Аллергия на эндопротезы cуставов: как узнать реакцию на импланты

Актуальным вопросом, не менее предопределяющим исход эндопротезирования, является взятие контактных проб перед операцией у ортопедических больных на компоненты сплавов эндопротеза. Процедура на возможную непереносимость организмом химического состава материалов, входящих в конструкцию искусственного сустава, на протяжении уже нескольких десятилетий в странах с высокоразвитой медициной является обязательной на этапе предоперационного обследования. В нашей стране аналогичная стратегия на обязательном уровне, к сожалению, до сих пор не входит в отечественные форматы эндопротезирования.

Два импланта установленные одному пациенту.

Реальность такова, что в большинстве случаев в России перед предстоящей установкой эндопротеза никаких аллергопроб на его качественный состав не проводится. Отсюда — завышенный процент осложнений в РФ, связанных с отторжением имплантата, материалы которого вступают в конфликт с окружающими биологическими тканями организма. Реакция гиперчувствительности в доминирующем количестве носит замедленное течение, может проявить себя спустя долгое время. Нередко, выявленный патогенез лечащие врачи сначала недоуменно расценивают как «поздний нагноительный процесс по неизвестной причине».

Да, конечно же, современные эндопротезы изготовлены из уникальных сплавов металлов, которые отличаются высокой биосовместимостью с человеческим организмом и прочими отменными характеристиками. По различным данным, у 90-98% пациентов организм не воспринимает протез за чужеродное тело, что позволяет искусственному суставу благополучно прижиться в костно-мышечной системе.

Кожные высыпания в области колен.

Однако риски аллергии на эндопротез, пусть и невысокие, но они есть. Степень аллергенности высокотехнологичных сплавов металлов до предела минимизирована, но фактор возможной индивидуальной непереносимости никогда нельзя исключать. Все это должно учитываться еще в ходе подготовки пациента к вмешательству, что позволит обойти стороной неудовлетворительные результаты после эндопротезирования коленного или тазобедренного сустава, связанные с аллергией.

Эндопротезирование колен в Чехии: гарантии, цены, реабилитация, отзывы и статистика.

Узнать подробнее

Малоинвазивное эндопротезирование в Чехии: врачи, реабилитация, сроки и цены.

Узнать подробнее

Исследуя имплантационные материалы (металлы) и клинические случаи пациентов, специалисты установили, что самой высокой степенью иммуногенности обладает никель (Ni). В чистом виде этот металл не применяется в эндопротезах, он может присутствовать, например, в таких в соединениях:

  • Co-Ni-Cr-Mo (Ni содержится 35% от общей массы сплава);
  • Co-Cr-W-Ni (10%);
  • Co-Ni-Cr-Mo-W (20%);
  • Co-Ni-Cr (27%).

Эндопротез сустава с металлическим сплавом, включающим никель, для человека с аллергией на данный элемент может сыграть злую шутку, даже при минимальном количественном проценте содержания Ni в используемом производителем материале. Акцентируем, что Ni в контексте агрессивного элемента обозначается условно, так как никелевой аллергии в глобальном понимании подвержены единицы.

Приблизительно в 5 раз реже специфическая реактивная реакция иммунной системы провоцируется кобальтом (Co). Индекс аллергенности хрома, молибдена, таких же распространенных составляющих имплантов, примерно в 2 раза ниже, чем у кобальта, соответственно в 10 раз меньше, чем у никеля. Чтобы было понятнее: из 100 % всех обследуемых пациентов с диагнозом «гиперчувствительность на эндопротез» в 80% случаев диагностируется аллергия на никель, примерно в 16% — на кобальт, в 8% — на хром/молибден.

Наименьшую степень риска представляют изделия из титана и с титановым напылением. По словам специалистов, титан является самым безопасным («спокойным») металлическим элементом, материалом выбора, особенно для людей с непереносимостью вышеуказанных металлов. Титановые изделия более прочные и более устойчивы к коррозии в условиях агрессивных биологических сред организма, не сопряжены высокими канцерогенными рисками. На их поверхностях происходит образование оксидной пленки, препятствующей высвобождению ионов титана. Тем не менее, и на титан, который надежно зарекомендовал себя в ортопедии/эндопротезировании как самый гипоаллергенный металл, были зафиксированы аллергические реакции.

