Patienten mit Unverträglichkeitsreaktionen auf einen totalen Knieersatz: Kombinierte Beurteilung der Allergiediagnostik, der periprothetischen Histologie und des periimplantären Zytokinexpressionsmusters

Zusammenfassung

Wir haben einen kombinierten Ansatz zur Identifizierung einer vermuteten Allergie gegen Knieendoprothetik (TKR) durchgeführt: Patch-Test (PT), Lymphozyten-Transformationstest (LTT), Histopathologie (Gesamtbewertung; T- und B-Lymphozyten, Makrophagen und Neutrophile) und semiquantitative Echtzeit-PCR-basierte periprothetische Entzündungsmediatoranalyse (IFNy, TNFa, IL1-β, IL-2, IL-6, IL-8, IL-10, IL17 und TGFß). Wir analysierten 25 TKR-Patienten mit noch ungeklärten Komplikationen wie Schmerzen, Erguss und eingeschränkter Bewegungsfreiheit. Sie bestanden aus 20 Patienten mit nachgewiesener Metallsensibilisierung (11 mit PT-Reaktionen; 9 mit nur LTT-Reaktivität). Kontrollproben stammten von 5 komplizierten TKR-Patienten ohne Metallsensibilisierung, 12 OA-Patienten vor Endoprothetik und 8 PT-Patienten ohne Endoprothetik. Lymphozytäre Infiltrate wurden beobachtet und fibrotische (Typ IV Membran) Gewebeantwort war am häufigsten bei den metallempfindlichen Patienten, zum Beispiel bei 81% der PT-positiven Patienten. Letzteres hatte auch eine ausgeprägte periprothetische IFNy-Expression. 8/9 Patienten mit Revisionsoperationen mit Ti-beschichteten / Oxinium-basierten Implantaten berichteten über eine Linderung der Symptome. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Kombination von Allergiediagnostik mit Histopathologie und periprothetischer Zytokinbewertung es uns ermöglichen könnte, bessere diagnostische Strategien zu entwickeln.

1. Einleitung

Hüft- und Kniegelenkersatz sind sehr erfolgreiche chirurgische Eingriffe zur Wiederherstellung der Lebensqualität bei Arthrose-Patienten und entsprechend steigen die Implantationsraten stetig an . Bei einem wesentlichen Teil dieser Patienten führt ein Implantatversagen jedoch zu einer Implantatrevision. Eine aktuelle Übersicht listet für das Jahr 2011 eine Revisionsrate des totalen Knieersatzes (TKR) von 9,5% in Deutschland und von 8,4% in den USA auf. Innerhalb des Spektrums von Zuständen, die zu TKR-Versagen führen Nebenwirkungen können gefunden werden, aber die Rolle der Allergie ist immer noch ein kontroverses Thema. Eine kutane Metallallergie ist in der Allgemeinbevölkerung häufig, beispielsweise etwa 13% gegenüber Nickel (Ni), 2% gegenüber Kobalt (Co) und 1% gegenüber Chrom (Cr) . Entweder Verschleiß oder Korrosion führt zu periimplantären und systemischen Metall (insbesondere Ni, Cr oder Co) Exposition von Endoprothetik-Patienten , und entsprechend die Prävalenz der Metallempfindlichkeit bei Patienten mit fehlgeschlagenen Implantat wird berichtet, erhöht werden . Im Hinblick auf den totalen Hüftgelenkersatz wurde die aseptische Lockerung hauptsächlich auf die verschleißbedingte Makrophagen-dominierte Fremdkörperreaktion als zugrunde liegenden Mechanismus zurückgeführt . In den letzten zehn Jahren hat sich die Aufmerksamkeit der Rolle der Überempfindlichkeit bei periimplantären Entzündungen zugewandt. Insbesondere in der Metall-auf-Metall-Endoprothetik wurde eine Untergruppe von Patienten beschrieben, die eine eher periimplantäre lymphozytäre Entzündung als potenziellen Auslöser für ein Implantatversagen aufwiesen . Beschriebene histologische Veränderungen umfassen diffuse, perivaskuläre oder lymphfollikelartige (lymphoide) Infiltration von Lymphozyten und wenigen Makrophagen, hohe Endothelvenolen und teilweise Gewebenekrosen . Metallallergie als ein beitragender Faktor wurde durch die beobachtete Verbindung zwischen peri-Implantat lymphozytäre Entzündung, Patch-Test-Reaktivität auf Metalle und verbesserte Lymphozyten-Transformation-Test (LTT) Reaktion auf Metalle in einer Reihe solcher Patienten vorgeschlagen . Es wird jedoch noch kontrovers diskutiert, inwieweit die Metallallergie zu den „Überbegriff“-Nebenwirkungen in der Hüftendoprothetik beiträgt. Tatsächlich können metallallergische Patienten das jeweilige metallhaltige Implantat gut vertragen . In Bezug auf TKR gibt es auch Berichte über kutane Metallallergie in Verbindung mit Komplikationen gefunden , aber es ist noch nicht weiter untersucht, ob eine solche Metallallergie für die biologische Reaktion verantwortlich ist. Da wir Patienten mit Verdacht auf Implantatintoleranzreaktionen in einer speziellen Ambulanz ambulant sehen, fragten wir uns, ob bei einer Reihe von Patienten mit komplizierter TKR eine potenzielle Metallempfindlichkeit mit einem bestimmten periimplantären histologischen Bild und Zytokinexpressionsmuster in Verbindung gebracht werden könnte. Um die potenzielle klinische Relevanz der Ergebnisse anzusprechen, kontaktierten wir die Patienten weiter, um festzustellen, ob sie von einer Revisionsoperation profitiert haben, wobei besonderes Augenmerk auf die mögliche Verwendung von „hypoallergenen“ Materialien bei einer Revisionsoperation gelegt wurde.

