Vragen en antwoorden over metaal op metaal heupprotheses Geachte heer / mevrouw,
Er is recent veel negatieve berichtgeving in de media geweest omtrent metaal op metaal heupprotheses. Als gebruiker van de BHR heupprothese willen wij u graag dieper in de materie van deze techniek meenemen.
Onderstaand vind u een samenvatting van de meest gestelde vragen en bijbehorende antwoorden met betrekking tot metaal op metaal heupprotheses.
Mocht u naar aanleiding hiervan vragen of opmerkingen hebben, aarzel dan niet om contact met uw behandelend arts op te nemen.
Met vriendelijke groet,
Maatschap Orthopedie Stadskanaal
Geschiedenis Kobalt-chroom Kobalt-chroom is een legering die sinds de jaren ‟30 van de vorige eeuw voor orthopedische toepassingen wordt gebruikt. Vanwege de eigenschappen wordt kobalt-chroom gebruikt om zeer dunne onderdelen van metaal te fabriceren met weinig kans dat deze breken. Van kobalt-chroom implantaten is bekend dat ze metaalionen afgeven aan het lichaam. Hoewel metaal-op-metaal heupimplantaten al meer dan 40 jaar worden gebruikt, wordt nog steeds onderzoek uitgevoerd naar de klinische gevolgen op lange termijn.
Waardoor komen er metaalionen in het lichaam? Kobalt, chroom en molybdeen zijn de belangrijkste bestanddelen van deze legering. De bestanddelen zijn natuurlijke elementen die essentieel zijn voor de mens. Ze komen ook voor in water en voedsel. Kobalt is een onderdeel van vitamine B12. Chroom zorgt voor insulineactiviteit en is essentieel voor energiefuncties van de cel. Molybdeen is eveneens noodzakelijk voor diverse cellulaire functies. Het niermechanisme zorgt voor het afvoeren van de overmaat hiervan. Er zijn meetbare hoeveelheden metaalionen aanwezig in het bloed en de urine van patiënten zonder metalen implantaten, in het algemeen in de orde van grootte van 1 ppb of minder. Als metalen implantaten, zoals bijvoorbeeld een knieprothese, worden gebruikt nemen de concentraties van de metaalionen in het bloed aanvankelijk toe, en vervolgens af, maar ze keren niet terug naar de concentraties van voor de operatie.
Bestaan er vaststaande veilige spiegels? In een onderzoek naar heupfalen concludeerden de onderzoekers dat serumchroomspiegels van 17 deeltjes per miljard en serumkobaltspiegels van 19 deeltjes per miljard onveilig zijn en gepaard gaan met implantaatfalen en overmatige slijtage en metaalverkleuring van weefsels1. Gerapporteerd is dat een meerderheid van patiënten met een goed functionerend heupimplantaat een serumkobaltspiegel had van minder dan 4 deeltjes per miljard en een serumchroomspiegel van minder dan 5 deeltjes per miljard2.
Wat is het effect van metaalionen in het lichaam op de patiënt? Metaal-op-metaal heupprotheses worden al meer dan veertig jaar gebruikt. Omdat deze protheses steeds vaker worden gebruikt bij jonge actieve patiënten, bestaan er zorgen met betrekking tot mogelijke onbekende nadelige effecten. Hoewel er onderzoeken zijn die chromosoomveranderingen laten zien die verband houden met toegenomen concentraties metaalionen, zijn dergelijke veranderingen ook waargenomen bij patiënten met andere soorten heup- en knieprotheses, inclusief articulerende onderdelen van metaal-oppolyethyleen en keramiek. Scandinavische onderzoeken hebben geen toename van het voorkomen van kanker laten zien bij een groep patiënten met metaal-op-metaal implantaten die meer dan dertig jaar werden gevolgd. Recente onderzoeken laten zien dat bepaalde metaal-op-metaal implantaten waarschijnlijk meer metaalionen af zullen geven en sneller zullen falen doordat de materialen en het ontwerp niet optimaal zijn. De ervaring van de chirurg en de positionering van het implantaat blijkt cruciaal te zijn voor de mate van afgifte van metaalionen.
Wat is ALVAL? ALVAL of „Aseptic Lymphocytic Vasculitis and Associated Lesions' is een lokaal door lymfocyten aangestuurde immunologische overgevoeligheidsreactie op metaalionen of eiwitcomplexen die door alle articulatievormen kan worden veroorzaakt. Dit komt zeer zelden voor, en er blijkt geen verband te zijn met basale preoperatieve metaalgevoeligheidstests.
