Metal allergy: A clinical conundrum

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.
Click Here to Manage Email Alerts
Back to Healio

Nie byliśmy w stanie przetworzyć Twojego żądania. Prosimy spróbować ponownie później. Jeśli nadal masz ten problem, prosimy o kontakt z [email protected].
Back to Healio

Modyfikowalne czynniki pacjenta, takie jak BMI, poziom witaminy D i cukrzyca, mogą być zoptymalizowane przedoperacyjnie w celu zmniejszenia ryzyka infekcji i innych powikłań pooperacyjnych. Jednak czasami czynniki ryzyka związane z pacjentem – i sposoby ich modyfikacji – nie są tak jednoznaczne.

Jednym z obszarów kontrowersji w przedoperacyjnej optymalizacji medycznej jest nadwrażliwość na metale, opóźniona reakcja immunologiczna występująca, gdy pacjent otrzymuje implant ortopedyczny zawierający rodzaj metalu, na który jest wrażliwy lub uczulony. Leo A. Whiteside, chirurg ortopeda ze szpitala St. Luke’s Des Peres w St. Louis, powiedział w wywiadzie dla Orthopedics Today, że około 10% populacji ogólnej wykazuje nadwrażliwość na nikiel, kobalt, chrom lub molibden. Po całkowitej wymianie stawu kolanowego, zauważył, że częstość występowania nadwrażliwości na metal wzrasta do 16% do 20%.

Diagnostyka nadwrażliwości na metal

Diagnostyka nadwrażliwości na metal może stanowić wyzwanie, „ponieważ nie ma zbyt dużej specyficzności tego, co zostało ogólnie uznane za objawy reakcji alergicznej na metalowy implant,” według Joshua J. Jacobs, MD, William A. Hark i Susanne G. Swift profesor i przewodniczący wydziału chirurgii ortopedycznej w Rush University Medical Center w Chicago.

Źródło: Susan M. Rapp, Orthopedics Today

W przeglądzie opublikowanym w Journal of Bone and Joint Surgery, Nima Eftekhary, MD, i współpracownicy zauważyli, że chirurdzy powinni być świadomi skórnych objawów alergii na metal, które mogą obejmować swędzenie i wypryskowe zapalenie skóry po kontakcie z zegarkiem na rękę lub inną biżuterią zawierającą metal.

„W starszej literaturze klasycznym objawem reakcji nadwrażliwości na metalowy implant jest wysypka, która pojawia się po wszczepieniu metalowego urządzenia” – powiedział Jacobs.

Pacjenci mogą również zgłaszać się z objawami związanymi z samym stawem, takimi jak ból, obrzęk, sztywność i zapalenie błony maziowej lub wysięk. Według Eftekhary’ego i współpracowników, objawy te mogą być trudniejsze do leczenia, ponieważ mogą być związane z różnymi stanami patologicznymi, co powoduje, że nadwrażliwość na metale jest diagnozą wykluczającą.

Alergia na metale jest zwykle reakcją nadwrażliwości typu 4 opóźnionej, indukowaną przez komórki. To może wystąpić tylko wtedy, gdy jony metali, które działają jako hapteny, są wystarczająco biodostępne, aby oddziaływać z układem odpornościowym pacjenta, Jacobs powiedział.

„Nikiel, który jest najczęstszym alergenem w implantach ortopedycznych, jest związany w stopie metalu i byłby biodostępny w wystarczających ilościach tylko wtedy, gdy jest agresywny proces zużycia lub tribocorrosion,” Jacobs powiedział Orthopedics Today. „Ponadto, istnieje mniej niż 1% niklu w implantach ze stopów kobaltowych powszechnie stosowanych w wymianie stawów, dzięki czemu alergia na nikiel jest mało prawdopodobnym zjawiskiem w ustawieniu całkowitej wymiany stawu kolanowego, na przykład.”

David R. Lionberger, MD, chirurg ortopeda i adiunkt w Texas A&M University, powiedział, że dla pacjentów, aby mieć reakcję nadwrażliwości na metal na implant, musi być wystarczająco długie ramy czasowe, „gdzie to ma logiczny sens, że produkty uboczne zużycia stymulowane wystąpić.”