Симптомы аллергии на эндопротез

Протезы суставов длительно функционируют в условиях биосреды макроорганизма, совершая множество фрикционных движений, при этом постоянно контактируя с биологическими жидкостями, мягкими и костными тканями. Естественно, абсурдно будет отрицать возможность формирования металлического дебриса, попадания металлочастиц в кровоток, выделения ионов металлов и насыщения ими окружающих тканей. Как правило, подобные процессы переносятся организмом легко, не доставляя проблем со здоровьем. Но если только речь не идет о пациентах со сверхчувствительностью к тому или иному виду металла.

Негативные реакции аллергической природы сопровождаются локальными воспалениями, которые приобретают хронический характер. В основном воспалительные процессы клинически проявляются дерматозами (кожными поражениями), преимущественно в зоне, где установлен эндопротез. Аллергию на эндопротез с металлическими деталями можно заподозрить по одному или нескольким симптомам:

  • покраснение, отечность кожных покровов в районе искусственного сустава;
  • зуд и раздражение в области операционного поля;
  • болевой синдром разной выраженности, может ощущаться глубоко или поверхностно, распространяться по конечности, достигая даже дистальных отделов ног/рук;
  • выделение выпота из поврежденных участков кожи, возможно, присоединение вторичной парапротезной гноеродной инфекции;
  • сыпь, чаще в виде экземы, у некоторых появляется крапивница;
  • ухудшение работоспособности прооперированной ноги;
  • местная гипертермия, иногда повышается общая температура тела;
  • общее недомогание.
Читайте также:  Аллергия у собак, симптомы и лечение

Внешний симптом в области ТБС.

Реактивное состояние в ответ на металлоимплант характеризуется развитием аллергической реакцией поздней фазы (при продолжительном контакте с аллергеном) с участием макрофагов. При захвате макрофагами антигенов, клетками высвобождаются специфические медиаторы воспаления. Медиаторы не только уничтожают чужеродные клетки, но и периимплантатные ткани, так как являются мощными провокаторами воспаления. Манифестация симптомов аллергии на суставной протез может произойти через несколько недель, месяцев и даже лет.

Два самых плачевных последствия, которые способна повлечь контактная аллергия на расположенный внутри организма металлический протез: 1) парапротезная инфекция; 2) отторжение искусственного заменителя сустава с потерей его стабильности вследствие развившегося остеолиза кости.

Как лечат аллергию после замены сустава?

Основной лечебный принцип — хирургическое вмешательство по удалению всех конструктивных элементов, в сплаве которых присутствует металл-аллерген. Только таким образом реально достичь полного купирования аллергической симптоматики, нарушающей качество жизни пациента. После снятия проблемного протеза и тщательной санации воспаленных структур хирург подбирает и ставит самый приоритетный для человека новый эндопротез, не содержащий опасных включений, которые организм не переносит.

Чтобы рекомендовать и провести ревизионную операцию, гиперчувствительность на металлические протезы должна быть полностью подтверждена клиническими исследованиями. Абсолютным показанием к проведению ревизионных хирургических манипуляций по данному поводу является наличие специфических симптомов аллергии в сочетании с положительным результатом выполненного теста на непереносимость к определенному типу металла. Иногда может потребоваться проведение пункции соединительнотканных фрагментов вблизи имплантата с целью гистологического анализа и оценки особенностей металлоза.

Асимптомные пациенты, даже при позитивном результате накожных патч-тестов на повышенную чувствительность к присутствующему в эндопротезе металлу, чаще требуют наблюдения, операция может быть отложена. Людям с выраженной аллергией, но которым в силу определенных обстоятельств противопоказано оперативное вмешательство, назначается специфическая паллиативная терапия. Базовая составляющая поддерживающего лечения для неоперабельной группы больных — использование средств противоаллергического, противоболевого и противовоспалительного действия. В ряде случаев пациентам с абсолютными противопоказаниями к извлечению неблагополучного эндопротеза врачами прописывается специальная схема терапии преднизолоном или его заменителями.

