Metal allergy: A clinical conundrum

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

Issue: January 2019

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I fattori modificabili del paziente, come il BMI, i livelli di vitamina D e il diabete, possono essere ottimizzati preoperatoriamente per ridurre il rischio di infezioni e altre complicazioni postoperatorie. Tuttavia, a volte i fattori di rischio del paziente – e come modificarli – non sono così chiari.

Un’area di controversia nell’ottimizzazione medica preoperatoria è l’ipersensibilità al metallo, una risposta immunitaria ritardata che si pensa si verifichi quando un paziente riceve un impianto ortopedico che contiene un tipo di metallo a cui è sensibile o allergico. Nei rapporti della letteratura, circa il 10% della popolazione generale sono stati trovati per avere ipersensibilità al metallo al nichel, cobalto, cromo o molibdeno, Leo A. Whiteside, MD, chirurgo ortopedico al St. Luke’s Des Peres Hospital di St. Louis, ha detto Orthopedics Today. Dopo la sostituzione totale del ginocchio, ha notato l’incidenza di ipersensibilità al metallo aumenta al 16% al 20%.

Diagnosi di ipersensibilità al metallo

Diagnosi di ipersensibilità al metallo può essere difficile “perché non c’è molta specificità a ciò che è stato generalmente considerato sintomi di una risposta allergica a un impianto di metallo,” secondo Joshua J. Jacobs, MD, William A. Hark e Susanne G. Swift e presidente del dipartimento di chirurgia ortopedica al Rush University Medical Center di Chicago.

Fonte: Susan M. Rapp, Orthopedics Today

In una revisione pubblicata sul Journal of Bone and Joint Surgery, Nima Eftekhary, MD, e colleghi hanno notato che i chirurghi dovrebbero essere consapevoli dei sintomi cutanei allergici al metallo, che possono includere prurito e dermatite eczematosa dopo il contatto con un orologio da polso o altri gioielli contenenti metallo.

“Nella vecchia letteratura, la classica manifestazione di una risposta di ipersensibilità a un impianto metallico è un’eruzione cutanea che si verifica dopo l’impianto del dispositivo metallico”, ha detto Jacobs.

I pazienti possono anche presentare sintomi relativi alla stessa articolazione, come dolore, gonfiore, rigidità e sinovite o un versamento. Questi sintomi possono essere più difficili da affrontare in quanto possono essere legati a una varietà di condizioni patologiche, secondo Eftekhary e colleghi, che si traducono in ipersensibilità al metallo essendo una diagnosi di esclusione.

L’allergia al metallo è tipicamente una reazione di ipersensibilità ritardata di tipo 4 mediata dalle cellule. Questo può avvenire solo se gli ioni metallici, che agiscono come apteni, sono sufficientemente biodisponibili per interagire con il sistema immunitario del paziente, ha detto Jacobs.

“Il nichel, che è l’allergene più comune negli impianti ortopedici, è legato nella lega metallica e sarebbe biodisponibile in quantità sufficiente solo se c’è un processo aggressivo di usura o tribocorrosione”, ha detto Jacobs a Orthopedics Today. “Inoltre, c’è meno dell’1% di nichel negli impianti in lega di cobalto comunemente usati nella sostituzione delle articolazioni, rendendo l’allergia al nichel un fenomeno improbabile nell’impostazione della sostituzione totale del ginocchio, per esempio.”

David R. Lionberger, MD, chirurgo ortopedico e assistente professore alla Texas A&M University, ha detto che per i pazienti di avere una reazione di ipersensibilità al metallo per un impianto, ci deve essere un lasso di tempo abbastanza lungo “dove ha senso logico che i sottoprodotti di usura-stimolati si verificano.”

“Non assumeremmo una persona che ha un ginocchio gonfio e caldo 1 mese fuori per essere causato da una reazione allergica,” Lionberger detto.

Quando si valutano i pazienti con dolore persistente dopo la sostituzione dell’articolazione, Jacobs ha detto che i chirurghi dovrebbero prima escludere la mobilizzazione, l’infezione, l’instabilità, la malrotazione dei componenti, le fonti extra-articolari di dolore (ad esempio, radicolopatia lombare) e la sindrome del dolore regionale cronico prima di considerare la diagnosi di sensibilità al metallo.

“Sicuramente non si salta alla sensibilità al metallo come prima ragione per cui c’è qualcosa che non va”, ha detto Lionberger. “Penso che è lì che si ottiene un marchio nero. Non è una grande percentuale là fuori. Ma, anche se non è una grande percentuale dei fallimenti … dovrebbe essere qualcosa che viene in mente in un problema articolare dove nient’altro può essere trovato.”

