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Suchbegriffe zu diesem Artikel: Endoprothesen

Prothesen 

Typ IV-Kontaktallergene 

Allergologische Relevanz 

Zahnprothesen, künstliche Gelenke, Endoprothesennägel und andere, vorübergehend eingesetzte oder verbleibende metallhaltige Ersatzteile, bilden seit langem die Ursache lokal begrenzter oder diffus verteilter Hautveränderungen. Über Schwellungen, generalisiertes Exanthem bis zum Lockern der Prothese und der Notwendigkeit der operativen Entfernung derselben reichen die Einzelfallbeschreibungen. Zumeist wird nach Implantation ein zum Teil generalisiertes, meist aber auf das OP-Gebiet beschränktes Ekzem beobachtet. Der unterschiedlich lange zeitliche Ablauf von zwei Wochen bis zu mehreren Jahren zwischen dem Einsetzen der Prothese und dem Auftreten von lokalen oder generalisierten Veränderungen trägt wesentlich zu der Frage bei, ob eine bereits bestehende (Metall-)Allergie Voraussetzung für die Abstoßungsreaktion ist oder ob diese erst durch die ständige, aber sehr geringe Freisetzung von Nickel, Kobalt, Chrom oder eines anderen Metall erworben wird. Gänzlich ungeklärt ist die Beobachtung, warum sich bei zweiseitiger Hüftprothese manchmal nur die eine lockert, während die andere stabil bleibt. Diskutiert wird auch, ob ein unterschiedlicher immunologischer Mechanismus (Typ I-, Typ III-, Typ IV-Allergie) involviert ist. 

Die in Osteosynthesen- und Endoprothesen enthaltenen Mengen an Nickel oder Kobalt sind in der Lage, präexistente Typ IV-Sensibilisierungen zu aktivieren bzw. neue Überempfindlichkeitsreaktionen herbeizuführen. Auf unfallchirurgischem Gebiet kann es dadurch zu postoperativen Störungen im Wundheilungsverlauf und in der knöchernen Konsolidierung kommen, auf der dermatologischen Seite können Ekzemreaktionen mit Streuphänomenen und therapieresistentem Juckreiz auftreten. Eine epikutane Testung der Metalle verschafft die diagnostische Klärung. Die kausale Therapie besteht in der Metallentfernung und ggf. in der Verwendung der besser verträglichen Titanimplantate oder auch Keramikimplantate. 

Der bei der Implantatherstellung verwendete V4A-Stahl enthält erhebliche Gewichtsprozente an Chrom und Nickel, in Spuren auch Kobalt. Der zu Ostesynthesezwecken verwendete Stahl muss zwar als rostfrei gelten, jedoch kommt es dennoch zu Korrosionen im Bereich von Metall-auf-Metall-Kontakten (z.B. Schraubenkopf-Plattenloch-Kontaktstellen), wodurch ständigen Sauerstoffaustausch die schützende Passivschicht der Implantate geschwächt wird (Lokalkorrosion) und anschließend im chloridhaltigen Milieu des umliegenden Gewebes in den entstandenen Spalten (Spaltkorrosion) die Lochfraßkorrosion beginnen kann. Dieser pathogenetische Ablauf findet sich besonders in Bereichen, in denen Mikrobewegungen stattfindet. Es konnte gezeigt werden, dass das Implantatkontaktgewebe im Bereich komplikationsloser Osteosynthesen, in Abhängigkeit von der Implantatliegezeit, mit den implantatspezifischen Metallen Nickel, Chrom und Molybdän angereichert wird. Das nur als Verunreinigung im V4A-Stahl vorhandene Kobalt wird überproportional stark freigesetzt. Bei zudem noch infizierten Osteosynthesen wird Nickel überproportional vom Implantat an die Umgebung abgegeben. 

Es konnte ein Zusammenhang zwischen Metallallergie und Infektikonsmorbidität bei Patienten mit Osteosynthesen belegt werden. In einer Untersuchung waren  13,2 % der Patienten mit infizierten Osteosynthesen und lediglich 2 % derjenigen mit aseptischen Verläufen gegen eines der untersuchten Metalle (Nickel, Chrom, Kobalt) allergisch. Dieser Zusammenhang gilt nicht nur für Osteosynthesematerialien, sondern auch für Gelenkprothesen. Ob die Metallallergie Ursache oder Folge einer Implantatinfektion ist, oder ob etwa bei einer präexistenten Allergie ein geringeres Keiminokulat genügt, um zu septischen Komplikationen zu führen, ist noch ungeklärt. 