„Nie zakładamy, że osoba, która ma spuchnięte, gorące kolano 1 miesiąc na zewnątrz być spowodowane z reakcji alergicznej,” Lionberger powiedział.

Podczas oceny pacjentów z uporczywym bólem po wymianie stawu, Jacobs powiedział, że chirurdzy powinni najpierw wykluczyć obluzowanie, infekcję, niestabilność, malrotację komponentów, pozastawowe źródła bólu (np. radikulopatię lędźwiową) oraz przewlekły zespół bólu regionalnego przed rozważeniem diagnozy wrażliwości na metal.

„Na pewno nie skaczemy do wrażliwości na metal jako pierwszego powodu, że coś jest nie tak,” powiedział Lionberger. „Myślę, że to jest, gdzie to dostaje czarny znak. To nie jest duży procent tam. Ale mimo to, nawet jeśli nie jest to duży odsetek niepowodzeń… powinno to być coś, co przychodzi na myśl w problematycznym stawie, w którym nie można znaleźć nic innego.”

Płatek na skórę, testowanie limfocytów

Po wykluczeniu innych diagnoz jako możliwych przyczyn, Lionberger powiedział, że chirurdzy mogą chcieć, aby pacjenci poddali się testom na nadwrażliwość na metal, szczególnie w przypadku kobiet, u których naturalnie istnieje większe ryzyko bycia wrażliwym na metal oraz pacjentów, którzy zgłaszają występowanie alergii i uczuleń na metal. Dla pacjentów poddawanych operacji barku, Gerald R. Williams Jr, MD, the John M. Fenlin, MD, profesor chirurgii barku i łokcia w Kimmel Medical College, Thomas Jefferson University i Rothman Orthopaedic Institute, powiedział, że ma każdy, kto myśli, że może być uczulony na metal poddać się testom nadwrażliwości na metal. To samo dotyczy pacjentów, którzy mają niewyjaśniony ból pooperacyjny z implantem, który poza tym wygląda normalnie.

„Nie robię tego rutynowo, chyba że są to osoby z silną historią alergii na materiały metalowe”, powiedział Douglas A. Dennis, MD, z Colorado Joint Replacement i adiunkt w departamencie bioinżynierii na Uniwersytecie w Denver.

Obecnie istnieją dwa główne testy na nadwrażliwość na metal: test płatkowy skóry i test transformacji limfocytów (LTT). Prosty w wykonaniu i powszechnie dostępny, test płatkowy skóry (SPT) może być wykonany w gabinecie przez dermatologa i pozwala na ocenę wielu potencjalnych czynników wywołujących nadwrażliwość. Został on uznany za złoty standard testów na alergie na metale – 83% ankietowanych członków Amerykańskiego Towarzystwa Kontaktowego Zapalenia Skóry i Europejskiego Towarzystwa Kontaktowego Zapalenia Skóry uznało SPT za test diagnostyczny z wyboru w przypadku nadwrażliwości na metale.

W przeciwieństwie do tego, istnieją doniesienia literaturowe, które wskazują, że wielu chirurgów ortopedów nie widzi istotnej korelacji pomiędzy reakcjami immunologicznymi w obrębie i wokół połączenia kość-implant a SPT i zamiast tego woli stosować LTT. LTT to badanie krwi, w którym limfocyty i monocyty krwi obwodowej poddawane są działaniu różnych metali, w tym aluminium, kobaltu, chromu, molibdenu, niklu, wanadu i cyrkonu. LTT jest badaniem ilościowym, które eliminuje czynnik zakłócający w postaci komórek Langerhansa, które są specyficzne dla skóry.

Zastrzeżenia dotyczące testów

Mimo, że oba testy wykazały obiecujące wyniki w diagnostyce nadwrażliwości na metale, wcześniej opublikowane badania wykazały, że mają one również wady. Okazało się, że SPT jest subiektywny i daje wyniki fałszywie pozytywne, powiedział Lionberger w wywiadzie dla Orthopedics Today. Nie wiadomo również, czy reakcja skóry na niektóre metale przekłada się na to, co może wystąpić wewnątrz ciała.