Wat is een pseudotumor? Sommige patiënten met een prothese ervaren pijn of ongemakken die verband houden met een vaste massa of een met vloeistof gevulde holte met beschadiging van omringende spieren, weke delen en bot. De prothese moet dan gereviseerd worden. Deze pseudotumoren zijn aangetroffen bij verschillende soorten articulerende oppervlakken
gemaakt van metaal, polyethyleen en keramiek, zowel in heupen als in knieën.
Is er een vastgesteld verband tussen metaalionen en pseudotumoren? Een zeer klein percentage van de patiënten kan pseudotumoren ontwikkelen bij overmatige slijtage. Er komen steeds meer aanwijzingen dat de meerderheid van deze pseudotumoren verband houdt met overmatige slijtage, meestal als gevolg van onjuiste positionering van de prothese. Deze kunnen verband houden met het feit dat de patiënt overgevoelig (allergisch) is voor een van de metalen in het articulerende onderdeel. Patiënten met een bekende geschiedenis van allergie voor metalen voorwerpen, zoals juwelen, moeten nauwkeurig worden onderzocht voor de heupoperatie om te bepalen of ze reageren op een van de metalen die in de legering aanwezig zijn.
Metaalionen en het BHR™-systeem? Het BHR-systeem heeft een zeer lange staat van dienst wat betreft doorlopend onderzoek naar metaalionen bij patiënten na implantatie van een prothese
6,7
. Uit de resultaten blijkt
consistent dat in de eerste 6 maanden tot 2 jaar na de ingreep de kobalt- en chroomspiegels in bloed en urine verhoogd zijn 8. In de jaren daarna is een geleidelijke daling van de ionenspiegels te zien, al worden de preoperatieve spiegels niet meer gehaald. Wanneer de componenten verkeerd worden geïmplanteerd, ontstaat risico op overmatige slijtage9. Gebleken is echter dat verkeerd positioneren van componenten bij het BHRsysteem minder problemen oplevert dan bij sommige andere resurfacing protheses
10
.
Waarom is iedereen plotseling zo bezorgd? Hoewel metaal-op-metaal heupprotheses al meer dan vier decennia worden gebruikt, is het gebruik in de afgelopen tien jaar aanzienlijk toegenomen. De afgelopen drie jaar hebben bepaalde instellingen falen gerapporteerd dat verband houdt met pseudotumoren. Bovendien is aangetoond dat deze patiënten wanneer ze gereviseerd worden een slechter resultaat hebben dan patiënten die om andere redenen gereviseerd werden. In bepaalde
instellingen is het grotere aantal gevallen het gevolg van belasting van de cuprand, wat een incorrecte plaatsing van het onderdeel doet vermoeden17. In andere instellingen18,19 bleken een aantal specifieke protheses verantwoordelijk te zijn voor het grote aantal gevallen van falen. Er zijn andere meldingen geweest die hebben doen vermoeden dat wanneer klinisch bewezen prothesen werden gebruikt en goed werden geïmplanteerd, dergelijk falen zeer zelden voorkomt.
Wat is het effect van de implantatiehoek? Er komen steeds meer aanwijzingen dat overmatige concentraties metaalionen en het grootste deel van de pseudotumoren verband houden met overmatige slijtage17, meestal te wijten aan onjuiste plaatsing van de prothese
9,20
. Wanneer de kop en in het bijzonder de
cup niet op de juiste wijze zijn geplaatst, dan zal de cup aan de randen overmatig slijten. Deze overmatige slijtage leidt tot hoge concentraties metaalionen en mogelijk tot pseudotumoren. Onderzoeken die worden uitgevoerd op protheses laten zien dat alle componenten die werden gereviseerd vanwege een pseudotumor tekenen van slijtage aan de randen lieten zien, wat wijst op een verkeerde plaatsing van de prothese17. Er had zich geen pseudotumor ontwikkeld bij een prothese die geen belasting van de randen liet zien. Dit bewijst dat de positionering van het implantaat een belangrijk effect heeft op het slagen of falen van een prothese.