Komponenten im Implantat- und Endoprothesenmaterial (V4A-Stahl) 

Metall 

Implantate in Gew.- % 

Endoprothesen in Gew.- % 

Mn 

Si 

Cr 

Ni 

Mo 

Cu 

Fe 

Co 

Ma 

0,05 

2,00 

0,045 

0,03 

1,00 

16-19 

10-16 

2-3 

0,5 

Rest 

Spuren (z.B. 0,2) 

Spuren 

  

1,00 

  

25-30 

2,5 

4,5-7,0 

 

1,0 

In eher seltenen Fällen finden sich auch klinisch relevante allergische Reaktionen auf Bestandteile des Knochenzements. Dieser enthält zwar als potentes Allergen das Methylmethacrylat, dieses dürfte jedoch im ausgehärteten Zement inert und damit ohne klinische Relevanz sein. Auch Benzoylperoxid (siehe dort) ist als potentes Allergen zu beachten. 

Inhaltsstoffe von Knochenzement

  • ohne Antibiotikum: Palacos R: Methylmethacrylat, Zirconium(IV)-oxid, Benzoylperoxid, N,N-Dimethyl-p-toluidin 
  • mit Antibiotikum: Refobacin-Palacos R: wie oben, zusätzlich Gentamicin 

Verschiedene Fallbeschreibungen oder Literaturberichte befassten sich mit dem Thema der allergischen Reaktion auf Prothesenmaterial 

Eine allergische Reaktion auf das Chrom-Kobalt-Osteosynthesematerial bei Osteosynthese der Ulna ist beschrieben. Klinisch zeigte sich dabei eine Lockerung der Chrom-Kobalt-Platte ohne Frakturheilung. Im Epikutantest zeigt sich eine positive Reaktion auf Kaliumdichromat. 

Bei einer Untersuchung von 13 Patienten mit einer aseptischen Lockerung konnten nur in zwei Fällen Sensibilisierungen auf Nickel und Kobalt gefunden werden. Aufgrund dieser Ergebnisse kann eine Sensibilisierung gegen Legierungsbestandteile der Endoprothesen nicht mit einer Lockerung korreliert werden, obwohl in manchen Fällen eine solche immunologische Reaktion verantwortlich sein kann 

Sechs Monat nach der Implantation einer Stütze aus rostfreiem Stahl wegen einer Tibia-Fraktur entwickelte ein 56jähriger Mann zunächst im Bereich der Narbe, dann aber auch am Stamm eine ekzematöse Reaktion. Der Stahl (Chrom, Nickel, Molybdän) hatte offenbar zu einer Allergisierung nicht nur gegen Nickel, sondern auch gegen Chrom geführt. Nach dem Ersatz durch Titan klangen die Hautveränderungen ab. 

Relativ häufig finden sich positive Reaktionen auf Kobalt und/oder Nickel. Auch auf ”Bestandteile des Acrylat-Zements und Dichromat” fand sich eine positive Reaktion und Remission des lokalisierten Ekzems nach Entfernung der Prothese. Während Sensibilisierungen gegen Nichtmetall-Prothesen sehr selten sind, stellen Metall-Implantate ein vergleichsweise häufigeres allergologisches Problem dar. 

Die seltene Kontaktallergie gegen Eisen wurde bei einem Patienten mit einer Endoprothese aus rostfreiem Stahl gefunden. 

Titan-Allergien sind nur in sehr seltenen Fällen zu beobachten. Bei Reaktionen, die mit Hüftprothesen in Verbindung gebracht werden, entsteht jedoch immer wieder der Verdacht der schwierig nachweisbaren Allergie gegen Titan. 

Diagnostik 

Diagnostische Hinweise für eine metallallergische (Partial-)Kausalität eines Ekzems unklarer Genese sowie für postoperative Wundheilungsstörungen nach Osteosynthesen-/Endoprothesenimplantation: 

  • zeitlicher und ggf. örtlicher Zusammenhang mit einer durchgeführten Osteosynthese oder einer gelenkprothetischen Versorgung 
  • bekannte Sensibilisierung gegen Nickel, Chrom oder Kobalt (Epikutantestung) oder postoperativ plötzlich auftretende Unverträglichkeit gegen bisher tolerierte Substanzen (Modeschmuck, Jeansknopf, Uhrarmband) 
  • atypisch lokalisierte Ekzeme mit Streuherden (z.B. periorbital, mamillär etc.) 
  • Entwicklung und Persistieren einer Dermatitis in der Umgebung der eingesetzten Prothese 
  • chronisch verlaufendes Ekzem oder eine andere Dermatose, die sich als therapieresistent erweist 
  • anamnestische oder klinische Hinweise mit oder ohne Keimnachweis und prompte Beendigung des gestörten Heilungsverlaufes nach Metallentfernung 
  • Abklingen bzw. Verschwinden des Ekzems nach Metallentfernung 

Vor einem geplanten Prothesenwechsel sollte daher ein Epikutantest durchgeführt werden. 

Epikutantestung Implantate, Osteosynthesematerialien: 

  • Metalle im Standard 
  • Block Metalle (DKG), bei Hermal Blöcke Zahnfüllstoffe und Diverses 
  • Methylmethacrylat 2 % in Vaseline 
  • Palacos (Zement) und Monomerflüssigkeit nicht unverdünnt testen 

Literatur: 13, 373, 374 

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