Histopathologische Klassifikation der Synovialis bei dysfunktioneller Endoprothese des oberen Sprunggelenks

Abstract

Einleitung Die für Hüftgelenk und Knie entwickelte erweiterte Konsensusklassifikation der Synovia like Interface-Membran (SLIM) liefert einen wichtigen Beitrag zur Abklärung von Endoprothesendysfunktionen. Eine standardisierte histopathologische Klassifikation zur ätiologischen Einordnung dysfunktioneller Endoprothesen im oberen Sprunggelenk (OSG) existiert jedoch bislang nicht. Ziel dieser Arbeit ist 1- die Anwendung der SLIM-Klassifikation bei dysfunktioneller OSG-Endoprothese mit Berücksichtigung lokalisationsspezifischer Aspekte. 2-Die ätiologische Abklärung von periprothetischen Pseudozysten 3-die genaue Erfassung der proliferativen Aktivität (Ki67) in der Umgebung einer Osteolyse mit einer neu entwickelten Quantifizierungssoftware (sog. Inflammationsquantifier). Material/Methode Gewebeproben von insgesamt 159 Patienten wurden nach den Kriterien der erweiterten Konsensusklassifikation standardisiert untersucht. 117 Fälle entstammten dem oberen Sprunggelenk (OSG). Die Kontrollgruppe beinhaltete 42 Gewebeproben überwiegend von Hüftgelenk und Knie. Partikelidentifikation und -charakterisierung erfolgten mit dem Partikelalgorithmus. Von allen OSG- Pseudozysten sowie von 19 Kontrollfällen wurde eine Ki-67-Immunhistochemie durchgeführt und die Ki67-Proliferationsfraktion bestimmt. Die Auswertung erfolgte automatisiert mit dem sog. Inflammationsquantifier und durch manuelles Auszählen am Computerbildschirm. Ergebnisse Die SLIM-Klassifikation ist grundsätzlich auf die dysfunktionelle OSG-Endoprothetik übertragbar. In 39 OSG-Endoprothetikfällen (33,3%) lag eine periprothetischen Pseudozyste mit den histopathologischen Merkmalen des entsprechenden SLIM- Subtyps vor. Bei periprothetischen Pseudozysten war ein SLIM-Typ I (abriebinduzierter Typ) in 20/39 Fällen nachzuweisen (51,3%). In 1/39 Fällen lag ein infektiöser Typ/SLIM Typ II (2,6%) vor, in 3/39 Fällen ein Mischtyp/SLIM Typ III (7,7%), in 10/39 Fällen ein Indifierenztyp/SLIM Typ IV (33,3%) und in 2/39 Fällen (5,1%) eine endoprothesenassoziierte Arthrofibrose (EAF). Die SLIM-Häufigkeiten in nicht- zystischen OSG-Fällen sind in 33/78 Fällen dem SLIM-Typ I (42,3%), 12/78 Fällen dem SLIM-Typ II (15,4%) 1/78 Fall dem SLIM-Typ III (1,3%), 28/78 Fällen dem SLIM-Typ IV (35,9%), 2/78 Fällen der endoprothesenassoziierten Arthrofibrose (2,6%) und 2/78 Fällen dem nekroseprädominanten Typ NOS (not other specified) zuzuordnen (2,6%). Die Ki67-Quantifizierung erbrachte mit einem Mittelwert von 14% eine signifikant gesteigerte Proliferationsrate in OSG-Zysten (p-Wert = 0.02037). Calciumpyrophosphat war signifikant häufiger im oberen Sprunggelenk (n=27) als in Hüftgelenk und Knie nachweisbar (n=1); p-Wert = 0.004782. Schlussfolgerung Bei periprothetischen Pseudozysten ist der überdurchschnittliche Nachweis eines abriebinduzierten SLIM-Typs (Typ I) mit der signifikant erhöhten Ki67-Proliferationsfraktion als intraossäre Abriebsynovialitis zu werten. Eine hohe mechanische Belastung kann zur vermehrten Freisetzung von Abriebpartikeln führen, die zur Entstehung einer proliferationsaktiven proinflammatorischen Umgebung mit pseudozystischer Osteolysenbildung einhergeht. Der Ki67-Inflammationsquantifier ist ein geeignetes Instrument für die objektive Quantifizierung proliferierender Zellen. Vorgeschlagen wird ein vereinfachtes Klassifikationssystem für die dysfunktionelle Endoprothetik des oberen Sprunggelenks zur Erfassung von periprothetischen Zysten (ZY), Calciumpyrophophat (CPPD); Ossifikationen (OSS) und Ki67-Proliferationsfraktion (SLIM OSG-Score: SLIM Type I-IV/EAF, ZY+/-, CPPD+/-, OSS+/-, Ki67%).