Ziel der Untersuchung war es daher, die allergische Ätiologie bei komplizierter TKR besser nachzuweisen, indem verschiedene diagnostische Schritte kombiniert und die klinische Relevanz der Befunde in einem Follow-up bewertet wurden.

2. Materialien und Methoden

2.1. Patienten und Kontrollen

Insgesamt nahmen 45 Patienten an der Studie teil. Die Studie wurde von der Ethikkommission genehmigt. Folgende Patientengruppen wurden analysiert.

25 Knieendoprothetik-Patienten (16 m, 9 f, 37-75 Jahre) mit CoCrMo-basierter TKR und Komplikationen wie Lockerung, rezidivierenden Ergüssen und Schmerzen wurden von ihren behandelnden Orthopäden unserer Ambulanz für Allergiediagnostik vorgestellt, da die vorangegangene Diagnostik keine Hinweise auf Problemauslöser wie Fehlstellung / Fehlstellung, Fraktur oder Infektion ergab. Nach den Ergebnissen der Allergiediagnostik wurden diese Patienten weiter in drei Gruppen eingeteilt. Gruppe I: 11 patienten (Patch-Test positiv und LTT-positiv), Gruppe II: 9 Patienten (Patch-Test negativ und LTT-positiv) und Gruppe III: 5 Patienten (Patch-Test negativ und LTT-negativ).

Die Studie umfasste 12 Patienten (1 m, 52-89 Jahre; „OA-Kontrollgruppe“) ohne Implantat, aber degenerative Gelenkerkrankung /Osteoarthritis (OA) vor Knieendoprothetik.

Die Studie umfasste 8 Patienten (2 m, 53-75 Jahre; „PT-Kontrollgruppe“) ohne Implantat, aber mit Patch-Test (PT) bei Verdacht auf allergische Hauterkrankungen. 6/8 hatten Ni-PT-Reaktivität, 2/8 hatten keine Ni-PT-Reaktivität.

Bei den 25 TKR-Patienten wurde die potentielle Metallsensitivität durch PT und LTT beurteilt; Darüber hinaus wurden periprothetische Gewebeproben für die Histologie, molekulare Analyse und Mikrobiologie erhalten. Zusätzlich wurde beim ambulanten Besuch ein WOMAC-Score erhalten, um eine Rückmeldung über die Wahrnehmung der täglichen Lebenstätigkeit und der Schmerzen durch die Patienten zu erhalten. Bei den 12 OA-Patienten („OA-Kontrollgruppe“) wurden at primäre TKR-Gewebeproben für die Histologie, molekulare Analyse und Mikrobiologie erhalten. Bei den 8 Patienten der „PT-Kontrollgruppe“ wurden Biopsien aus den 6 Ni-PT-reaktiven und den 2 Ni-nicht-reaktiven PT-Bereichen für die Histologie und molekulare Analyse erhalten. Die Merkmale der 45 Patienten sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

