Histopathologische Klassifikation der Neosynovialis bei Gelenk-Endoprothesen- Kurzstandzeit

Abstract

Einleitung: Die sog. Konsensusklassifikation der Neosynovials ermöglicht eine Differentialdiagnostik von infektiösen, partikelinduzierten, funktionellen und fibrotischen (Endoprothesen-assoziierte Arthrofibrose) Pathologien. Diese Klassifikation wurde erstmals auf ausschließlich arthroskopisch gewonnene Biopsien bei Endoprothesendysfunktion mit besonders kurzer Standzeit (maximal fünf Jahre) angewendet, um zu klären, ob bei Kurzstandzeiten eine von der bisherigen Konsensusklassifikation abweichende Histopathologie und somit möglicherweise auch divergente Pathogenese bestehen. Material und Methoden: Die histologischen Präparate wurden im Rahmen der Routinediagnostik bei Endoprothesendysfunktion arthroskopisch bei einliegenden Endoprothesen gewonnen. Anhand der HE-gefärbten Schnitte erfolgte nach den Kriterien der erweiterten Konsensusklassifikation der Neosynovialis die Beurteilung. Die Untersuchung wurde durch eine immunhistochemische Analyse und eine konfokale lasermikroskopische Begutachtung ergänzt. Ergebnisse: Bei einem Gesamtkollektiv von 83 Patienten bestand in 51 Fällen eine Kurzstandzeit (mittlere Standzeit 2 Jahre). Diese Gruppe wurde im Folgenden als gesondertes Kollektiv der Kurzstandzeitpathologien weiter untersucht. Histopathologisch ergaben sich in der Gruppe der Kurzstandzeitpathologien acht Fälle von bakterieller Infektion (Typ II gemäß Konsensusklassifikation), sieben partikel-induzierte Fälle (Typ I), acht Fälle von Endoprothesen-assoziierter Arthrofibrose und sieben Fälle vom Indifferenztyp (Typ IV). 20 Fälle ließen sich gemäß des Klassifikationschemas nicht definieren und wurden als NOS Typen („not otherwise specified“) bezeichnet: Histopathologisch fanden sich Ähnlichkeiten zu einer Typ IV-Neosynovialis. Neu hinzu kamen Nekrosenausbildung und Fibrininsudationen. Immunhistochemisch zeigte sich eine ausgeprägte Tenascin-Expression, deren Lokalisation signifikante Unterschiede (p < 0,05) zur Typ I- und Typ IV-Neosynovialis aufwies. In einem Fall waren sowohl die neu-definierten Kriterien des NOS-Typs als auch die Kriterien einer Arthrofibrose erfüllt. Schlussfolgerung: 1\. Es konnte bei Endoprothesenpathologien nach kurzer Standzeit (mittlere Standzeit 2 Jahre) ein neuer Neosynovialis-Subtyp charakterisiert werden, welcher nicht die Kriterien einer Typ I, II oder III Membran (somit nicht-infektiös und nicht- Abriebpartikel-induziert), und auch nicht die einer endoprothesenassoziierten Arthrofibrose erfüllt. Dieser Typus zeichnet sich durch eine kurze Standzeit der Gelenkendprothese, prädominierende Nekrosen und Fibrininsudationen aus. Daneben liegt eine ausgeprägte subsynoviale Tenascin-Expression vor. 2\. Es kann angenommen werden, dass Nekrosen in der Neosynovialis eine Ursache des nicht-abriebinduzierten und nicht-infektiösen Typs darstellen und als ein mögliches ursächliches Substrat der Ergussbildung bewertet werden können. Die immunhistochemische Tenascin-Expression ist als ein Ausdruck eines Gewebeumbaus („Tissue Repair“) zu interpretieren. Möglicherweise liegt eine rezidivierende Ischämie der Neosynovialis mit Nekrosenbildung vor, welche eine nicht-infektiöse und nicht-abriebinuzierte Ursache besitzt. Zu diskutieren ist eine Ischämie durch Mikrotraumatisierungen oder im Falle eines sehr kurzen Zeitintervalls eine postoperative Ischämie der Synovialis/Neosynovialis. 3\. Die erweiterte Konsenusklassifikation der Neosynovialis kann auf arthroskopisch gewonnenes Untersuchungsmaterial insbesondere auch auf Fälle mit Endoprothesenkurzstandzeit ohne Einschränkungen übertragen und angewendet werden.

Introduction: The Consensus classification of the neosynovialis allows a differentiation between infectious, particle-induced, functional and fibrotic pathologies. For the first time, this classification was exclusively applied to arthroscopically obtained biopsies from dysfunctional endoprostheses with short endurance (max. 5 years). Our goal was to investigate whether endoprostheses with short endurance displayed histopathologies not included in the Consensus classification and if so, whether a divergent underlying pathogenesis could be assumed. Materials and Methods: The histologic preparations were extracted arthroscopically from implanted endoprostheses as part of the routine diagnostic work-up of endoprosthesis dysfunction. We evaluated the HE-stained samples according to the criteria of the extended Consensus classification. The examination was completed by an immunohistochemical analysis and confocal laserscanning. Results: A short endurance of the endoprosthesis (average: 2 years) was detected in 51 of 83 cases. This subgroup was further examined. The histopathology yielded eight cases of bacterial infection (type II according to the Consenus classification), seven particle-induced cases (type I), eight cases of endoprosthesis-associated arthrofibrosis and seven cases of the indifferent type (type IV). 20 cases could not be defined by the common classification and were classified as NOS („not otherwise specified“): histopathologically they displayed similarities to the type IV-neosynovialis. New findings were necrosis and fibrin-insudation. The immunohistochemistry showed a distinct tenascin-expression with significantly different location to the type I- and type-IV-neosynovialis (p < 0,05). In one case both the criteria for NOS and arthrofibrosis were met. Conclusion: 1\. We were able to characterize a new neosynovialis subtype of endoprosthesis- pathologies found in endoprostheses with short endurance. This pathology does not comply with the criteria of infectious or particle-induced neosynovialis, nor does it meet the criteria of endoprothesis associated arthrofibrosis. The subtype we discovered is characterized by short endurance of the endoprosthesis, predominant necrosis and fibrin-insudation. Additionally, a distinct subsynovial tenascin- expression can be found. 2\. It can be assumed, that necrosis is the underlying cause of the non-particle-induced and non-infectious type and possibly may account for observed joint effusion. The tenascin-expression observed in the immunohistochemistry can be interpreted as an expression of tissue repair. It is possible that the neosynovialis undergoes recurrent ischemia leading to necrosis, without infectious or abrasive influences. Possible causes of neosynovialis-ischemia include microtrauma or – in the case of very short endurance – post-operative ischemia. 3\. The extended Consensus classification of neosynovialis can be transferred and applied to arthroscopically obtained samples and in particular to cases of endoprosthesis with short endurance.