Metal allergy: A clinical conundrum

Issue: January 2019

BMI、ビタミンDレベル、糖尿病などの修正可能な患者因子は、感染やその他の術後合併症のリスクを減らすために術前に最適化することが可能です。

術前の医療最適化で論争の的になっている分野の1つが、金属過敏症です。これは、患者が敏感またはアレルギーである種類の金属を含む整形外科インプラントを受け取ったときに起こると考えられる、遅延免疫反応です。 文献によると、一般人口の約10％がニッケル、コバルト、クロ ム、モリブデンに対して金属過敏症であることが判明してい る、とセントルイスのセントルークス・デスペレス病院の整形外科医、Leo A. Whiteside医学博士は、 Orthopedics Todayに語っている。

金属過敏症の診断

金属過敏症の診断は、「金属インプラントに対するアレルギー反応の症状と一般的に考えられてきたものには、あまり特異性がないため」、難しいかもしれないと、ウィリアム A. ハークとスザンヌ G. ジョシュア J. ジェイコブス MD は述べています。

Joshua J. Jacobs, MDig/caption Jacobs, MDは、金属過敏症に対する再手術を行う前によく考えるようにと述べています。なぜなら、その結果は予測不可能であり、人工関節周囲感染などの術後合併症のリスクがあるからです。

出典: Susan M. Rapp, Orthopedics Today

Journal of Bone and Joint Surgeryに掲載されたレビューで、Nima Eftekhary, MDらは、外科医は金属に対する皮膚アレルギー症状（腕時計やその他の金属含有アクセサリーに触れた後のかゆみや湿疹性皮膚炎など）に注意すべきと指摘しています。

「古い文献では、金属インプラントに対する過敏反応の古典的な症状は、金属デバイスの埋め込み後に発生する発疹です」と Jacobs 氏は述べています。

患者は、痛み、腫れ、硬直、滑膜炎または浸出液などの関節そのものに関する症状も提示することがあります。 Eftekhary 氏らによると、これらの症状はさまざまな病理学的状態に関連している可能性があるため、対処がより困難であり、その結果、金属過敏症は除外診断となります。

金属アレルギーは、一般に細胞媒介性の遅延型 4 過敏性反応です。

整形外科インプラントで最も一般的なアレルゲンであるニッケルは、金属合金に含まれており、積極的な摩耗や摩擦腐食がある場合にのみ、十分な量を生体内で利用することができます」と、Jacobs 氏は Orthopedics Today に語りました。 「さらに、関節置換術で一般的に使用されるコバルト合金製インプラントには、ニッケルは1％未満であるため、たとえば膝関節全置換術の場合、ニッケルアレルギーは起こりにくい現象です」

David R. Lionberger, MD, orthopedic surgeon and assistant professor at Texas A&M University, said for patients to have a metal hypersensitive reaction to an implant, there needs to be a long enough time frame “where it makes logical sense that viceproducts of wear-stimulated occur.”

“We would not assume a person who have a swelling, hot knee out 1 months to be caused from an allergic reaction”, Lionberger said said said.

関節置換術後に持続的な痛みを持つ患者を評価する場合、外科医は金属過敏症の診断を検討する前に、まずゆるみ、感染、不安定性、コンポーネントのマローテーション、関節外の痛みの原因（例：腰椎神経症）および慢性局所疼痛症候群を除外すべきだと、Jacobs氏は述べました。

「何かおかしいという最初の理由で金属感受性にジャンプしないことは確かでしょう」と Lionberger は言います。 「ということです。 と、Lionberger氏は言います。「それは大きな割合ではありません。 しかし、たとえそれが失敗の大きな割合ではないとしても、……他の何も見つからない問題関節で思い浮かぶものであるべきです」

皮膚パッチ、リンパ球テスト

考えられる原因として他の診断を除外した後、外科医は患者に金属過敏症テストを受けるよう望むかもしれないと Lionberger 氏は語りました。 肩の手術を受ける患者の場合、トーマス・ジェファーソン大学キンメル医科大学、ロスマン整形外科研究所のジョン・M・フェンリン（MD）肩肘外科教授は、金属アレルギーがあるかもしれないと思う人には金属過敏性テストを受けさせるという。

「金属材料に対するアレルギーの強い病歴がない限り、私は日常的には存在しない」と、コロラド州関節置換術とデンバー大学生体工学科の非常勤教授、ダグラス A. デニス (MD) は言いました。