2.2. Patch-Test (PT)

Bei den 25 TKR-Patienten wurde eine europäische Standardserie von 30 Kontaktallergenen einschließlich eines Co-, eines Cr- und eines Ni-Präparats (Hermal, Reinbek, Deutschland), ergänzt durch eine Metallallergenserie (Brial Allergen GmbH, Greven, Deutschland) sowie eine Knochenzementkomponentenserie bei zementierter Endoprothetik, am Rücken der Patienten getestet. Testpräparate wurden 2 Tage lang in Testkammern appliziert und die Reaktionen wurden am Tag der Entnahme und 3 Tage nach der Applikation ausgewertet. Bei den Patienten mit Knochenzement-Serientests wurde nach 1 Woche eine zusätzliche Ablesung durchgeführt. Die Einstufung der Hautreaktionen erfolgte wie von der Deutschen Kontaktdermatitis-Forschungsgruppe empfohlen.

2.3. Lymphozytentransformationstest (LTT)

Periphere mononukleäre Blutzellen (PBMC) wurden aus dem heparinisierten Blut der TKR-Patienten durch Dichtezentrifugation an Ficoll-Hypaque (Phadia, Freiburg, Deutschland) gewonnen. Die Zellen wurden in RPMI1640-Medium (Biochrom, Berlin, Deutschland) kultiviert, das mit autologem Serum, Glutamin, antibiotischer-antimykotischer-Lösung und nicht essentiellen Aminosäuren ergänzt wurde. Alle Kulturen wurden in vierfacher Ausfertigung in 96-Well-Platten (Nunc, Roskilde, Dänemark) durchgeführt. Stimuli waren das Pan-T-Zell-Mitogen Phytohämagglutinin (PHA) 2,4 µg/ml, Tetanustoxoid (TT) 5 µg/ml, NiSO4, CrCl3 und COCl2 (jeweils 7 Konzentrationen von bis) und Kulturmedium allein als Kontrolle. Nach 5 Tagen wurden die Zellen über Nacht mit 3H Thymidin gepulst und die Proliferation durch eingebaute Radioaktivität beurteilt. Der Stimulationsindex (SI) wurde durch das Verhältnis der mittleren Zählungen pro Minute (cpm) von stimulierten zu unstimulierten Kulturen berechnet. SI > 3 wurde als positiv bewertet.

2.4. Analyse des periimplantären Gewebes

Bei den 25 TKR-Patienten wurden zum Zeitpunkt der Revision Gewebeproben aus der neu gebildeten Gelenkkapsel gewonnen. Mindestens 2 Sonden wurden zur mikrobiologischen Auswertung an die Endoklinik Hamburg geschickt. Die anderen beiden Sonden wurden für die Histologie und eine Sonde für die molekulare Analyse verarbeitet. Bei den 12 OA-Patienten wurden Gewebeproben zum Zeitpunkt der primären endoprothetischen Implantation für die Histologie und molekulare Analyse wie oben erhalten. Die 8 Patienten der „PT-Kontrollgruppe“ wurden einer Stanzbiopsie unterzogen ihrer Ni-PT-Bereiche auf der Rückseite nach Testablesung auf D3. Jeweils eine Sonde wurde für die Histologie und molekulare Analyse erhalten.

2.5. Histologische Untersuchung

Die formalinfixierten Gewebe wurden prozessiert und mit Hämatoxylin-Eosin angefärbt. Die Immunhistologie wurde mit Antikörpern gegen T-Zell- (CD3), B-Zell- (CD20), Makrophagen- (CD68 bzw. KP1) und Neutrophilen- (CD15) Antigene durchgeführt. Die Schnitte wurden mikroskopisch untersucht und die proportionale Verteilung der Gewebekomponenten einschließlich Makrophagen, diffuse oder perivaskuläre Akkumulation von T- oder B-Lymphozyten und Plasmazellen sowie das Gesamtreaktionsmuster der Gewebeprobe wurden semiquantitativ bewertet. Die Bewertung erfolgte nach Krenn et al. und im Fall der von TKR-Patienten abgeleiteten Proben wurde die Konsensusklassifikation verwendet. Diese Konsensusklassifikation unterteilt die periimplantären Gewebereaktionsmuster in eine partikeldominierte fremdkörperartige Reaktion (Typ I), einen granulozytendominierten infektiösen Typ (Typ II), die Mischung von Typ I und II (kombinierter Typ, Typ III) und eine paucizelluläre und eher fibrotische Reaktion (Typ IV, indifferenter Typ).