Patch cutaneo, test dei linfociti

Una volta che altre diagnosi sono state escluse come possibili cause, Lionberger ha detto che i chirurghi potrebbero voler sottoporre i pazienti a test di ipersensibilità al metallo, soprattutto per le donne, che naturalmente hanno un rischio maggiore di essere sensibili al metallo e pazienti che riferiscono di avere allergia e sensibilità al metallo. Per i pazienti sottoposti a chirurgia della spalla, Gerald R. Williams Jr, MD, il John M. Fenlin, MD, professore di chirurgia della spalla e del gomito presso il Kimmel Medical College, Thomas Jefferson University e Rothman Orthopaedic Institute, ha detto che ha chiunque pensa che possono essere allergici al metallo sottoposti a test di ipersensibilità al metallo. Lo stesso vale per i pazienti che hanno inspiegabile dolore postoperatorio con un impianto che altrimenti sembra normale.

“Non sono di routine a meno che presentano a me con una forte storia di allergie ai materiali metallici,” Douglas A. Dennis, MD, di Colorado Joint Replacement e professore aggiunto nel dipartimento di bioingegneria presso l’Università di Denver, ha detto.

Attualmente, ci sono due test principali per ipersensibilità al metallo: un test di pelle-patch e il test di trasformazione dei linfociti (LTT). Semplice da eseguire e ampiamente disponibile, lo skin-patch test (SPT) può essere eseguito in ufficio da un dermatologo e permette di valutare un certo numero di potenziali agenti offensivi. È stato considerato il gold standard dei test di allergia ai metalli con l’83% dei membri dell’American Contact Dermatitis Society e della European Society of Contact Dermatitis che sono stati intervistati riportando SPT come test diagnostico di scelta per l’ipersensibilità ai metalli.

Al contrario, ci sono rapporti in letteratura che mostrano molti chirurghi ortopedici non vedono alcuna correlazione rilevante tra risposte immunologiche in e intorno all’interfaccia osso-impianto e SPT, e preferiscono invece utilizzare il LTT. Un esame del sangue che sfida i linfociti e i monociti del sangue periferico con una varietà di metalli, tra cui alluminio, cobalto, cromo, molibdeno, nichel, vanadio e zirconio, il LTT è un test quantitativo che elimina il confondente delle cellule di Langerhans, che sono specifiche della pelle.

Avvertenze del test

Anche se entrambi i test hanno mostrato risultati promettenti nella diagnosi di ipersensibilità ai metalli, gli studi precedentemente pubblicati hanno dimostrato che hanno anche svantaggi. Il SPT è stato trovato per essere soggettivo e produrre falsi positivi, Lionberger ha detto Orthopedics Today. È anche sconosciuto se una reazione della pelle a certi metalli si traduce a ciò che può verificarsi all’interno del corpo.

“Molti dei test positivi sono stati ottenuti con test cutanei e le cellule reattive presenti sulla pelle umana non sono presenti nell’ambiente intra-articolare del ginocchio”, ha detto Dennis, che è un membro del comitato editoriale di Orthopedics Today. “Si può reagire sulla pelle, ma non si può reagire con qualcosa che si trova all’interno del ginocchio.”

Anche se è più oggettiva della SPT, secondo uno studio di revisione di Teo e colleghi, la LTT non è standardizzata né è ampiamente disponibile per l’uso clinico. È riferito che è più costoso, con fonti che citano i costi per esso che varia da $ 400 a $ 2.000, e non è coperto da assicurazione.

La LTT non è anche convalidata. Pertanto, le fonti hanno detto che i pazienti dovrebbero essere informati dei caveat associati al test.

“Dico al paziente che né il LTT né il patch test sono clinicamente convalidati. Inoltre, queste modalità di test non hanno dimostrato di essere predittive dei risultati chirurgici. Anche se il paziente si sottopone a un intervento chirurgico con un impianto cosiddetto ipoallergenico, non c’è alcuna garanzia che non sperimenterà una risposta di ipersensibilità al suo impianto”, ha detto Jacobs.

Alternative di impianto in metallo

Secondo Dennis, il nichel è il “materiale metallico più comunemente notato per causare reattività”. Tuttavia, non si sa quanto nichel deve esserci in un impianto perché i pazienti abbiano una reazione di ipersensibilità al metallo.

“Se guardiamo i componenti femorali che inseriamo, la maggior parte di loro ha meno dell’1% di nichel”, ha detto Dennis a Orthopedics Today. “Una cosa che non sappiamo è, per reagire a qualcosa, deve essere il 10% di nichel? Se è lo 0,001% di nichel, può causare la stessa reazione?”

