Anstehendes Scheitern bei der hart-harten totalen Hüftendoprothetik (PF)

Jedes Jahr werden in Italien etwa 60.000 Hüftprothesen implantiert. Die Lebensqualität der Patienten nach der Operation ist sehr gut, wie die klinische Erfahrung und die Literatur ausführlich belegen. Auf der Grundlage von Daten des einzigen vollständigen Hüftregisters in Italien, das in unserem Labor geführt wird (RIPO, Register für orthopädische Implantate in der Region Emilia-Romagna http://ripo.cineca.it) Die Überlebensrate der primären totalen Hüftprothese beträgt 95,6 % nach 9 Jahren. Gründe für eine Revision sind vor allem aseptische Lockerungen einer oder beider Komponenten (40 % der Gesamtzahl) und Luxationen (26 %), wobei letztere in den ersten beiden Jahren deutlich häufiger vorkommen. Weniger häufig sind Revisionen auf eine Sepsis (7 % aller Fälle), einen Knochenbruch (11 %), einen Prothesenbruch (3 %) oder Schmerzen (3 %) zurückzuführen.

Eine Revision kann unter anderem mit prothesenbezogenen Faktoren wie der Fixierung am Knochen und der Gelenkkopplung zusammenhängen.

Nach den Erfahrungen von RIPO hatten in den letzten zehn Jahren 32 % der Implantate beide Gelenkkomponenten aus Keramik, 34 % hatten einen Metallkopf und eine Kunststoffauskleidung, 24 % einen Keramikkopf und eine Kunststoffauskleidung und bei 10 % waren beide Komponenten aus Metall.

Jede Lösung hat Stärken und Schwächen. Diese wurden identifiziert und klinisch angewendet, um die bei der vorherigen Lösung festgestellten Einschränkungen Schritt für Schritt zu überwinden.

Es hat sich gezeigt, dass Aluminiumoxid-Keramik-auf-Keramik-Lager (COC) wesentlich weniger Verschleißrückstände erzeugen als herkömmliche Metall-/Keramik-auf-Polyethylen-Lager. Darüber hinaus ist das Aluminiumoxid-Keramikmaterial selbst sowohl in Massen- als auch in Partikelform im Wesentlichen bioinert. Im Gegensatz zu Metall-auf-Metall-Lagern (MOM) gibt dieses Lagerpaar keine Metallionen in den Körper ab, weder aus der Gelenkverbindung noch durch die Zersetzung von Abnutzungsrückständen. Die Schwächen von Keramik-auf-Keramik-Lagern zeigen sich in der Sprödigkeit des Materials. Keramik kann in sehr seltenen Fällen aufgrund eines Traumas oder einer Fehlstellung brechen. Darüber hinaus kann das Auftreten von Geräuschen beim Gehen des Patienten für den Patienten selbst äußerst störend sein und zu einer Revision führen. Diese beiden Lösungen stellen einen neueren Vorschlag dar, den die Technologie vorgeschlagen hat, um das Verschleißproblem zu überwinden.

Harte Komponenten auf Kunststoff haben das ungelöste Problem der Abnutzung von Ablagerungen, die zu Osteolyse und dem daraus resultierenden Versagen des Implantats führen. Das Problem wurde durch die Einführung von vernetztem Polyethylen nur teilweise gelöst, um das tribologische Verhalten des Kunststoffs zu verbessern.

Das Rizzoli-Institut ist das einzige öffentliche monospezialisierte Forschungskrankenhaus in Italien. Jährlich werden hier im Bauwerk knapp 500 Hüftprothesen-Revisionen durchgeführt. Aufgrund der hohen Spezialisierung werden hier schwierige Fälle aus dem ganzen Land behandelt, nicht nur wenn die Anatomie des Patienten geschädigt ist (Hüftluxation, posttraumatische Arthritis), sondern auch häufiger, wenn das Implantat versagte.

Ziel des Forschungsvorschlags ist die Untersuchung zweier seltener und weniger erforschter Frühsymptome eines Versagens:

• „Noise Hip“ in Keramik-auf-Keramik-Totalendoprothetik der Hüfte
• Schmerzen bei Metall-auf-Metall-Hüftendoprothetik Auch wenn diese beiden Situationen zahlenmäßig nicht so wichtig sind, sind sie äußerst relevant, da sie einem Versagen der Prothese vorausgehen. Wenn sie eindeutig identifiziert werden, könnten sie ein wirksames Instrument zur Früherkennung drohender Ausfälle darstellen.

Der erste Punkt wird durch einen CT-Scan der Patienten untersucht, um das Impingement oder die Instabilität der Prothese sowie eine Nadelaspiration für Synovialflüssigkeit zu beurteilen. Die Flüssigkeit wird anhand einer in unserem Labor festgelegten Trenn- und Analysemethode in der Rasterelektronenmikroskopie untersucht, um Keramikabrieb zu identifizieren.

Der Ton wird mithilfe eines tragbaren Sensorsatzes aufgezeichnet, der in der Lage ist, die beim ebenen Gehen erzeugten Gelenkgeräusche aufzuzeichnen. Diese Instrumente werden mit Bewegungsanalysetechnologie gekoppelt, um eine zeitliche Korrelation zwischen dem aufgezeichneten Geräusch und dem Gangzyklus bereitzustellen. Es wird in der ersten Phase des Projekts entwickelt. Parallel dazu werden Oberflächenanalysen an Fundstücken durchgeführt, die seit dem Jahr 2000 im Labor gelagert werden. Dies ist eine der größten Fundstudien, die jemals in unserem Land durchgeführt wurde. Schadensart und Oberflächenrauheit beider Keramikkomponenten werden analysiert und mit klinischen Daten verglichen.

Abschließend wird die Studie in vitro mit einem Hüftsimulator abgeschlossen, um die möglichen klinischen Szenarien, die zu Hüftgeräuschen führen, zu reproduzieren, aufzuzeichnen und auf reproduzierbare und robuste Weise zu analysieren. Dies würde einen diagnostischen Ansatz ermöglichen, der auf Basis der erfassten Häufigkeiten die beteiligten Faktoren mit klinischen Ereignissen korrelieren könnte. Der zweite Punkt wird anhand der Dosierung zirkulierender Ionen, die von den Gelenkflächen stammen, und anhand der histologischen Klassifizierung von Vaskulitis in periimplantären Geweben untersucht. Tatsächlich gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass die lokale Freisetzung von Submikronpartikeln, die von Gelenkoberflächen abgenutzt werden, Metallionen (hauptsächlich Chrom und Kobalt) freisetzen kann, die für die lokale Infiltration von Lymphozyten verantwortlich sind. Insbesondere sind Cluster von Differenzierungsantigen 20 (CD20)-positiven B-Lymphozyten und Cluster von Differenzierungsantigen 3 (CD3)-positiven T-Lymphozyten und manchmal Cluster von Differenzierungsantigen 68 (CD68)-positiven Plasmazellen vorhanden. Die Zellen könnten auf einen bestimmten phlogistischen Zustand hinweisen, der für den Schmerz und schließlich für eine nachfolgende Revision verantwortlich ist.

Die an der untersuchten Bevölkerung gesammelten Daten werden ein besseres Verständnis der beiden Phänomene ermöglichen und möglicherweise neue therapeutische Ansätze für die Probleme vorschlagen.