Предварительное прохождение кожных патч-проб перед первой операцией, поможет избежать серьезных реакций в послеоперационном будущем и освободит от необходимости раньше срока идти на очередную процедуру протезирования. Бдительность и предусмотрительность важно вовремя «включать» не только специалистам, но и пациентам! Все, кто планирует в скором времени пройти первичное эндопротезирование, обязательно настаивайте на соответствующем лабораторном анализе. Тем более, если вы ранее уже сталкивались с проявлениями аллергии после контакта тела с какими-нибудь металлическими предметами.

Источник

Глава 8. Эндопротез. Возможные реакции организма на эндопротез — Центр по лечению асептического некроза

ВОЛКОВ Е.Е., КЭЦИНЬ ХУАН

Асептический некроз головки бедренной кости.

Безоперационное лечение / Пер. с китайского

В.Ф. Щичко. — М., 2010. — 128 с.: ил.

ISBN 978-5-9994-0090-1

УДК 616.7

© Волков Е.Е., Кэцинь Хуан, 2010

© ХуанДи 黄帝

Основные требования к эндопротезу

Влияние эндопротеза на окружающие ткани

Влияние продуктов трения эндопротеза на окружающие ткани

Асептическая нестабильность эндопротеза

Опухоли, вызванные эндопротезом

8.1. Основные требования к эндопротезу

Операция по постановке суставного протеза главным образом показана при старческом переломе шейки бедренной кости, ревматоидном артрите, хроническом артрите, травмах и АНГБК. Материал, из которого изготавливают эндопротез, в основном представляет собой сплав различных металлов, пластмассу, акриловую смолу (также называемую костным цементом), фарфор, силикон и углерод.

Суставной протез должен соответствовать следующим требованиям:

• быть совместимым с костной тканью и сохранять суставное пространство;

• быть химически стабильным и не оказывать токсического действия на ткани в организме человека;

• не должен разрушаться при различных сложных напряжениях;

• не должен подвергаться коррозии в теле человека;

• не должен вызывать воспалений или реакций на инородное тело;

• не должен приводить к аллергическим реакциям;

• не должен способствовать опухолевому росту.

В настоящее время в мире пока ещё не найдено материала, способного полностью удовлетворять названным выше

Читайте также:  Как лечить аллергию у ребенка — все 100% способы

требованиям. Существующие материалы различаются степенью наносимого ими вреда и тканевой реакции, а также способностью удовлетворять большинство больных.

8.2. Влияние эндопротеза на окружающие ткани

Независимо от того, из какого материала сделан протез головки бедренной кости, какова его структура и технология изготовления, его металлическая часть должна закрепляться в костно-мозговой полости с помощью костного цемента или другого связующего вещества. В Китае и других странах учёные обнаружили, что материалы, используемые для протеза, вызывают гистологические изменения в костно-мозговой полости.

Willert и другие учёные также выяснили, что в течение нескольких недель после операции окружающие костный

цемент ткани отмирают и их структура изменяется. Постановка протеза нарушает местное кровообращение, смола

метакриловой кислоты в процессе полимеризации нагревается до 72°С, неполимеризованная смола оказывает непосредственное токсическое действие на ткани. Нередко вокруг эндопротеза и костного цемента происходит некроз кости. В повреждённых некрозом костных тканях обычно отмечается реактивная гиперемия, и макрофаги и другие клетки обеспечивают врастание новых капилляров в омертвевшие ткани, и, в конце концов, некротические ткани заменяются волокнистой тканью.

После постановки эндопротеза головки бедренной кости сжатие и растяжение бедренной кости уже передаются

не через её шейку, а непосредственно на её диафиз, и под влиянием нагрузки в расположении трабекул происходят

изменения, провоцирующие асептическую нестабильность, поэтому воссоздание кости может длиться годами.

После постановки эндопротеза головки бедренной кости также возникает очаговый некроз трабекул и появляется грануляционная ткань, в ранний период возможен рост нового костного вещества. Очень быстро развивается остеопороз, у некоторых больных отмечается рост вверх внешнего края большого вертела и соединение его с внешним

краем вертлужной впадины, в результате чего ограничивается функция тазобедренного сустава.