2.6. Molekulare Analyse

Die folgenden Sonden wurden in RNA-konservierender Flüssigkeit für die nachfolgende Analyse erhalten: von jedem der 25 TKR-Patienten und 12 OA-Kontrollpatienten peri-Implantat und subkutanes Gewebe (Referenz) Sonde; aus der Patch-Test-Kontrollgruppe 6 Ni-PT-positive Sonden und 2 Sonden aus Ni-nicht reaktiver Teststelle (Referenz).

Gesamt-RNA wurde aus der Gewebeprobe durch Phenol /Chloroform-Extraktion isoliert und unter Verwendung von AMV-Reverse-Transkriptase in cDNA transkribiert. Die Expression folgender Zytokine wurde mittels semiquantitativer RT-PCR im LightCycler analysiert: IFNy, TNF, IL1-β, IL-2, IL-6, IL-8, IL-10, IL17 und TGFß. Der Expressionswert wurde im Vergleich zum Hausgen EF1- nach der ΔΔCt-Methode von Schmittgen und Livak bestimmt.

2.7. Vergleich des prä- und postoperativen WOMAC-Scores

Gemäß der Veröffentlichung von Roos et al. . Da von den Patienten der Gruppen I und II der präoperative WOMAC-Knie-Score verfügbar war, kontaktierten wir Patienten nach einer Revisionsoperation, um auch (mindestens 6 Monate nach der Operation) ihre postoperativen WOMAC-Score-Informationen zu erhalten. Besonderes Augenmerk wurde auf Patienten mit Revision durch Verwendung von „hypoallergenem“ Material gelegt.

3. Ergebnisse und Diskussion

Die Metallimplantatallergie bleibt weiterhin eine Ausschlussdiagnose mit einer Verzögerung der Diagnose aufgrund fehlender krankheitsspezifischer Kriterien und der Notwendigkeit, verschiedene diagnostische Schritte zu kombinieren. So verschiedene Komplikationsauslöser werden zuerst beim TKR-Versagen in Frage gestellt und eine Metallimplantatallergie wird durch eine Kombination von PT, LTT und Histopathologie diagnostiziert . Die hier vorgestellte Studie zielt darauf ab, die Verbesserung der Diagnosetools zu unterstützen.

3.1. Allergiediagnostik

Von den 20 Patienten mit Metallempfindlichkeit zeigten 11 (Gruppe I) PT-Reaktionen auf Metalle (teilweise Mehrfachreaktionen): 10 auf Ni, 6 auf Co, 2 auf Cr, und einer dieser 11 Patienten zeigte auch PT-Reaktionen auf Knochenzementkomponenten (auf Gentamicin und Benzoylperoxid). In 6/11 lagen zusätzliche LTT-Daten vor, die 5x Ni-Reaktivität und 1 nicht reaktives LTT zeigten. Bei den verbleibenden 9 Patienten (Gruppe II) mit negativem PT zu Implantatkomponenten, aber positivem LTT fanden wir 9x LTT Reaktivität zu Ni, 1x zu Co. Diese Daten sind in den Tabellen 2-4 zusammengefasst. In mehreren Studien wurde eine erhöhte Metallempfindlichkeit bei Patienten mit Endoprothetik festgestellt . In einem größeren Maßstab konnte beim Vergleich von 100 symptomfreien mit 200 komplizierten Endoprothetik-Patienten eine solche erhöhte Inzidenz von Metallallergien — insbesondere gegen Ni — reproduziert werden . Die meisten Daten zu In-vivo-Metallfreisetzungsbedingungen stammen von Patienten mit Hüftendoprothetik. Lokale Co- und Cr-Freisetzungen werden jedoch auch bei TKR beobachtet, und es wird über eine entsprechende systemische Exposition der Patienten berichtet . Darüber hinaus kann auch bei Patienten mit CoCrMo-Endoprothetik eine erhebliche Ni-Freisetzung beobachtet werden . Die Vorherrschaft der Ni-Allergie in unseren Patientengruppen könnte daher nicht nur die relative Vorherrschaft der Ni-Allergie in der Allgemeinbevölkerung widerspiegeln. Auf der anderen Seite können selbst symptomfreie Patienten mit einer gut funktionierenden Knieendoprothetik eine kutane Metallallergie gegen Implantatlegierungsmetalle haben . Wie Granchi et al. im Jahr 2012 wurde festgestellt, dass das Vorhandensein einer Metallempfindlichkeit möglicherweise keinen Implantatversagensmechanismus auf Einzelpatientenebene bedeutet.

