Einleitung Squeaking ist ein bewegungsabhängiges Quietschgeräusch unklarer Ätiologie, welches bei ca. 3 % der Keramik-Keramik-Hüftendoprothesen auftritt. Die Ursache des Squeakings ist nicht endgültig geklärt, diskutiert werden Besonderheiten des Endoprothesenmaterials, das Prothesendesign, Patientenfaktoren, chirurgische Faktoren und dysfunktionelle mechanische Belastungen. Zur histologischen Pathogenese liegen bisher keine Daten vor.
Materialen und Methoden Die vorliegende retrospektive Untersuchung analysiert erstmalig histopathologisch die synovia-like interface membrane (SLIM) von 8 Squeaking-Hip Fällen aus 1733 Hüftendprothesenpräparaten im Zeitraum von 2012 bis 2020 mittels 1) SLIM-Konsensusklassifikation, 2) Partikelalgorithmus, 3) CD3-Quantifizierung (manuell und software-basiert („CD3-Quantifier“ VMscope GmbH, Berlin)), 4) Quantitätsbestimmung von CD68+-Makrophagen, 5) Nachweis von Hämosiderin, 6) Nachweis von Öl-Rot-positiven lipidspeichernden Makrophagen und 7) energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX)-Analyse in 2 Fällen zur definitiven Partikelidentifikation.
Ergebnisse Die 8 untersuchten SLIM-Proben setzen sich aus 7 Keramik-Keramik-Gleitpaarungen (1 x SLIM-Typ I und 6 x SLIM-Typ IV) und 1 Metall-Metall-Gleitpaarung (1 x SLIM-Typ VI) zusammen. Diese histopathologische Auswertung ergibt bei 5/8 Fällen einen licht-mikroskopischen Abriebpartikelnachweis mit intrazytoplasmatischer (4/5 Kombinationen aus Mikro- und Makro-Keramikpartikeln und 1/5 Mikro-Metallpartikeln) und extrazytoplasmatischer Lokalisation (3/5 Kombinationen aus Makro- und Supramakro-Keramikpartikeln > 100 μm) und in 3/8 Fällen keinen lichtmikroskopischen Partikelnachweis. Die EDX-Analyse bestätigt die histopathologische Diagnostik. In den Gewebeproben können entzündliche Infiltrate mit lipidspeichernden Öl-Rot-positiven Makrophagen in 7/8 Fällen, hämosiderinspeichernden Makrophagen in 5/8 Fällen, CD3+-Lymphozyten (8/8) und CD68+-Makrophagen (8/8) nachgewiesen werden, welche alle angrenzend an die partikulären Depositionen lokalisiert sind.
Schlussfolgerung Die korrelative retrospektive Analyse der SLIM-Präparate zeigt, dass Squeaking mit und ohne lichtmikroskopischen Keramikpartikelnachweis auftreten kann. Hierbei wurde erstmalig der Beweis von Supramakrokeramik-Partikeln erbracht. Die Squeaking-Fälle gingen vermehrt mit dem SLIM-Typ IV einher. Es lassen sich kleine synovial-entzündliche Reaktionen mit Hämosiderindepositionen und Öl-Rot-positiven, lipid-speichernden Makrophagen als Äquivalent von rezidivierenden Einblutungen und mikroskopischen Gewebeschädigungen nachweisen. Dies weist darauf hin, dass die Mehrheit der Squeaking-Fälle mit einer minimal abriebinduzierten und geringgradig inflammatorischen Komponente mit Mikrogewebeschäden und rezidivierenden Mikroblutungen einhergeht, die Ausdruck einer Fehlbelastung des periimplantären synovialen Gewebes und einer Dysfunktion der Keramikkomponenten sein können.
Introduction Squeaking is a motion-related sound with unknown etiology, which occurs in around 3 % of ceramic-on-ceramic hip endoprostheses. The cause of squeaking has not been conclusively identified; features of endoprosthesis materials, the prothesis design, patient factors, surgical factors and dysfunctional mechanical loads are discussed. Currently no data of the histological pathogenesis are available.
Materials and Methods The present retrospective study histopathologically analyzes for the first time the synovia-like interface membrane (SLIM) of 8 squeaking hip cases of 1733 hip endoprosthesis samples in the period of 2012 to 2020 by means of 1) SLIM Consensus Classification, 2) Particle Algorithm, 3) CD3 quantification (manual and software-based („CD3-Quantifier“ VMscope GmbH, Berlin)), 4) quantification of CD68+ macrophages, 5) detection of hemosiderin, 6) detection of Oil-Red lipid-storing macrophages and 7) energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis of 2 cases for definitive particle identification.
Results The 8 analyzed SLIM samples consist of 7 ceramic-on-ceramic bearings (1 x SLIM type I and 6 x SLIM type IV) and 1 metal-on-metal bearing (1 x SLIM type VI). This first histological evaluation shows evidence of light microscopic wear particles in 5/8 cases localized at intracytoplasmic (4/5 combinations of micro- and macro-ceramic particles and 1/5 micro-metal particles) and extracytoplasmic (3/5 combinations of macro- and supramacro-ceramic particles > 100 μm) and in 3/8 cases no evidence of light microscopic particles. The EDX analysis confirms the histopathological diagnostic. The tissue samples show inflammatory infiltrates with lipid-storing, Oil-Red positive macrophages in 7/8 cases, hemosiderin-storing macrophages in 5/8 cases, CD3+ lymphocytes (8/8) and CD68+ macrophages (8/8), which all are located in close proximity to the particulate depositions.
Conclusion The correlative retrospective analysis of the SLIM samples shows that squeaking can occur with or without the presence of light microscopic ceramic particles. In the process, the evidence of supramacro-ceramic particles was provided for the first time. The majority of squeaking cases were associated with SLIM type IV. Small synovial inflammatory reactions with hemosiderin depositions and Oil-Red positive, lipid-storing macrophages as equivalent to recurrent hemorrhages and microscopic tissue damage can be detected. This indicates that the majority of squeaking cases show a minimal abrasion-induced and inflammatory component with microtissue damage and recurrent micro hemorrhages, which can be an expression for a misload of the periimplant synovial tissue and a dysfunction of the ceramic components.
