Whiteside a dit qu’il connaîtra probablement un autre chirurgien qui pourrait prendre en charge le cas.

« Trouvez où vous pouvez obtenir les implants qui sont faits pour répondre à l’hypersensibilité au métal et apprenez à les utiliser si vous êtes prêt à faire ou à trouver quelqu’un qui les prendra et qui fait ce travail de référence, car c’est une entité », a déclaré Whiteside. « Je pense que vous devriez être au courant et avoir un plan. »

Prendre l’hypersensibilité au métal au sérieux

Malgré les controverses entourant l’hypersensibilité au métal, de la question de savoir si elle doit être testée à celle de savoir si elle existe même, Williams a souligné le fait que les chirurgiens orthopédiques doivent prendre le diagnostic au sérieux.

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« Tout est controversé à propos de . Mais, si vous regardez la littérature et si vous avez été impliqué dans le remplacement des articulations et avez été prêt à accepter ces patients et essayé de les traiter, vous devez arriver à la réalisation que c’est une entité réelle « , a déclaré Whiteside. « C’est extrêmement important pour certains patients et nous avons définitivement besoin de quelque chose que nous pouvons leur offrir. »

En raison du manque d’essais contrôlés randomisés multicentriques qui valident les différentes méthodes de test, les sources ont déclaré à Orthopedics Today qu’elles ne recommanderaient pas l’utilisation systématique des tests d’hypersensibilité au métal.

« Les études qui ont montré ne montrent aucune différence dans les résultats des patients qui sont sensibles au métal par rapport à ceux qui ne le sont pas lorsque vous mettez ce métal avec leur genou total », a déclaré Whiteside.

Williams soutient que les chirurgiens orthopédistes devraient systématiquement demander aux patients s’ils sont allergiques aux métaux, s’il y a des types de bijoux qu’ils ne peuvent pas porter et s’ils ont d’autres remplacements articulaires avec lesquels ils ont des problèmes.

« S’ils ont eu une prothèse de hanche ou de genou et que celle-ci est parfaite, qu’ils n’ont aucun problème avec elle, c’est exactement le même métal, donc la probabilité qu’ils aient une réaction d’hypersensibilité au métal avec une hanche et un genou fonctionnant parfaitement est proche de zéro », a déclaré Williams.

Selon Dennis, des recherches sont nécessaires pour comprendre pleinement comment l’hypersensibilité au métal affecte les patients.

« Il y a plus de choses que nous ne savons pas sur l’hypersensibilité des implants que nous en savons, à mon avis », a déclaré Dennis. « Je pense que nous disposons probablement de tests inadéquats pour vraiment discerner si cela existe et quelle est la véritable incidence. » – par Casey Tingle

Note de la rédaction

Cette histoire de couverture est la deuxième d’une série en deux parties qui se concentre sur l’optimisation des patients pour la chirurgie orthopédique en préopératoire afin d’atténuer les complications, les mauvais résultats et éventuellement éviter la nécessité d’une chirurgie de révision. Dans la Cover Story de décembre 2018 d’Orthopedics Today, les sources ont abordé la cogestion de facteurs liés aux patients tels que l’obésité et les taux d’albumine, de testostérone et de vitamine D. Cliquez ici pour lire la première partie de la série.

  • Technologie de surface avancée. Disponible à l’adresse suivante : www.aesculapimplantsystems.com/products/orthopaedics/knee-arthroplasty/advanced-surface-technology. Consulté le 6 décembre 2018.
  • Caicedo M. Hypersensibilité métallique aux matériaux des implants de l’ATM. Disponible à l’adresse : www.center4research.org/metal-hypersensitivity-tmj-implant-materials/. Consulté le 10 déc. 2018.
  • Eftekhary N, et al. JBJS Rev. 2018;doi:10.2106/JBJS.RVW.17.00169.
  • Oxinium. Disponible à l’adresse suivante : www.smith-nephew.com/key-products/orthopaedic-reconstr-uction/oxinium-oxidized-zirconium. Consulté le 6 décembre 2018.
  • Teo WZW, et al. Dermatol Ther (Heidelb). 2017;doi:10.1007/s13555-016-0162-1.
  • Pour plus d’informations :
  • Douglas A. Dennis, MD, peut être joint au 2535 S. Downing St., Suite 100, Denver, CO 80210 ; courriel : [email protected].
  • Joshua J. Jacobs, MD, peut être joint au 1611 W. Harrison St, Suite 201, Chicago, IL 60612 ; courriel : [email protected].
  • David R. Lionberger, MD, peut être joint au 6560 Fannin St. #1016, Houston, TX 77030 ; courriel : [email protected].
  • Leo A. Whiteside, MD, peut être joint au 1000 Des Peres Road, St. Louis, MO 63131 ; courriel : [email protected].
  • Gerald R. Williams Jr, MD, peut être joint au 925 Chestnut St., 5th Fl., Philadelphie, PA 19107 ; courriel : [email protected].

Disclosions : Jacobs rapporte qu’il a des stock-options dans Implant Protections et Hyalex ; et son laboratoire reçoit des fonds de recherche de Zimmer Biomet, Medtronic et Nuvasive. 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 POINTCOUNTER, « Should metal hypersensitivity skin-patch testing be included in the usual preoperative total joint arthroplasty work-up? »

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