3.2. Histologische Untersuchung

Als nächstes fragten wir uns, ob die periprothetische Gewebeanalyse helfen würde, die hypererge Gewebeantwort zu unterscheiden. Zu diesem Zweck wurden vier Bedingungen für die vergleichende Analyse von Gewebeproben ausgewählt. Beispielsweise wurden periprothetische Gewebeproben erhalten von (1) den 20 TKR-Patienten mit Komplikationen und Metallempfindlichkeit (Gruppen I und II); (2) die 5 TKR-Patienten mit Komplikationen, aber ohne Metallempfindlichkeit (Gruppe III); (3) 12 Patienten mit degenerativer Kniegelenkserkrankung / Osteoarthritis (OA-Kontrollgruppe) bei primärer Endoprothetik; und (4) die Hautbiopsien, die an PT-Stellen bei 8 PT-Patienten (PT-Kontrollgruppe) durchgeführt wurden, von denen 6 eine positive, ekzematöse PT-Reaktion auf Ni und 2 hatten keine PT-Reaktion auf Ni. Die Bewertung der periprothetischen / (Neo-) Kapselgewebsantwort erfolgte gemäß der standardisierten Konsensusklassifikation, die ursprünglich von Morawietz et al. in 2006 und überarbeitet von Krenn et al. . Darüber hinaus wurde der Fokus auf das Vorhandensein von T-Lymphozyten, B-Lymphozyten, Neutrophilen und Makrophagen gelegt – und darüber hinaus wurden Sonden von Patienten der Gruppen I, II und III zur mikrobiologischen Bewertung geschickt. Mehrere unerwartete Befunde wurden gemacht: 9/11 Patienten in Gruppe I und 6/9 Patienten in Gruppe II hatten ein kollagenfaserreiches Bindegewebe, das einer periprothetischen Gewebereaktion ähnelte (Typ IV / unbestimmter Typ). Und nur 5 der 20 metallempfindlichen Patienten hatten das Gesamtbild des „verschleißinduzierten Typs“ mit Makrophagen-dominierter Reaktion. Dies steht im Gegensatz zu der allgemeinen Beobachtung des meist Verschleißpartikel- / Fremdkörperantwort-ähnlichen Gewebemusters bei fehlgeschlagener Endoprothetik und der nur 15% igen Reaktivität der Typ IV (fibrotischen) Reaktion in den 370 von Morawietz et al. . Bei diesen 20 Proben unserer Patienten der Gruppen I und II gab es keine Anzeichen von Infektionen. Trotz einer vorherrschenden „Arthrofibrose“ -ähnlichen paucizellulären Reaktivität wurde das Vorhandensein von Lymphozyten in perivaskulärer oder verstreuter Verteilung festgestellt (Abbildungen 1 (a) und 1 (b)). Im Gegensatz dazu zeigten von den 5 Patienten ohne Metallempfindlichkeit zwei eine Infektion und eine lymphozytäre Entzündung wurde nur bei einem dieser Patienten beobachtet. Bei OA-Patienten wurden wiederum lymphohistiozytäre Infiltrate zusammen mit der Abwesenheit von Neutrophilen festgestellt. Diese Ergebnisse sind in den Tabellen 2, 3 und 4 zusammengefasst. Abbildungen 1(a) und 1(b) sind repräsentative histologische Befunde von Patienten der Gruppen I und II. Biopsien von Ni-induzierten allergischen Pflastertestreaktionen waren durch perivaskuläre und manchmal diffuse lymphohistiozytäre Infiltrate zusammen mit kontaktallergietypischen epidermalen Veränderungen gekennzeichnet, wie in einer repräsentativen Probe gezeigt (Abbildung 2 (a)). Witzleb et al. spekuliert, dass perivaskuläre oder diffuse Anwesenheit von (T-) Lymphozyten in periprothetischem Gewebe könnte als hypererge Reaktion interpretiert werden . Von Domarus und Mitarbeiter beschrieben jedoch die T-Lymphozyteninfiltration als einen häufigen Befund in Gewebeproben von aseptisch gelösten Metall-auf-Polyethylen-Endoprothesen. Sie kommen daher zu dem Schluss, dass weder Nekrobiose noch Infiltration von T-Lymphozyten als spezifisch für eine Überempfindlichkeitsreaktion angesehen werden sollten.