Welke invloed heeft het ontwerp en gebruikte materiaal van de prothese? Variabelen zoals het ontwerp van de cup, de positionering hiervan en cupvervorming lijken een grote rol te spelen14,15. Het ontwerp en toegepaste materiaal van de prothese blijkt sterk van invloed te zijn op de te behalen resultaten. Protheses waarbij beide componenten vervaardigd zijn uit “As Cast” kobalt chroom waarbij het carbidegehalte behouden blijft, zijn aantoonbaar minder aan slijtage onderhevig. Klinische resultaten tonen aan dat protheses met beperkte clearance meer risico hebben op component falen. Dit wordt mede veroorzaakt doordat bij een te beperkte clearance de metaal op metaal articulatie door de gewrichtsvloeistof niet goed kan worden gescheiden. Dit is het gevolg van
tolerantieverschillen tijdens het fabricageproces en deflectie van de cup bij implantatie.
Wat is het effect van de operatietechniek? Heupresurfacing is mogelijk moeilijker uit te voeren dan een totale heupprothese. Het implanteren van de resurfacing prothese in de juiste positie is van zeer groot belang. Daarom hebben voldoende chirurgische training en de juiste operatietechniek een effect op het langetermijn succes of falen van deze implantaten. De aanbevolen positie voor een acetabulair onderdeel voor het BHR-systeem is onder een hoek van 40-45 graden en 15-20 graden anteversie voor een lange levensduur van het implantaat.
Waarom bestaat bij kleinere maten protheses en vrouwen een grotere kans op revisie bij heupresurfacing? In 2009 meldde het Australische implantatenregister dat protheses met een diameter van het femurkopimplantaat kleiner dan 50 mm een grotere kans op revisie bij heupresurfacing lieten zien22. Doordat de meerderheid van vrouwelijke patiënten een femurkopgrootte kleiner dan 50 mm heeft leidt dit tot een hoger aantal revisies dan bij mannelijke patiënten. Een recent onderzoek liet zien dat hoewel vrouwelijke patiënten aanvankelijk een grotere kans op revisie lijken te hebben, deze grotere kans verband houdt met verschillen in de grootte van het femurcomponent en zo indirect verband houdt met het vrouwelijk geslacht. Er werd aangetoond dat de meest voorkomende oorzaak van het falen bij kleinere onderdelen een femurhalsfractuur of het instorten van de femurkop is. Met 56% (14/25) aseptische revisies bij femurkopgroottes met een diameter kleiner dan 50mm die om deze redenen werden uitgevoerd23. Er dient goed te worden opgelet dat beschadiging van de femurhals tijdens de chirurgische procedure wordt voorkomen, evenals een varuspositie van het femurcomponent, waarvan is aangetoond dat dit de kans op fractuur van de femurhals vergroot24.
Wereldwijd gepubliceerde klinische resultaten van het BHR-systeem. Auteur Daniel et al. JBJS, 2004 25 De Smet. Hip Intl, 2005 26 Treacy et al. JBJS, 2005 27 Pollard et al. JBJS, 2006 28
Locatie
Overleving
Birmingham, VK
446
99,8%
4
Gent
200
99,5%
1,5
Birmingham, VK
144
99,0%
5
54
94,0%
6
230
99,1%
5
50
96,0%
5
Oxford, VK
610
95,1%
7
Kent & Sussex, VK
110
96,3%
6
653
95,7%
8
2123
97,5%
5
Hull, VK
117
91,5%
7
Australi
8427
95%
8
518
95,4%
10
Bristol, VK
Hing et al. JBJS, 2007 29 Melbourne, Aus Nishi et al. JOA, 2007 30 Steffen et al. JBJS, 2008 31 Heilpern et al. JBJS, 2008 32 Kahn et al. JOA, 2009 33
Osaka, Japan
Wereldwijd, 8 landen, 58 chirurgen
McBryde et al. JBJS, 2010 Birmingham, VK, 10 23 Madhu et al. JOA, 2010 34 Australian Joint Registry 2009 35 Oswestry Registry 36
Follow-up
N
chirurgen
Wereldwijd, 16 landen, 18 chirurgen
(jaren)