8.3. Влияние продуктов трения эндопротеза на окружающие ткани

Обломки и микрочастицы эндопротеза головки бедренной кости образуются от истирания костного цемента и металлического материала протеза, их содержание различно в зависимости от материала и структуры искусственного сустава. Продукты эрозии, образующиеся в результате жидкостной коррозии металлических частей протеза, могут приобретать форму зёрен, которые вызывают реакцию в окружающих тканях. Абразивные обломки обычно скапливаются в синовиальной жидкости или поглощаются макрофагами мягких тканей. Различают следующие источники и виды абразивных обломков:

Эндопротез из сплава кобальта и хрома и нержавеющей стали.

Абразивные обломки от него имеют диаметр 0,5-5 мкм, представляя собой чёрные зёрна неправильной формы.

Иногда встречаются обломки с диаметром свыше 100 мкм. Окружающие металлический протез мягкие ткани окрашиваются в чёрно-коричневый цвет. Под микроскопом в засорённых обломками тканях видны инфильтрация макрофагов, поглощающих металлические зёрна, а также небольшое количество гигантских клеток инородного тела.

Можно увидеть также некроз тканей суставной капсулы, особенно при чрезмерном скоплении абразивных обломков. В зоне патологии наблюдают явные следы фиброза, а также местную сосудистую инфильтрацию лимфоцитов и плазмоцитов.

Vernon-Robert считает, что изменения в кровеносных сосудах являются проявлением аллергии на металл и, возможно, это один из факторов, вызывающих некроз тканей. В тканях вокруг протеза из нержавеющей стали часто фиксируют большое количество железных зёрен, Winter считает это специфическим изменением. Эндопротезы из сплава делают из различных металлов, но пропорция компонентов разных металлов в протезе необязательно совпадает с пропорцией этих металлов в абразивных обломках, попадающих в сустав. Например, в эндопротезе из cплава кобальта и хрома доля кобальта составляет примерно 62%, а хрома — 28%, но содержание хрома в обломках, находящихся в тканях, намного выше, чем кобальта. Возможно, в абразивных металлических частицах в процессе коррозии в жидкости тела происходят дальнейшие преобразования или же жидкость тела может растворять некоторые вещества, тем самым влияя на пропорциональное содержание металлов в тканях.

Обломки полиэтилена.

Обломки полиэтилена прозрачны и бесцветны, поэтому их не видно под обычным микроскопом. Под фазово контрастным микроскопом они проявляют довольно сильную способность к рефракции света. Размер обломков неодинаков, диаметр 0,5-50 мкм, они образуют форму пыли, зёрен или осколков. Под микроскопом в синовиальных тканях можно видеть реакцию макрофагов и гигантских клеток инородного тела. Группы этих клеток, а также большое количество обломков и омертвевших тканей фиксируются в довольно глубоко расположенных соединительных тканях суставной капсулы. Невооружённым глазом видно, что суставная капсула приобретает молочно-белый цвет, становится твёрдой, и в ней происходит фиброз.

Акриловая смола (костный цемент).

Зёрна костного цемента могут также вызвать реакцию макрофагов и гигантских клеток инородного тела. Мельчайшие зёрна костного цемента могут поглощаться макрофагами. В связи с тем, что костный цемент при изготовлении растворяется, цитоплазма макрофагов приобретает форму пены. Сравнительно большие зёрна костного цемента можно видеть и в гигантских клетках инородного тела. Костный цемент обычно не вызывает заметного фиброза тканей.

Читайте также:  Лечение аллергии на крем для лица

Зёрна силикона.

В последние годы эндопротез из искусственного каучука и силикона, в основном, используют при операциях на суставах кисти. Установлено, что силикон внутри суставов может приводить к синовиту, что выражается в воспалительной реакции в виде гранулёмы. Зёрна силикона имеют форму жемчужин, обладают способностью преломлять свет и могут рассеиваться в тканях, а также поглощаться макрофагами. Результаты опытов подтвердили, что через 14 дней после имплантации эндопротезов из силикона кроликам в тканях обнаруживают инфильтрацию большим количеством макрофагов. Эта реакция может также способствовать реактивному увеличению лимфатических тканей в местных лимфатических узлах.

Зёрна фарфора.