Introduction Histopathological standardisation concerning endoprosthetical dysfunctions after total ankle replacement (TAR) does not exist. The histopathological Consensual Classification of the synovia like interface membrane (SLIM) was originally developed for periprosthetical membranes of knee and hip. The aim is 1- to develop a SLIM-subclassification especially for periprosthetical membranes of the ankle joint. 2- aetiological investigation of periprosthetic pseudocysts after total ankle replacement (TAR). 3- detailed measurement of osteolysis associated inflammation by using a new developed Ki67-Quantifier for use in inflamed tissue (Inflammation-Quantifier) in comparison to manually counted quantiflcation. Material/Method 159 ankle cases were examined with the standardised histopathological Consensus Classification including the particle algorithm. 117 cases derived from periprosthetical membranes after total ankle replacement (TAR), devided in regular periprosthetical membranes (n=78) and pseudocystic structures (n=39). The control group was determined by 42 specimens mainly from hip and knee. In all pseudocystic TAR-cases and 19 control cases a immunhistochemical examination with Ki67 was performed, evaluated by Ki67-Inflammation-Quantiflcation in comparison to manually counted Ki67-Index. Results The Consensual Classification of Synovia like Interface membrane fundamentally applies to periprosthetic membranes of the ankle joint. In pseudocystic structures SLIM Type I was over average. Periprosthetic pseudocysts were detectable in 33.3% of all ankle cases (n=39). In periprosthetic pseudocysts SLIM type I was detected in 20/39 cases (51.3%), SLIM type II in 1/39 cases (2.6%), SLIM type III in 3/39 cases (7.7%), SLIM type IV in 10/39 cases (33.3%) and endoprosthesis-associated arthrofibrosis (EAF) in 2/39 cases (5.1%). In non- cystic cases of periprosthetic ankle membranes a SLIM type I was diagnosed in 33/78 cases (42.3%), SLIM type II in 12/78 cases (15.4%), SLIM type III in 1/78 cases (1.3%), SLIM type IV in 28/78 cases (35.9%), endoprosthesis associated arthrofibrosis in 2/78 cases (2.6%) and necrosis-predominated Type NOS (not other specified) in 2/78 cases (2.6%). The Ki67-Index was significantly over average in periprosthetical pseudocysts (p-Score = 0.02037). One important finding were Calcium-Pyrophosphate-Depositions (CPPD) in ankle cases. Conclusion In periprosthetic pseudocysts SLIM-Type I was over average and the Ki67-Index was significantly increased, which can be interpreted as local destructive intraosseus synovialitis associated to wear debris. This can be caused by high mechanical stress in ankle endoprosthesis. The Ki67-Inflammation-Quantifier is a suitable computational tool for use in inflamed tissues. Proposed is a simplified classification scoring-system: Assigning to SLIM-Subtypes I-IV/EAF/NOS, periprosthetic cysts (ZY), Calciumpyrophosphate-Depositions (CPPD), Ossifications (OSS) and Ki67-Index (SLIM TAR-Score: SLIM Type I-IV/EAF, ZY+/-, CPPD+/-, OSS+/, Ki67%).