Referenties 1. De Smet K, De Haan R, Calistri A, Campbell PA, Ebramzadeh E, Pattyn C, Gill HS. Metal ion measurement as a diagnostic tool to identify problems with metal-on-metal hip resurfacing. J Bone Joint Surg Am. 2008 Nov;90 Suppl 4:202-8. 2. Campbell PA, Orsouw MV, Gill HS, DeSmet KA. Interpretation of Metal Ion Levels after Metal-On-Metal Hip Resurfacing. Poster P100. American Academy of Orthopaedic Surgeons New Orleans LA 2010 3. Daniel J, Ziaee H, Kamali A, Pradhan C, BandT, McMinn D.J.. Ten-year results of a double-heat-treated metal-on-metal hip resurfacing. J Bone Joint Surg Br. 2010 Jan;92(1):20-7 4. Langton D.J., Sprowson AP, Joyce TJ, Reed M, Carluke I, Partington P, Nargol AV. Bloodmetal ion concentrations after hip resurfacing arthro-plasty: a comparative study of articular surface replacement and Birmingham Hip Resurfacing arthroplasties. J Bone Joint Surg Br. 2009 Oct;91(10):1287-95 5. Willert HG, Buchhorn GH, Fayyazi A, Flury R, Windler M, Köster G, Lohmann CH. Hip Joints. A Clinical and Histomorphological Study Metal-on- Metal Bearings and Hypersensitivity in Patients with Artificial. J Bone Joint Surg Am. 2005;87:28-36. 6. Daniel J, Ziaee H, Pradhan C, Pynsent PB, McMinn D.J.. Bloodand urine metal ion levels in young and active patients after Birmingham hip resurfacing arthro-plasty: four-year results of a prospective longitudinal study. J Bone Joint Surg Br. 2007 Feb;89(2):169-73 7. Daniel J, Ziaee H, Pradhan C, McMinn D.J.. Six-year results of a prospective study of metal ion levels in young patients with metal-on-metal hip resurfacings. J Bone Joint Surg Br. 2009 Feb;91(2):176-9 8. Heisel C, Streich N, Krachler M, Jakubowitz E, Kretzer JP. Characterization of the Running-in Period in Total Hip Resurfacing arthro-plasty An in Vivo and in Vitro Metal Ion Analysis. J Bone Joint Surg Am. 2008;90(Supplement_3):125-133 9. De Haan R, Campbell PA, Su EP, De Smet KA. Revision of metal-on-metal resurfacing arthro-plasty of the hip: THE INFLUENCE OF MALPOSITIONING OF THE COMPONENTS. J Bone Joint Surg Br. 2008;90-B(9):1158-1163. 10.Langton D.J., Jameson SS, Joyce TJ, Webb J, Nargol AV. The effect of component size
and orientation on the concentrations of metal ions after resurfacing arthro-plasty of the hip. J Bone Joint Surg Br. 2008 Sep;90(9):1143-51 11.Daniel J, Ziaee H, Salama A, Pradhan C, McMinn D.J.W. The effect of the diameter of metal-on-metal bearings on systemic exposure to cobalt and chromium. J Bone Joint Surg Br. 2006;88-B(4):443-448 12.De Haan R, Campbell P, Reid S, Skipor AK, De Smet K. Metal ion levels in a triathlete with a metal-on-metal resurfacing arthro-plasty of the hip. J Bone Joint Surg Br. 2007;89B(4):538-541 13.Heisel C, Silva M, Skipor AK, Jacobs JJ, Schmalzried TP. The Relationship Between Activity and Ions in Patients with Metal-on-Metal Bearing Hip Prostheses. J Bone Joint Surg Am. 2005;87(4):781-787. 14.Isaac GH, Cobb AG, McLenan-Smith R, Oakeshott RD, O‟Sullivan T, Schmalzried TP. Metal Ion Levels and Component Positioning After Surface Replacement of the Hip. Early Results. ORS Poster Presentation 2008. 15.Isaac GH, Siebel TP, Schmalzried TP, Cobb AG, O‟Sullivan T, Oakeshott RD, Flett M, Vail TP. Vail TP. Development rationale for an articular surface replacement: a science-based evolution. IMechE 2006 Proc. IMechE Vol. 220 Part H: J. 16.Daniel J, Ziaee H, Pradhan C, McMinn D.J.. Systemic metal exposure in large- and smalldiameter metal-on-metal total hip replacements. Orthopedics. 2008 Dec;31(12 Suppl 2). 17.Kwon YM, Glyn-Jones S, Simpson D.J., Kamali A, McLardy-Smith P, Gill HS, Murray DW. Analysis of wear of retrieved metal-on-metal hip resurfacing implants revised due to pseudotumours. J Bone Joint Surg Br. 2010 Mar;92(3):356-61. 18.Toms AP, Marshall TJ, Cahir J, Darrah C, Nolan J, Donell ST, Barker T, Tucker JK. MRI of early symptomatic metal-on-metal total hip arthro-plasty: a retrospective review of radiological findings in 20 hips. Clin Radiol. 