(ein)

(b)

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Abbildung 1

( a) Beispiel für perivaskuläres lymphozytisches Infiltrat; CD3 Fleck. (b) Beispiel für verstreute periprothetische Lymphozyten; CD3-Färbung.

(ein)

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(a)
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Abbildung 2

( a) Histologie der Patch-Test (PT) -Reaktion auf Ni mit perivaskulären T-Lymphozyten-Infiltraten, verstreuten Eosinophilen und epidermalen „spongiotischen“ Veränderungen. (b) Relative Entzündungsmediatorexpression bei Biopsie positiver PT-Reaktion auf Ni. Analyse basierend auf semiquantitativer Echtzeit-RT-PCR.

3.3. Zytokin-Expressionsprofil

Angesichts der teilweise nicht schlüssigen Publikationen fragten wir uns als nächstes, ob die Beurteilung der Expression von Entzündungsmediatoren die Charakterisierung des Gewebeantwortmusters verbessern könnte. In Abbildung 2(b) ist das Zytokin-RNA-Expressionsmuster einer akuten anhaltenden spezifischen kutanen Überempfindlichkeitsreaktion vom verzögerten Typ auf Ni gezeigt. Wesentliche Befunde sind die ausgeprägte Hochregulation von IFNy als typischem Marker der die zelluläre Immunantwort stimulierenden Th1-Antwort und von IL-2 als Indikator für T-Zell-Aktivierung und -Proliferation. Bei der Beurteilung der Gruppen von Metall-TKR-Patienten mit / ohne Metallempfindlichkeit und OA-Kontrollgruppe war eine solche Hochregulation von IFNy auch bei Patienten der Gruppe I besonders sichtbar, beispielsweise TKR mit Komplikationen und Patch-Test-Reaktivität gegenüber Metallen. Von den anderen untersuchten Mediatoren war bei den TKR-Patienten die IL-2-Expression in Gruppe I und in der OA-Patientengruppe stärker ausgeprägt und die TGF-ß-Expression in Gruppe I und II. Dies gilt auch für IL-6 (in Gruppe I und II) und einen Patienten in Gruppe II (Patient mit periprothetischer Infektion). Diese anderen Mediatoren werden nicht gezeigt, da es bei OA-Patienten nur einen gewissen individuellen Anstieg von TNF gab, aber keinen wesentlichen Unterschied zwischen den verschiedenen Gruppen. Ein erhöhtes Engagement der TH1-Linie spiegelt sich in einer erhöhten IFNy-Expression wider. Hier fanden wir eine ausgeprägte IFNy-Hochregulation nicht nur typischerweise bei den Ni-induzierten PT-Reaktionen, sondern insbesondere auch bei den TKR-Patienten der Gruppe I, was auf eine Rolle bei der periprothetischen Krankheitsprogression hindeutet. Interessanterweise berichteten Jämsen und Mitarbeiter kürzlich, dass sie verstreute CD3 + T-Zellen im Grenzflächengewebe einer aseptisch gelösten Hüftendoprothetik mit vorherrschender makrophagenbedingter Verschleißpartikelantwort fanden. Weder durch quantitative PCR noch durch Immunhistochemie konnten sie jedoch eine signifikante TH1 (nämlich IFNy) – oder TH2 (IL-4) -Mediatorexpression zeigen . Da neben IL-6 insbesondere TGF-ß eine zentrale Rolle bei der Entstehung und Persistenz der periprothetischen Gelenkfibrose spielen könnte, analysierten wir hier die jeweilige Expression in den verschiedenen Gewebeproben. Wir beobachteten eine Zunahme der TGF-ß-Expression bei den metallempfindlichen TKR-Patienten mit jedoch interindividuellen Variationen. Die Abbildungen 3 (a) -3 (c) fassen diese Ergebnisse zusammen.