Композитные материалы из фарфора в искусственном эндопротезе при стирании и выпадении в виде микрочастиц могут приводить не только к острой воспалительной реакции в суставе, но и к росту числа покровных клеток в синовиальной сумке, а также к фиброзу тканей. Зёрна фарфора можно также обнаружить в дренажных лимфатических сосудах. При увеличении инородных тел во внутренних стенках синовиальной оболочки могут образовываться условия для развития некроза мягких тканей.

При чрезмерном истирании металлических эндопротезов и эрозии жидкости тела содержание металла в окружающих тканях повышается, что способствует проявлению аллергии на металл. Evans обнаружил в кожных пробах у больных с аллергией на металл довольно высокую вероятность расшатывания сустава. Чаще всего такое расшатывание происходит в суставах при трении металла о металл.

Nаter обнаружил, что у отдельных больных после имплантации эндопротеза из металла и полиэтилена возникала аллергия на никель или кобальт, но не было расшатывания суставов.

8.4. Асептическая нестабильность эндопротеза

Причин для расшатывания эндопротеза много, в обобщённом виде они представляют собой следующие:

• плохое соприкосновение поверхностей сустава;

• неправильная постановка эндопротеза;

• ненормальное восприятие нагрузки частями сустава;

• возникновение срезывающего или крутящего момента;

• инфекция;

• чрезмерная нагрузка и увеличение массы тела;

• чрезмерное истирание сустава;

• остеопороз.

Вследствие возрастания количества абразивных обломков появляются большое количество местных макрофагов и

реакции гигантских клеток на инородные тела. Эти клетки могут поглощать цемент и костное вещество вокруг эндопротеза, в результате чего разрушается костное основание и эндопротез расшатывается. Вызванные разными причинами фрагментация и разрушение цемента также могут приводить к расшатыванию эндопротеза. Когда подвижность эндопротеза превышает прочность фиброзной ткани, то происходят её разрыв, кровотечение и экссудация белков плазмы, что ослабляет прочность костного цемента и может способствовать перелому металлического материала.

8.5. Опухоли, вызванные эндопротезом

Большое количество лабораторных материалов подтверждает канцерогенное действие на грызунов почти всех материалов, из которых сделаны эндопротезы. Например, кобальт и хром способны индуцировать саркому у крыс; ортопедические трансплантаты суставов — остеопластическую саркому и фибросаркому у кошек и собак, а костный цемент — новообразования у мышей. Кремнийорганический каучук вызывает опухоли у крыс, а полиэтилен, нейлон, тефлон и полистирол — саркому у грызунов.

Stinson обнаружил, что пластинки из нержавеющей стали и акриловая смола способны спровоцировать саркому у крыс.

Физические свойства эндопротезов из пластмассы также играют большую роль в образовании опухолей. Bates и Klein доказали, что саркомы возникают чаще при подкожном введении животным пластинок из полиэтилена с гладкой поверхностью, чем с грубой. Sinibaldi (1976) наблюдал трёх больных саркомой, развившейся после имплантации эндопротеза: один представлял собой гемангиоэндотелиому, другой — саркому Ewing, а третий — остеопластическую саркому. Все эти опухоли возникли в месте постановки эндопротезов или в близлежащих костных тканях.

Инкубационный период опухоли, вызванной эндопротезом сустава, может составлять 4-30 лет, а число больных,

у которых обнаружена опухоль, становится всё больше. Раньше больные, которым ставили суставные эндопротезы, в основном были старше 60 лет, поэтому по разным причинам они умирали раньше, чем у них диагностировали опухоли.

В дальнейшем в связи с более широким применением операций по постановке эндопротезов эта проблема стала привлекать всё больше внимания, став темой дальнейших научных исследований. Их цель — совершенствование искусственных материалов для эндопротезов, уменьшение их токсического действия, недопущение аллергических

реакций в клетках тканей, ещё большее приближение эндопротезов к свойствам и физиологическим функциям кости с тем, чтобы физические и биологические свойства материалов, а также их биомеханическая структура были более рациональными.

Эндопротезы, в том случае когда отсутствуют их токсичность и побочное действие, безвредны, удовлетворяют потребностям, а также позволяют повысить качество жизни людей.

Источник