Retrospektive Auswertung einer Studienkohorte von 86 Patienten nach Implantation einer schaftbasierten Metall-Metall-Großkopfhüftendoprothese im Zeitraum von 2004 – 2012 und Detektion möglicher Einfluss-/Risikofaktoren für eine Kobaltkonzentrationserhöhung im Vollblut

Abstract

Einleitung: Aufgrund der in jüngerer Vergangenheit auffällig erhöhten Revisionsraten schaftbasierter metallischer Großkopfhüftendoprothesen in internationalen Endoprothesenregistern untersagten nationale und internationale Konsensusempfehlungen seit Anfang 2012 die weitere Implantation dieses Prothesentypus. Ursächlich sind die gesteigerten Metallionenfreisetzungen aus der Kobalt-Chrom-Legierung und der Kopf-Konus- Steckverbindung, welche im periprothetischen Gewebe vielfältige biologische Reaktionen induzieren, die zu Weichgewebeschäden und über Knochenverluste zu einem Implantatversagen führen können. Bei Vorhandensein einer schaftbasierten metallischen Großkopfhüftendoprothese wird eine jährliche Nachuntersuchung mit Metallionenbestimmungen im Vollblut und ggf. weiterführender radiologischer Schnittbildgebung in Abhängigkeit der Untersuchungsbefunde empfohlen. Es ist bisher noch nicht vollständig geklärt, welche Einflussfaktoren eine gesteigerte Metallionenfreisetzung verursachen oder welche Patientengruppe besonders betroffen ist. Daher war das Ziel dieser retrospektiven Arbeit die Daten der jährlichen Verlaufskontrollen des Patientenkollektives mit schaftbasierten metallischen Großkopfhüftendoprothesen zu nutzen, um dieses nach möglichen implantat- oder patientenspezifischen Einfluss- und Risikofaktoren auf eine Metallionenerhöhung zu untersuchen. Methodik: Zwischen dem 23.03.2004 und dem 22.02.2012 wurden in den DRK Kliniken Berlin 569 schaftbasierte metallische Großkopfhüftendoprothesen bei 533 Patienten implantiert. 86 Patienten mit 97 Hüftendoprothesen von insgesamt 233 nachuntersuchten Patienten mit einem mittleren Nachuntersuchungs-Follow-up von vier Jahren (SD 1) konnten in diese retrospektive Untersuchung mit Blutabnahme, klinischer Untersuchung, radiologischer Diagnostik und vereinzelt weiterführender radiologischer Schnittbildgebung eingeschlossen werden. Die Arbeit umfasst 23 männliche und 63 weibliche Patienten mit einem mittleren Alter zum Zeitpunkt der Endoprothesenimplantation von 67 Jahren (SD 8,3). Untersucht wurden die potentiellen Einflussfaktoren: Prothesenkopfgröße, Pfannengröße, Halslänge, Implantatfirma, Prothesenschafttyp, Doppelimplantation, Operationsindikation, Patientenalter zum Operationszeitpunkt, Geschlecht, Prothesenschaftstellung, Pfanneninklination, Vorliegen von Osteolysen und BMI. Die statistische Auswertung möglicher Zusammenhänge zwischen den untersuchten potentiellen Einflussfaktoren und dem primären Endpunkt, der Kobaltkonzentrationserhöhung im Vollblut (Surrogatparameter), erfolgte mit der Korrelationsanalyse und der logistischen Regression. Ergebnisse: Die laborchemische Kobaltbestimmung aus dem Vollblut mit der Graphitrohr-Atomabsorptionsspektrometrie ergab bei 75 Prothesen (77,3 %) erhöhte Kobaltkonzentrationen ≥ 2 μg/l mit einem Follow-up von fünf Jahren (SD 1,8) nach Primärimplantation. 44,3 % lagen im Kontrollbereich (2 – 7 μg/l), 21,6 % lagen über 7 μg/l und 11,3 % sogar über 20 μg/l. In dieser Arbeit konnte nur für den untersuchten potentiellen Einflussfaktor, nämlich das Alter über 65 Jahre zum Implantationszeitpunkt, ein statistisch signifikanter Zusammenhang für eine Kobaltkonzentrationserhöhung im Vollblut festgestellt werden. Schlussfolgerung: Trotz dieses identifizierten Einflussfaktors bleibt eine ressourcenschonende Nachuntersuchung des Patientenkollektives unmöglich, so dass die Metallionenanalyse im Blut aller metallischen Großkopfhüftendoprothesen weiterhin zentraler Screeningbestandteil der Nachuntersuchung bleibt.

Introduction: Due to the recent increase of revision rates of metal on metal total hip arthroplasty (MoM THA) in international arthroplasty registries, national and international consensus recommendations have forbidden the further implantation of this type of prosthesis since the beginning of 2012. The reasons for the increased revision rates are the increased metal ion release from the cobalt chromium alloy and the fretting corrosion, inducing multifaceted biological reactions in the periprosthetic tissue, leading ultimately to implant failure. An annual examination of the metal ions in blood and eventual further imaging (CT or MRI) is recommended by patients with a MoM THA. It is unclear which factors lead to an increased level of free metal ions. As a result, the goal of this retrospective study was to use the data from our annual follow-up examinations of the patient collective with MoM THA in order to identify possible implant or patient specific factors leading to raised metal ions levels. Methods: Between March 23rd, 2004 and February 22nd, 2012, 569 MoM THA were implanted in 533 patients at the DRK Kliniken Berlin. 86 patients with 97 hip arthroplasties from a total of 233 follow-up patients with an average examination-follow-up of four years (SD 1) were included in this retrospective study with blood sampling, clinical examination, radiological diagnostics and isolated further radiological imaging. The study included 23 male and 63 female patients with an average age of 67 years (SD 8.3) at the time of the arthroplasty implantation. The statistical evaluation of possible correlations between the investigated potential influencing factors and the primary endpoint, the increase of the cobalt concentration, were done with the correlation analysis and the logistic regression. Results: The laboratory cobalt determination from whole blood with graphite tube atomic absorption spectrometry revealed increased cobalt concentrations of ≥ 2 μg/l in 75 prostheses (77.3%) with a follow-up of five years (SD 1.8) after implantation. 44.3% were in the control area (2 - 7 μg/l), 21.6% were above 7 μg/l and 11.3% were even above 20 μg/l. Only the age > 65 years at the time of the implantation demonstrated statistically significant correlation for an increase cobalt concentration in whole blood. Conclusion: An economically feasible examination of the patient collective, even with knowledge of this risk factor, continues to be unrealistic. The metal ion determination in the whole blood remains the central screening component in the follow-up examination of all MoM THA.