(ein)

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(a)
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(c)

Abbildung 3

( a) Zytokinexpression von IFNy in den Geweben der 5 verschiedenen Patientengruppen; Die Zytokinexpression wurde im Vergleich zum Hausgen EF-1 und zum Patientenkontrollgewebe mit der ΔΔCt-Methode analysiert; (Wilcoxon-Mann-Whitney-Test durchgeführt von SPSS statistical Software). (b) Zytokinexpression von IL-2 in den Geweben der 5 verschiedenen Patientengruppen; Die Zytokinexpression wurde im Vergleich zum Hausgen EF-1 und zum Patientenkontrollgewebe mit der ΔΔCt-Methode analysiert; (Wilcoxon-Mann-Whitney-Test durchgeführt von SPSS statistical Software). (c) Zytokinexpression von TGFß in den Geweben der 5 verschiedenen Patientengruppen; Die Zytokinexpression wurde im Vergleich zum Hausgen EF-1 und zum Patientenkontrollgewebe nach der ΔΔCt-Methode (Wilcoxon-Mann-Whitney-Test mit SPSS statistical Software) analysiert.

3.4. Vergleich des prä- und postoperativen WOMAC-Scores

19 der 20 TKR-Patienten reagierten auf unsere Anfrage und schlossen ein postoperatives WOMAC-Scoring ab. 9 Patienten berichteten, dass bei der Revision ein „hypoallergenes“ TKR implantiert worden war (8x Ti-basierte Oberflächenbeschichtung, 1x Oxinium-basiertes Implantat). 8/9 Patienten profitierten von diesem Ansatz, wie in Abbildung 4 gezeigt. Bisher gibt es nur Fallberichte oder kleine Patientenserien zum potenziellen Nutzen der Verwendung von „hypoallergenem“ TKR . Diese Ergebnisse unterstreichen jedoch die Notwendigkeit von Follow-up-Studien in größerem Maßstab.

Abbildung 4

WOMAC-Score vor und nach Revisionsoperationen bei 9 Patienten, die „hypoallergenes“ Material (8x Titan, 1x Oxinium) erhielten. Das Score-System wurde in Übereinstimmung mit der Veröffentlichung von Roos et al. .

Es gibt jedoch Einschränkungen in der Studie: die Tatsache, dass periprothetische Gewebeproben möglicherweise nur das tatsächliche Stadium eines dynamischen Prozesses widerspiegeln und dass OA-Patienten möglicherweise nicht so gut eine „Kontrolle“ darstellen wie Grenzflächengewebesonden von Patienten mit gut funktionierenden Implantaten und die begrenzte Probenzahl in diesem Untersuchungen. Daher sind weitere Studien erforderlich, um den multimodularen diagnostischen Ansatz bei der Metallimplantatallergie zu validieren.

4. Schlussfolgerungen

Diese Studie zeigt zum ersten Mal das Potenzial der Verwendung kombinierter analytischer Schritte, um einen Ansatz zur Entwicklung diagnostischer Merkmale der Metallimplantatallergie zu entwickeln. Die Allergiediagnostik (PT und LTT) und die periprothetische Histologie weisen auf eine immunologische Reaktion auf Implantatlegierungsmetalle hin, und das Muster der Expression von Entzündungsmediatoren trägt zur funktionellen Differenzierung bei.

Unerwartete Befunde waren die vorherrschende „fibrotische“ Typ-IV-Grenzflächenantwort bei den metallsensibilisierten TKR-Patienten und die ausgeprägte IFNy-Expression bei den PT-positiven TKR-Patienten.

Interessenkonflikt

Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt bezüglich der Veröffentlichung dieser Arbeit besteht.

Danksagungen

Diese Studie wurde gefördert durch ein Stipendium der Endo-Stiftung, Hamburg, und ein Stipendium von B Braun-Aesculap, Tuttlingen und der Ludwig-Maximilians-Universität München.