Einleitung Die Gelenkendoprothetik ist eine der erfolgreichsten operativen Verfahren. Trotz kontinuierlicher Verbesserung des Materials und der OP- Technik ist die Standzeit der Endoprothese begrenzt. Nach jahrelanger Funktion des Kunstgelenkes kommt es oft zur Auslockerung des Implantats aus dem Knochen. Es gibt viele Hinweise darauf, dass Materialabrieb ein wichtiger Faktor des Lockerungsprozesses ist. Das Abriebmaterial sammelt sich in der Gelenkkapsel und induziert die Bildung einer Bindegewebsschicht zwischen Implantat und Knochen („SLIM“). Die Abriebpartikel lassen sich in diesen Geweben nachweisen und induzieren dort eine lymphozytäre Entzündung („CD3Response“). In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht: 1. Der Einfluss der unterschiedlichen Abriebpartikel auf die Quantität der CD3positiven T-Lymphozyten, 2. der mögliche Einfluss positiver implantatmaterial- allergologischer Befunde auf das lymphozytäre Infiltrat, 3. und die Standzeiten von Präparaten mit Supramakropartikeln im Vergleich zu den Standzeiten von Präparaten ohne Supramakropartikel. 4. Des Weiteren wurde in Zusammenarbeit mit VmScope Berlin GmbH eine CD3Quantifizierungssoftware („CD3-Quantifier“) entwickelt. Material/Methode In der vorliegenden histologischen Untersuchung wurden insgesamt 249 Präparate analysiert, die anlässlich einer Revisionsoperation bei Endoprothesen des Hüft- und Kniegelenkes gewonnen worden waren. Die Präparate wurden hinsichtlich der Konsensusklassifikation nach Morawietz, Krenn et al. (2006) kategorisiert, die Partikelidentifikation erfolgte gemäß des Partikelalgorithmus. Immunhistochemisch wurden die CD3-positiven Lymphozyten dargestellt und quantifiziert. Die CD3Quantitäten wurden den Gleitpaarungen gegenübergestellt. Ergebnisse Die CD3-Quantität war bei den Me-Me Gleitpaarungen (n=49) am stärksten (Mittelwert von 1367.6 gezählten Zellen). Die lymphozytäre Reaktion bei Me-PE (Mittelwert von 243.3 gezählten Zellen) und Ker-PE Gleitpaarungen (Mittelwert von 182.9 gezählten Zellen) war hochsignifikant geringer, besonders bei der Ker-PE Gleitpaarung (n=44, p=1,888 x 10-10). Bei den Ker-Ker Gleitpaarungen (Mittelwert von 124.6 gezählten Zellen) war die lymphozytäre Reaktion hochsignifikant am geringsten (n=14, p=4,908 x 10-11). Bei Patienten mit nachgewiesener Kontaktallergie auf das verwendete Implantatmaterial konnte keine signifikante erhöhte CD3-Lymphozytose festgestellt werden (p=0.1492). Die Standzeiten der Endoprothesen, bei denen Supramakropartikel vorlagen, waren hochsignifikant höher (p=0.0009). Schlussfolgerung Das Vorliegen einer starken CD3-Quantität bei Me-Me Gleitpaarungen könnte die schlechten klinischen Ergebnisse dieser Materialkombination erklären. Alle anderen Gleitpaarungen zeigten hochsignifikant kleinere Lymphozytosen. Ob die geringen Unterschiede zwischen den Nichtmetall-Gleitpaarungen klinische Relevanz haben, ist unklar. Zur objektivierten Beurteilung der CD3-Quantität als Substrat einer adversen Reaktion wurde ein Grenzwert pro HPF ermittelt („CD3-Fokus- Score“), dieser kann in der histopathologischen Diagnostik eingesetzt werden. Das Auftreten von supramakropartikulärem Abriebmaterial bei Endoprothesen mit sehr langer Standzeit scheint multifaktorielle Ursachen zu haben. Der „CD3-Quantifier“ brachte einen Zeitgewinn, war aber nicht so zuverlässig wie die manuelle Auszählung
Introduction Joint arthroplasty is a very successful surgical procedure. However the lifespan of an endoprosthesis is limited whereby the most frequent cause of failure is aseptic loosening. There is a great deal evidence that material abrasion is an important factor of the loosening process. The abrasion material accumulates in the joint capsule and induces the formation of a tissue layer between implant and bone (“SLIM”). Abrasion particles can be detected in these tissues and revise to trigger a lymphocytic inflammation (“CD3-response”). The objectives of this study were: 1. The analysis of the lymphocytic infiltrate depending on material. 2. The possible influence of positive allergological findings on the lymphocytic infiltrate. 3. The lifespan of endoprostheses with supramacroparticles compared to the lifetime of endoprostheses without supramacroparticles. 4. Furthermore, in collaboration with VmScope Berlin GmbH, a “CD3-Quantifier” was developed. Material/Method For the histological study at hand, 249 preparations in total were evaluated, which were obtained on the occasion of revision surgeries of endoprostheses of hip and knee joints. The preparations were categorized according to the consensusclassification of Morawietz, Krenn et al. (2006), the particleidentfication occurred according to the particle algorithm. The CD3-positive lymphocytes were displayed immunohistochemically and quantified. Finally, the CD3-quantities were faced to the tribological pairings. Results The Me-Me pairings (n=49) showed the highest amount of CD3-lymphocytes (average of 1367.6 counted cells). The lymphocytic reaction of Me-PE (average of 243.3 counted cells) and Ker-Pe pairings (average of 182.9 counted cells) was significantly smaller, in particular for Ker-PE pairings (n=44, p=1,888 x 10-10). Cases with Ker-Ker pairings (average of 124.6 counted cells) showed the smalles amount of CD3-lymphocytes (n=14, p=4,908 x 10-11). Patients with verifiable contact allergy for the implant material used did not have a significantly increased CD3-lymphocytosis. The lifetimes of the endoprostheses, which showed supramacroparticles, were revealed to be significantly prolonged (n=27, p=0.0009). Conclusion The presence of a strong CD3-response for Me-Me pairings might explain the bad clinical results of this material combination. It remains unclear, whether the slight differences for the non-metal endoprostheses have clinical relevance. For an objective assessment of the CD3-response as a result of an adverse reaction, a limit value/HPF was established (“CD3-focus-score”). The appearance of supramacroparticulate abrasion material for endoprostheses with a long lifetime, seems to have multifactorial causes. The “CD3-Quantifier” lead to time saving but did not have the same accuracy as the direct enumeration under the microscope.