Per i pazienti identificati come sensibili al nichel prima della chirurgia, i chirurghi possono contattare i produttori di impianti per vedere se hanno un impianto senza nichel, ha detto Williams. Tuttavia, ha aggiunto che non molte aziende hanno un’opzione di impianto senza nichel.

Nelle protesi di sostituzione totale della spalla, il titanio è il sostituto più comune per il nichel, ma anch’esso ha dei lati negativi, ha detto.

“Il problema è che spesso la parte che contiene nichel è la parte portante del giunto”, ha detto Williams a Orthopedics Today. “La ragione per cui non facciamo la superficie di supporto in titanio per cominciare è che il titanio è un metallo relativamente morbido. Non è una buona superficie d’appoggio; ha caratteristiche peggiori.”

Un materiale alternativo che può essere utilizzato nei progetti di sostituzione dell’anca e del ginocchio è Oxinium (Smith & Nephew) che utilizza zirconia ossidata invece di nichel. Dennis ha detto che Oxinium è privo di nichel, ma secondo Lionberger, il lato tibiale di uno di questi componenti del ginocchio è una lega di titanio non rivestita con tracce di altri metalli inclini alla ionizzazione dei radicali liberi sul liquido sinoviale.

“Si rimane con un po’ di titanio sul lato tibiale, che riduce o diminuisce l’esposizione dei sottoprodotti dell’usura, ma non la elimina”, ha detto Lionberger.

Lionberger ha detto che Aesculap ha sviluppato una tecnologia di “superficie avanzata” fatta di lingotto di cobalto rivestito di ceramica che può ridurre il potenziale di rilascio di ioni metallici. Nonostante la sua superficie resistente, Lionberger ha detto che il lato negativo del materiale è che il cromo cobalto utilizzato porta ad uno stelo rigido che alcuni chirurghi potrebbero non trovare attraente.

Fonte: Sarah Cornelius, PA-C

“Lo stelo non è fatto di titanio più flessibile, ma di cromo cobalto. Quindi, dovete consigliare ai vostri pazienti che, sì, ridurremo il vostro carico allergico, ma potrebbe non piacervi l’impianto perché è così rigido. Come risultato, si può sperimentare il dolore allo stelo dal disadattamento del modulo”, ha detto.

Chirurgia di revisione

Nonostante un numero limitato di studi che hanno suggerito buoni risultati nei pazienti che si sottopongono a chirurgia di revisione per ipersensibilità al metallo, Jacobs ha notato che le dimensioni del campione utilizzato sono piccole, gli studi non sono controllati e retrospettivi, e non hanno la conferma istologica che c’era un’allergia del tessuto presente.

“Gli individui possono migliorare dalla chirurgia di revisione per una varietà di ragioni non correlate all’allergia al metallo, come la correzione di instabilità sottili”, ha detto Jacobs.

Anche se i pazienti con ipersensibilità al metallo possono beneficiare della chirurgia di revisione, Jacobs ha detto di pensarci due volte prima di eseguire la chirurgia di revisione per l’ipersensibilità al metallo perché i risultati sono imprevedibili e ci sono rischi reali di complicazioni postoperatorie, come l’infezione dell’articolazione protesica.

“Considero la chirurgia di revisione per una diagnosi presunta di allergia al metallo come ultima risorsa. Deve essere intrapresa dopo che ogni altra opzione è stata esaurita e con il paziente pienamente informato che i risultati sono imprevedibili”, ha detto.

I chirurghi hanno tre opzioni quando si tratta di eseguire la chirurgia di revisione su pazienti con ipersensibilità al metallo, secondo Williams.

“Uno è quello di strappare tutto su una spalla perfettamente ben fissata, che è un grosso problema e può causare un sacco di problemi”, ha detto. “Si può chiedere all’azienda di fare un impianto senza nichel in modo personalizzato; oppure si può chiedere a un’altra azienda di fare un impianto personalizzato senza allergie.”

Lionberger ha detto che i chirurghi dovrebbero dire ai loro pazienti che il tasso di soddisfazione non sarà del 100% e che non sarà una soluzione istantanea.

“La cifra sulle ginocchia totali che … non si ha un motivo per entrare o rivedere se non per il fatto che non sono soddisfatti, sono circa il 60%”, ha detto Lionberger.

Ha continuato, “La nostra serie di pazienti noti per essere sensibilizzati al metallo che non hanno altri sintomi, come infezioni, mobilizzazioni o instabilità ottiene circa un tasso di successo dell’80%, che parla del fatto che le allergie hanno un ruolo nelle ginocchia fallite, anche se piccolo.”