現在、金属過敏症の検査には主に2つあります：皮膚パッチテストとリンパ球変化テスト（LTT）です。 皮膚パッチテスト（SPT）は、皮膚科医が診察室で実施することができ、実施が簡単で広く利用されているため、多くの潜在的な原因物質を評価することができます。 これは、金属アレルギー検査のゴールド スタンダードと考えられており、調査を受けた米国接触皮膚炎学会および欧州接触皮膚炎学会の会員の 83% が、金属過敏症の診断検査として SPT を選択したと報告しています。 アルミニウム、コバルト、クロム、モリブデン、ニッケル、バナジウム、ジルコニウムなどのさまざまな金属で末梢血リンパ球と単球をチャレンジする血液検査である LTT は、皮膚に特有のランゲルハンス細胞という混乱要因を排除した定量検査です。

検査の注意点

両方の検査が金属過敏症の診断で有望な結果を示しているものの、以前に発表した研究では、それらにも短所があることが示されています。 SPT は主観的であり、偽陽性をもたらすことが判明していると、Lionberger 氏は Orthopedics Today に述べています。

「陽性試験の多くは皮膚パッチテストによるもので、人間の皮膚上に存在する反応性細胞は、膝の関節内環境に存在しない」と、整形外科今日の編集委員会メンバーを務めるDennisは述べています。 「皮膚では反応しても、膝の中にあるものでは反応しないかもしれません」

SPTよりも客観的ですが、Teo氏らによるレビュー研究によると、LTTは標準化されておらず、広く臨床使用されているわけでもないそうです。 情報筋によると、LTTはより高価で、400ドルから2,000ドルの費用がかかると報告されており、保険適用外です。

「私は患者に、LTTもパッチテストも臨床的に検証されていないことを伝えています。 さらに、これらの検査方法は、手術の結果を予測することは示されていません。

金属インプラントの代替

デニスによると、ニッケルは「反応性を引き起こす最も一般的に指摘されている金属材料」です。

「私たちが入れている大腿骨コンポーネントを見てみると、そのほとんどはニッケルが1%未満です」と、Dennis氏はOrthopedics Todayに語っています。 「私たちが知らないことの1つは、何かに反応するためには、10%のニッケルが必要なのか、ということです。 0.001% のニッケルであれば、同じ反応を引き起こすことができるのでしょうか?

手術前にニッケルに対して敏感であることが判明した患者については、外科医はインプラント メーカーに連絡を取って、ニッケルを含まないインプラントを用意しているかどうかを確認できると、ウィリアムズは述べています。

人工肩関節全置換術では、ニッケルの代わりにチタンが最も一般的ですが、これにも欠点があると同氏は述べました。

「問題は、ニッケルを含む部分が関節のベアリング部分であることが多いことです。

人工股関節および人工膝関節の設計に使用できる代替材料は、ニッケルの代わりに酸化ジルコニアを使用した Oxinium (Smith & Nephew 社) です。 DennisはOxiniumはニッケルフリーだと言いましたが、Lionbergerによると、これらの膝関節部品のうち脛骨側はノンコートのチタン合金で、滑液上でフリーラジカルをイオン化しやすい他の金属が微量に含まれているとのことです。

「脛骨側にチタンが残っているため、摩耗による副産物の露出を減らすか少なくすることはできますが、それをなくすことはできません」と、Lionberger 氏は語ります。

Aesculap は、セラミックでコーティングしたコバルト インゴットからなる「高度表面」技術を開発し、金属イオン放出の可能性を減らすことができると、Lionberger 氏は述べています。 耐久性のある表面にもかかわらず、Lionberger は、この材料の欠点は、使用されているコバルトクロムによって、一部の外科医が魅力を感じないような硬いステムになることだと言いました。

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「ステムはより柔軟なチタンではなく、コバルトクロムで作られています。 ですから、患者さんには、「確かにアレルギー負荷は軽減されますが、あまりに硬いので、インプラントが気に入らないかもしれませんよ」とカウンセリングしなければなりません。

再手術

金属過敏症のために再手術を受けた患者の転帰が良好であることを示唆する研究は限られていますが、Jacobs 氏は、使用したサンプル数が少ない、研究が非対照で回顧的、組織アレルギーが存在するという組織的確認が欠けていると指摘しました。

「微妙な不安定性の修正など、金属アレルギーとは無関係のさまざまな理由で、再手術を受けると良くなることがあります」と、Jacobs氏は述べました。

金属過敏症の患者は再手術から恩恵を受けるかもしれませんが、Jacobs氏は、結果は予測不可能であり、人工関節感染などの術後合併症のリスクが実際にあるため、金属過敏症の再手術を行う前によく考えるべきだと述べています。

外科医は、金属過敏症の患者に対して再手術を行う場合、3つの選択肢があります。

「1つは、完全に固定された肩からすべてを引き抜くことですが、これは大きな問題で、多くの問題を引き起こすことがあります」と彼は言います。 「

Lionberger氏は、外科医は患者に、満足度は100％ではなく、すぐに治るわけではないことを伝えるべきであると述べています。

「満足しないという事実以外に、手術や再手術の理由がない膝の総数は、約 60% です」と、Lionberger 氏は言います。 Whiteside, MD