„Wiele pozytywnych testów pochodziło z testów skin-patch, a reaktywne komórki, które są obecne na ludzkiej skórze, nie są obecne w środowisku wewnątrzstawowym kolana” – powiedział Dennis, który jest członkiem redakcji Orthopedics Today. „Reakcja może wystąpić na skórze, ale nie w przypadku czegoś, co znajduje się wewnątrz kolana.”

Mimo, że LTT jest bardziej obiektywna niż SPT, zgodnie z wynikami badania przeglądowego przeprowadzonego przez Teo i współpracowników, nie jest ona standaryzowana ani powszechnie dostępna do użytku klinicznego. LTT jest podobno droższe – źródła podają, że jego koszt wahał się od 400 do 2000 dolarów, i nie jest pokrywane przez ubezpieczenie.

LT nie jest również zwalidowane. Dlatego źródła podały, że pacjenci powinni być poinformowani o zastrzeżeniach związanych z testem.

„Mówię pacjentowi, że ani LTT, ani testowanie płatkowe nie jest klinicznie potwierdzone. Co więcej, nie wykazano, aby te metody testowania były predykcyjne dla wyników chirurgicznych. Nawet jeśli pacjent poddaje się operacji z tak zwanym hipoalergicznym implantem, nie ma gwarancji, że nie doświadczy reakcji nadwrażliwości na swój implant” – powiedział Jacobs.

Metalowe alternatywy dla implantów

Według Dennisa nikiel jest „najczęściej odnotowywanym materiałem metalowym powodującym reaktywność”. Nie wiadomo jednak, ile niklu musi być w implancie, aby pacjenci mieli reakcję nadwrażliwości na metal.

„Jeśli spojrzymy na komponenty udowe, które wstawiamy, większość z nich ma mniej niż 1% niklu” – powiedział Dennis w wywiadzie dla Orthopedics Today. „Jedną rzeczą, której nie wiemy jest to, aby reagować na cokolwiek, czy to musi być 10% niklu? Jeśli jest to 0,001% niklu, może to spowodować taką samą reakcję?”

Dla pacjentów zidentyfikowanych jako wrażliwe na nikiel przed operacją, chirurdzy mogą dotrzeć do producentów implantów, aby zobaczyć, czy mają implant bez niklu, Williams powiedział. Jednak dodał, że nie wiele firm ma opcję implantu bezniklowego.

W całkowitych protezach stawu barkowego, tytan jest najczęstszym substytutem niklu, ale to też ma wady, powiedział.

„Problemem jest to, że często część, która zawiera nikiel jest częścią łożyska stawu,” Williams powiedział Orthopedics Today. „Powodem, dla którego nie wykonujemy powierzchni łożyska z tytanu jest to, że tytan jest stosunkowo miękkim metalem. Nie jest to dobra powierzchnia nośna; ma gorsze właściwości nośne.”

Alternatywnym materiałem, który może być stosowany w konstrukcjach protez stawu biodrowego i kolanowego jest Oxinium (Smith & Nephew), który wykorzystuje utleniony cyrkon zamiast niklu. Dennis powiedział, że Oxinium nie zawiera niklu, ale według Lionbergera, strona piszczelowa jednego z tych elementów kolana jest niepowlekanym stopem tytanu ze śladami innych metali podatnych na jonizację wolnych rodników w płynie maziowym.

„Pozostaje trochę tytanu po stronie piszczelowej, co zmniejsza lub łagodzi narażenie na produkty uboczne zużycia, ale nie eliminuje ich” – powiedział Lionberger.

Lionberger powiedział, że firma Aesculap opracowała technologię „zaawansowanej powierzchni” wykonanej z wlewka kobaltu pokrytego ceramiką, która może zmniejszyć potencjał uwalniania jonów metali. Pomimo trwałej powierzchni, Lionberger powiedział, że minusem materiału jest to, że zastosowany chrom kobaltowy prowadzi do sztywnego trzonu, który niektórzy chirurdzy mogą nie uznać za atrakcyjny.

Źródło: Sarah Cornelius, PA-C

„Trzon nie jest wykonany z bardziej elastycznego tytanu, ale zamiast tego z chromu kobaltowego. Trzeba więc doradzić pacjentom, że owszem, zmniejszymy obciążenie alergiczne, ale może im się nie spodobać implant, ponieważ jest tak sztywny. W rezultacie może pojawić się ból trzonu spowodowany niedopasowaniem modułu” – powiedział.