2008 Jan;63(1):49-58 19.Jameson SS, Langton D.J., Nargol AV. Articular surface replacement of the hip: a prospective single-surgeon series. J Bone Joint Surg Br. 2010 Jan;92(1):28-37 20.Hart AJ, Buddhdev P, Winship P, Faria N, Powell JJ, Skinner JA. Cup inclination angle of greater than 50 degrees increases whole bloodconcentrations of cobalt and chromium ions after metal-on-metal hip resurfacing. Hip Int. 2008 Jul-Sep;18(3):212-9. 21.Lee SM, Kinbrum A, Vassiliou K, A. Unsworth A, Kamali A. Wear of a new 50mm BHR
modular head and existing worn acetabular cup in a simulated femoral revision procedure. Centre for Biomedical Engineering School of Engineering, Durham University, UK, 2006. 22.Table HT32. Australian Orthopaedic Association National Joint Replacement Registry Annual Report. Adelaide: AOA; 2009. 23.McBryde CW, Theivendran K, Thomas AMC, Treacy RBG, Pynsent PB. The Influence of Head Size and gender on the Outcome of Birmingham Hip Resurfacing. J Bone Joint Surg Am. 2010;92:105-112. 24.Shimmin AJ, Back D. Femoral neck fractures following Birmingham hip resurfacing: A NATIONAL REVIEW OF 50 CASES. J Bone Joint Surg Br. 2005;87-B(4):463-464. 25.Daniel J, Pynsent PB, McMinn D.J.W. Metal-on-metal resurfacing of the hip in patients under the age of 55 years with osteoarthritis. J Bone Joint Surg Br. 2004;86-B(2):177-184. 26.De Smet KA, Pattyn C, Verdonk R. Early results of primary Birmingham hip resurfacing using a hybrid metal-on-metal couple. Hip Int. 2002;12(2):158-162. 27.Treacy RBC, McBryde CW, Pynsent PB. Birmingham hip resurfacing arthro-plasty: A MINIMUM FOLLOW-UP OF FIVE YEARS. J Bone Joint Surg Br. 2005;87-B(2):167-170. 28.Pollard TCB, Baker RP, Eastaugh-Waring SJ, Bannister GC. Treatment of the young active patient with osteoarthritis of the hip: A FIVE- TO SEVEN-YEAR COMPARISON OF HYBRID TOTAL HIP arthro-plasty AND METAL-ON-METAL RESURFACING. J Bone Joint Surg Br. 2006;88- B(5):592-600. 29.Hing CB, Back DL, Bailey M, Young DA, Dalziel RE, Shimmin AJ. The results of primary Birmingham hip resurfacings at a mean of five years: AN INDEPENDENT PROSPECTIVE REVIEW OF THE FIRST 230 HIPS. J Bone Joint Surg Br. 2007;89-B(11):1431-1438. 30.Nishii T, Sugano N, Miki H, Takao M, Koyama T, Yoshikawa H. Five-year results of metalon-metal resurfacing arthro-plasty in Asian patients. J arthro-plasty. 2007;22(2):176-183. 31.Steffen RT, Pandit HP, Palan J, Beard D.J., Gundle R, McLardy-Smith P, Murray DW, Gill HS. The five-year results of the Birmingham Hip Resurfacing arthro-plasty: AN INDEPENDENT SERIES. J Bone Joint Surg Br. 2008;90-B(4):436-441. 7 32.Heilpern GNA, Shah NN, Fordyce MJF. Birmingham hip resurfacing arthro-plasty: A SERIES OF 110 CONSECUTIVE HIPS WITH A MINIMUM FIVEYEAR CLINICAL AND RADIOLOGICAL FOLLOW-UP. J Bone Joint Surg Br. 2008;90-B(9):1137-1142. 33.Khan M KJ, Edwards D, Robinson E, Richardson JB. . Birmingham Hip arthro-plasty: Five
to Eight Years of Prospective Multicenter Results. The Journal of arthro-plasty 2009;Vol. 24( No. 7):1044-1050. 34.Madhu TS, MRCS, Akula MR, Raman RN, Sharma HK, Johnson VG. The Birmingham Hip Resurfacing Prosthesis An Independent Single Surgeon's Experience at 7-Year Follow-Up J arthro-plasty. 2010; epub ahead of print 35.Table HT 46. Australian Orthopaedic Association National Joint Replacement Registry Annual Report. Adelaide: AOA; 2009. 36.Robinson E, Richardson JB, Khan M. MINIMUM 10 YEAR OUTCOME OF BIRMINGHAM HIP RESURFACING (BHR), A REVIEW OF 518 CASES FROM AN INTERNATIONAL REGISTER. Oswestry outcome centre, Oswestry, UK. Orthopaedic Reconstruction & Trauma
