Knochenverlust und anschließendes Versagen des Implantats sind bekannte Komplikationen von Metall-auf-Metall-Hüftimplantaten (MoM). Forscher glauben nun zu wissen, warum. In einem Artikel, der kürzlich in der Zeitschrift Biomaterials veröffentlicht wurde, erklären deutsche Forscher, dass Metallrückstände aus den Implantaten die Fähigkeit des Körpers, neuen Knochen zu bilden, beeinträchtigen können.
Ein Metall-auf-Metall-Hüftimplantat besteht aus einer Kugel und einer Pfanne aus einer Kobalt- und Chromlegierung. Ursprünglich als haltbarere Alternative zu Implantaten mit Keramik- oder Polyethylen- (Kunststoff-) Komponenten entwickelt, erwiesen sich die MoM-Implantate als das Gegenteil. Im Allgemeinen haben sie eine viel höhere Ausfallrate als Implantate aus anderen Materialien – ein Problem, das vor allem (aber nicht nur) auf Knochenerosion im Hüftgelenk zurückzuführen ist, die zur Lockerung des künstlichen Gelenks und zur Notwendigkeit einer Revisionsoperation führt.
Winzige Chrom- und Kobaltpartikel (Ionen), die entstehen, wenn die Metallkugel gegen die Metallpfanne rotiert, sind dafür bekannt, dass sie Entzündungen im Gewebe um das Implantat herum verursachen. Die Forscher vermuteten jedoch, dass die Metallpartikel auch die mesenchymalen Stammzellen (MSCs) im nahen Knochenmark beeinträchtigen könnten. MSC haben die Fähigkeit, sich in verschiedene Arten von spezialisierten Zellen zu verwandeln, darunter auch in knochenbildende Zellen, die so genannten Osteoblasten. Wenn die Funktion der MSC beeinträchtigt ist, so die Schlussfolgerung, können sich keine neuen Knochenzellen bilden.
Die Forscher untersuchten zunächst das Gewebe, das Blut, das Knochenmark und die Gelenkflüssigkeiten von 18 Patienten, die sich einer Revisionsoperation für ein fehlgeschlagenes MoM-Implantat unterzogen. In all diesen Bereichen fanden sie hohe Werte an gelösten Metallionen. (Gelöste Metalle können durch den Blutkreislauf wandern und Zellmembranen durchdringen.) Die Forscher sagen, dass ihre Studie die erste ist, die Metallrückstände in mehreren Bereichen untersucht, und dass sie zeigt, dass der Verschleiß von MoM „riesige Mengen“ von Metallpartikeln erzeugt.
Der nächste Schritt war die Analyse von MSCs, die aus dem betroffenen Knochenmark isoliert wurden. Die Stammzellen zeigten eine deutlich verringerte Fähigkeit, sich in Osteoblasten zu verwandeln, obwohl ihre Fähigkeit, sich in Knorpel- und Fettzellen zu verwandeln, unverändert blieb. Anschließend überprüften die Forscher ihre Ergebnisse im Labor, indem sie Zellkulturen gesunder Freiwilliger denselben Mengen an Chrom und Kobalt aussetzten, wie sie bei MoM-Patienten gefunden wurden. Die Ergebnisse waren identisch – die Zellen verloren ihre Fähigkeit, sich in Knochenzellen umzuwandeln.
Studienautor Dr. med. Carsten Parka, Ärztlicher Direktor des Zentrums für Muskuloskelettale Chirurgie an der Charité – Universitätsmedizin in Berlin, sagt, dass das Verständnis der Auswirkungen der in den Implantaten verwendeten Materialien von wesentlicher Bedeutung ist, um sicherzustellen, dass künstliche Hüften sicher und langlebig sind. Wie seine Kollegen ist auch er der Meinung, dass die Nachteile der Metallhüfte ihren Nutzen eindeutig überwiegen und dass ihre Verwendung sorgfältig abgewogen werden sollte.
Was ist mit der Metallhüfte geschehen?
In den Vereinigten Staaten werden Ganzmetallimplantate nicht mehr für den totalen Hüftgelenkersatz verwendet, aber Ganzmetallkomponenten werden immer noch beim Hüft-Resurfacing eingesetzt, so Edwin Su, MD, ein Hüft- und Kniechirurg am Hospital for Special Surgery in New York City und Experte für Hüft-Resurfacing. (Anders als bei einer Hüfttotalendoprothese wird der Kopf des Oberschenkelknochens beim Hüft-Resurfacing nicht entfernt, sondern neu geformt und mit einer Metallabdeckung versehen.) Es gab weniger Probleme mit den Metallkomponenten beim Hüft-Resurfacing, „daher werden sie weiterhin verwendet, wenn auch sehr selektiv“, sagt er.
Dr. Su, der nicht an der Studie beteiligt war, erklärt, dass das Metall-auf-Metall-Implantat von Johnson & Johnson, das 2010 vom Markt genommen wurde, eine außergewöhnlich hohe Ausfallrate aufgrund der übermäßigen Produktion von Metallabrieb hatte. Obwohl bei anderen MoM-Hüften nicht so viele Probleme auftraten, haben sich die Chirurgen zugunsten von sichereren Optionen von ihnen abgewandt.
Die Forscher stellen fest, dass Metallabrieb zwar eine zentrale Rolle beim Versagen von MoM-Hüften spielt, dass aber auch andere Faktoren eine Rolle spielen, darunter die Biomechanik und Anatomie der einzelnen Patienten.
Dr. Su stimmt dem zu: „Ich denke, die Studie ist wichtig, um zu verstehen, warum einige dieser Hüften versagen; aber wie bei allem in der Medizin gibt es ein Spektrum von Reaktionen verschiedener Patienten. Einige Patienten reagieren möglicherweise auf die Metallreste und zeigen dieses Problem, bei anderen ist dies wahrscheinlich nicht der Fall. Bei allen in dieser Studie untersuchten Patienten handelte es sich um gescheiterte MoM-Hüften, so dass die Patienten ausgewählt wurden, bei denen dieses Problem wahrscheinlich auftritt.“
Die meisten Experten empfehlen, dass Patienten mit Metallhüften mindestens einmal jährlich von ihrem Chirurgen überwacht werden sollten. (Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Art von Hüftimplantat Sie haben, fragen Sie Ihren Arzt.) Patienten sollten sofort alle neuen oder sich verschlimmernden Symptome melden, einschließlich Schwierigkeiten beim Gehen oder Schmerzen, Entzündungen oder Taubheitsgefühlen um das Hüftgelenk. Einige Ärzte empfehlen eine regelmäßige Überwachung der Ionenspiegel bei MoM-Patienten. Die Food and Drug Administration, die in diesem Jahr ihr Vorgehen gegen Metallhüften verschärft hat, schlägt vor, dass Patienten ihren Ärzten auch alle Veränderungen in ihrem allgemeinen Gesundheitszustand mitteilen, da Metallionen möglicherweise Probleme in anderen Teilen des Körpers, einschließlich des Herzens, verursachen können.
Autorin: Linda Rath für die Arthritis Foundation