Chirurgia rewizyjna

Mimo ograniczonej liczby badań, które sugerują dobre wyniki u pacjentów poddawanych operacji rewizyjnej z powodu nadwrażliwości na metal, Jacobs zauważył, że liczebność próby jest niewielka, badania są niekontrolowane i retrospektywne, a także brakuje w nich histologicznego potwierdzenia obecności alergii tkankowej.

„Osoby mogą uzyskać poprawę po operacji rewizyjnej z różnych powodów niezwiązanych z alergią na metal, takich jak korekcja subtelnych niestabilności” – powiedział Jacobs.

Chociaż pacjenci z nadwrażliwością na metale mogą odnieść korzyści z operacji rewizyjnej, Jacobs powiedział, aby zastanowić się dwa razy przed wykonaniem operacji rewizyjnej z powodu nadwrażliwości na metale, ponieważ wyniki są nieprzewidywalne i istnieje realne ryzyko powikłań pooperacyjnych, takich jak zakażenie stawu protetycznego.

„Uważam, że operacja rewizyjna w przypadku przypuszczalnego rozpoznania alergii na metale jest ostatecznością. Musi być ona wykonana po wyczerpaniu wszystkich innych możliwości i z pełną świadomością pacjenta, że wyniki są nieprzewidywalne” – powiedział.

Chirurdzy mają trzy możliwości, jeśli chodzi o wykonanie operacji rewizyjnej u pacjentów z nadwrażliwością na metal, według Williamsa.

„Jedną z nich jest wyrwanie wszystkiego z doskonale umocowanego ramienia, co jest dużym wyzwaniem i może spowodować wiele problemów” – powiedział. „Możesz poprosić firmę o wykonanie implantu bez niklu w sposób niestandardowy; lub możesz poprosić inną firmę o wykonanie niestandardowego implantu wolnego od alergii.”

Lionberger powiedział, że chirurdzy powinni powiedzieć swoim pacjentom, że wskaźnik zadowolenia nie będzie wynosił 100% i że nie będzie to natychmiastowa naprawa.

„Liczba na całkowitych kolanach, które … nie masz powodu, aby wejść lub rewizji z wyjątkiem faktu, że nie są zadowoleni z nich, te są uruchomione około 60%,” Lionberger said.

Kontynuował, „Nasze serie pacjentów, o których wiadomo, że są uczuleni na metal, którzy nie mają innych objawów, takich jak infekcja, obluzowanie lub niestabilność uzyskują około 80% wskaźnik powodzenia, co przemawia za tym, że alergie odgrywają rolę w nieudanych kolanach, aczkolwiek niewielką.LTT może być potencjalnie użyty do wyboru implantu rewizyjnego, który nie zawiera elementów stopu, na które pacjent jest wrażliwy,” powiedział Jacobs.

Jeśli chirurg nie chce wykonać operacji, Whiteside powiedział, że prawdopodobnie będzie znał innego chirurga, który może podjąć się tego przypadku.

„Dowiedz się, gdzie możesz dostać implanty, które są wykonane w celu rozwiązania problemu nadwrażliwości na metal i naucz się ich używać, jeśli jesteś skłonny zrobić lub znaleźć kogoś, kto weźmie je i wykonuje tę pracę skierowania, ponieważ jest to jednostka”, powiedział Whiteside. „Myślę, że powinieneś o tym wiedzieć i mieć plan.”

Podejmij nadwrażliwość na metal poważnie

Mimo kontrowersji wokół nadwrażliwości na metal, od tego, czy powinno się ją badać, do tego, czy w ogóle istnieje, Williams podkreślił fakt, że chirurdzy ortopedyczni muszą poważnie potraktować diagnozę.

„Wszystko jest kontrowersyjne na temat . Ale, jeśli spojrzysz na literaturę i jeśli byłeś zaangażowany w wymianę stawów i byłeś skłonny przyjąć tych pacjentów i próbowałeś ich leczyć, musisz dojść do świadomości, że jest to prawdziwa jednostka” – powiedział Whiteside. „Jest to niezwykle ważne dla niektórych pacjentów i zdecydowanie potrzebujemy czegoś, co możemy im zaoferować.”