L’LTT potrebbe potenzialmente essere usato per selezionare un impianto di revisione che non ha elementi di lega a cui il paziente è sensibile, ha detto Jacobs.

Se un chirurgo non è disposto a eseguire l’intervento, Whiteside ha detto che lui o lei probabilmente conoscerà un altro chirurgo che può prendere il caso.

“Scopri dove è possibile ottenere gli impianti che sono fatti per affrontare l’ipersensibilità al metallo e imparare ad usarli se si è disposti a fare o trovare qualcuno che li prenderà e sta facendo questo lavoro di riferimento, perché è un’entità,” Whiteside ha detto. “

Prendere sul serio l’ipersensibilità ai metalli

Nonostante le controversie che circondano l’ipersensibilità ai metalli, dal fatto che dovrebbe essere testato per se esiste anche, Williams ha sottolineato il fatto che i chirurghi ortopedici devono prendere la diagnosi sul serio.

“Tutto è controverso su . Ma, se si guarda alla letteratura e se si è stati coinvolti nella sostituzione delle articolazioni e si è stati disposti ad accettare questi pazienti e si è cercato di trattarli, si deve arrivare alla realizzazione che questa è un’entità reale”, ha detto Whiteside. “È estremamente importante per alcuni pazienti e abbiamo sicuramente bisogno di qualcosa che possiamo offrire loro.”

A causa della mancanza di studi randomizzati controllati multicentrici che convalidano i diversi metodi di test, le fonti hanno detto a Orthopedics Today che non raccomandano l’uso di routine del test di ipersensibilità al metallo.

“Gli studi che hanno non mostrano alcuna differenza nei risultati dei pazienti che sono sensibili al metallo rispetto a quelli che non lo sono quando si inserisce il metallo con il loro ginocchio totale”, ha detto Whiteside.

Williams sostiene che i chirurghi ortopedici dovrebbero chiedere di routine ai pazienti le allergie ai metalli, compreso se sono allergici ai metalli, se ci sono tipi di gioielli che non possono indossare e se hanno altre sostituzioni articolari con cui hanno problemi.

“Se hanno avuto una sostituzione dell’anca o del ginocchio ed è perfetta, non hanno alcun problema, è esattamente lo stesso metallo, quindi la probabilità che abbiano una reazione di ipersensibilità al metallo con un’anca e un ginocchio perfettamente funzionanti è vicina allo zero”, ha detto Williams.

Secondo Dennis, la ricerca è necessaria per comprendere appieno come l’ipersensibilità al metallo colpisce i pazienti.

“C’è più quello che non sappiamo sull’ipersensibilità agli impianti che quello che sappiamo, a mio parere”, ha detto Dennis. “Penso che probabilmente abbiamo test inadeguati per discernere veramente se esiste e qual è la vera incidenza”. – di Casey Tingle

Nota dell’editore

Questa Cover Story è la seconda di una serie in due parti che si concentra sull’ottimizzazione dei pazienti per la chirurgia ortopedica preoperatoria per mitigare le complicazioni, gli esiti scadenti e possibilmente evitare la necessità di un intervento di revisione. Nella Cover Story di dicembre 2018 di Orthopedics Today, le fonti hanno discusso la co-gestione di fattori del paziente come l’obesità e i livelli di albumina, testosterone e vitamina D. Clicca qui per leggere la prima parte della serie.

• Tecnologia di superficie avanzata. Disponibile all’indirizzo: www.aesculapimplantsystems.com/products/orthopaedics/knee-arthroplasty/advanced-surface-technology. Accessed Dec. 6, 2018.
• Caicedo M. Metal hypersensitivity to TMJ implant materials. Disponibile all’indirizzo: 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. Disponibile su: 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.

• Per ulteriori informazioni:
• Douglas A. Dennis, MD, può essere raggiunto a 2535 S. Downing St., Suite 100, Denver, CO 80210; email: [email protected].
• Joshua J. Jacobs, MD, può essere raggiunto a 1611 W. Harrison St, Suite 201, Chicago, IL 60612; email: [email protected].
• David R. Lionberger, MD, può essere raggiunto al 6560 Fannin St. #1016, Houston, TX 77030; email: [email protected].
• Leo A. Whiteside, MD, può essere raggiunto al 1000 Des Peres Road, St, MD, può essere raggiunto a 925 Chestnut St., 5th Fl., Philadelphia, PA 19107; email: [email protected].

Disclosures: Jacobs riferisce di avere opzioni su azioni di Implant Protections e Hyalex; e il suo laboratorio riceve finanziamenti per la ricerca da Zimmer Biomet, Medtronic e 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 , “Should metal hypersensitivity skin-patch testing be included in the usual preoperative total joint arthroplasty work-up?”