Z uwagi na brak wieloośrodkowych randomizowanych badań kontrolowanych, które potwierdzałyby skuteczność różnych metod badawczych, źródła medyczne poinformowały Orthopedics Today, że nie zalecają rutynowego stosowania testów nadwrażliwości na metale.

„Badania, które zostały przeprowadzone nie wykazują żadnej różnicy w wynikach pacjentów, którzy są wrażliwi na metale w porównaniu do tych, którzy nie są wrażliwi na metale, kiedy umieszcza się metal w ich całkowitym stawie kolanowym” – powiedział Whiteside.

Williams twierdzi, że chirurdzy ortopedzi powinni rutynowo pytać pacjentów o alergie na metale, w tym o to, czy są oni uczuleni na metale, czy są jakieś rodzaje biżuterii, których nie mogą nosić oraz czy mają jakieś inne protezy stawów, z którymi mają problemy.

„Jeśli pacjent miał już wymianę stawu biodrowego lub kolanowego i jest ona idealna, nie ma z nią żadnych problemów, to jest to dokładnie ten sam metal, więc prawdopodobieństwo wystąpienia u niego reakcji nadwrażliwości na metal z doskonale funkcjonującym biodrem i kolanem jest bliskie zeru,” powiedział Williams.

Według Dennisa, badania są potrzebne, aby w pełni zrozumieć, jak nadwrażliwość na metal wpływa na pacjentów.

„Moim zdaniem więcej nie wiemy o nadwrażliwości na implanty niż wiemy” – powiedział Dennis. „Myślę, że prawdopodobnie mamy nieodpowiednie testy, aby naprawdę rozeznać, czy to istnieje i jaka jest prawdziwa częstość występowania”. – by Casey Tingle

Nota redaktora

Ta historia z okładki jest drugą z dwuczęściowej serii, która skupia się na optymalizacji pacjentów pod kątem chirurgii ortopedycznej w okresie przedoperacyjnym w celu złagodzenia powikłań, złych wyników i ewentualnego uniknięcia potrzeby operacji rewizyjnej. W grudniu 2018 Orthopedics Today Cover Story, źródła omówiły współzarządzanie takimi czynnikami pacjenta, jak otyłość i poziom albuminy, testosteronu i witaminy D. Kliknij tutaj, aby przeczytać część pierwszą serii.

• Zaawansowana technologia powierzchniowa. Dostępne pod adresem: www.aesculapimplantsystems.com/products/orthopaedics/knee-arthroplasty/advanced-surface-technology. Dostęp 6 grudnia 2018.
• Caicedo M. Metalowa nadwrażliwość na materiały implantu TMJ. Dostępne pod adresem: www.center4research.org/metal-hypersensitivity-tmj-implant-materials/. Dostęp 10 grudnia 2018.
• Eftekhary N, et al. JBJS Rev. 2018;doi:10.2106/JBJS.RVW.17.00169.
• Oxinium. Dostępne pod adresem: www.smith-nephew.com/key-products/orthopaedic-reconstr-uction/oxinium-oxidized-zirconium. Dostęp 6 grudnia, 2018.
• Teo WZW, et al. Dermatol Ther (Heidelb). 2017;doi:10.1007/s13555-016-0162-1.

• Więcej informacji:
• Douglas A. Dennis, MD, można uzyskać pod adresem 2535 S. Downing St., Suite 100, Denver, CO 80210; e-mail: [email protected].
• Joshua J. Jacobs, MD, można uzyskać pod adresem 1611 W. Harrison St, Suite 201, Chicago, IL 60612; email: [email protected].
• David R. Lionberger, MD, można odebrać pod adresem 6560 Fannin St. #1016, Houston, TX 77030; email: [email protected].
• Leo A. Whiteside, MD, można odebrać pod adresem 1000 Des Peres Road, St. Louis, MO 63131; email: [email protected].
• Gerald R. Williams Jr., MD, można dotrzeć do 925 Chestnut St., 5th Fl., Philadelphia, PA 19107; e-mail: [email protected].

Disclosures: Jacobs zgłasza, że ma opcje na akcje w Implant Protections i Hyalex; a jego laboratorium otrzymuje fundusze na badania od Zimmer Biomet, Medtronic i 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?”