Stanovisko ČSOT ke kloubním implantátům obsahujícím kobalt, především při párováním artikulujících povrchů „kov – kov“
Prof. MUDr. David Pokorný, CSc. (předseda komise ČSOT pro endoprotetiku)
Prof. MUDr. Jiří Gallo, PhD (předseda ČSOT)
Motivace:
V posledních letech se objevují závažné důkazy o škodlivosti i malých množství kobaltu (dalších těžkých kovů) na zdraví nositelů kloubních náhrad. ČSOT proto považuje za svou povinnost se k těmto informacím vyjádřit.
Úvod:
V době, kdy byly zavedeny do praxe náhrady kyčle typu kov na kov („metal-on-metal“), panovalo v odborné obci přesvědčení, že kovové mikročástice či nanaočástice, vznikající při otěru kloubních ploch, jsou z medicinského hlediska zanedbatelné a nepředstavují pro pacienta zdravotní riziko.
Principem párování „kov – kov“ bylo vytvoření kloubního páru z kovové hlavice a kovové jamky a uplatnily se zejména v oblasti kyčelního kloubu.
Tento typ párování „kov -kov“ se užíval u:
– klasické náhrady kyčelního kloubu, kde kovová byla hlavička i acetabulární artikulační povrch
– tzv. povrchové totální kloubní náhrady, slangově „resurfacing“.
Ve srovnání s konkurenčními kloubními páry (s polyetylenovou anebo keramickou vložkou) měly nabízet následující výhody:
– mnohem menší otěr materiálu oproti třeba párování kov-polyethylen.
Zatímco u párování UHMPE polyetylen – kov se uvolňují milióny mikročástic (desetiny až desítky mikrometru), u párování „kov – kov“ se uvolňují pouze otěrové nanočástice
– nižší pravděpodobnost vykloubení TEP, protože hlavice mohly mít větší průměr, což zvyšuje stabilitu systému.
K uvolňování kobaltu, chromu a dalších kovů však dochází v endoprotetice také jinými mechanismy. Obecně se tyto kovy mohou uvolňovat některým z korozivních procesů, a to buď ze spojů, v nichž je kus vyrobený z chrom-kobaltové slitiny spojen s protikusem ze stejného, případně jiného materiálu, anebo z těla implantátu. Existují i další způsoby, kterými se můžou z kloubních náhrad uvolňovat kobaltové částice jako například „pohybem“ implantátu z chromkobaltu v cementovém lůžku, po prošlapání polyetylenu či fraktuře keramické hlavičky anebo vložky.
To vše vede k diskusím, z nichž některé požadují úplné vyloučení chromkobaltových slitin z oblasti ortopedické endoprotetiky. Proto se ČSOT rozhodla k uvedené problematice vyjádřit.
1. STANOVISKO ČSOT K IMPLANTÁTŮM PRO NÁHRADU KYČLE S OBĚMA ARTIKULUJÍCÍMI POVRCHY Z KOVOVÝCH SLITIN- PÁROVÁNÍ TYPU „KOV NA KOV“ S OBSAHEM KOBALTU
Stanovisko platí pro totální náhrady kyčle klasického designu s párováním kov–kov
i povrchových náhrad– tzv „resurfacing“
Podle názoru ČSOT není používání těchto kloubních náhrad v ČR odůvodněné a bezpečné.
Zdůvodnění:
V současnosti je prokázáno, že na kovové částice uvolněné z nosné plochy při artikulaci implantátu vzniká v okolní tkáni reakce, označovaná jako ARMD (adverse reaction to metal debris). Spektrum ARMD může být rozsáhlé a sahá od malých asymptomatických cyst po rozsáhlé hmoty měkkých tkání (pseudotumory). Léze spojené s aseptickou lymfocytární vaskulitidou se označují jako ALVAL (aseptic lymphocyte-dominant vasculitis associated lesion). ALVAL je histologická diagnóza, která zahrnuje jedinečné buněčné změny, ke kterým dochází periproteticky v reakci na kovové částice. Předpokládá se, že tento mechanismus je hypersenzitivní reakce typu IV zprostředkovaná T lymfocyty, přičemž k poškození tkáně dochází v důsledku cytotoxických T buněk a aktivovaných monocytů nebo makrofágů. Novější práce z roku 2016 (Tvemoes 2016) při pokusu na zvířeti však jasnou typickou odlišnost tkáňové reakce v okolí implantátu neprokázala.
Otěr kovových materiálů navíc uvolňuje ionty – zejména kobaltu (Co) a chromu (Cr) – do systémového oběhu. Tato hladina kovových iontů v krvi v případě kovového otěru může být mnohonásobně vyšší než normální hladina a může mít vliv na řadu orgánových soustav a onemocnění. V běžné praxi se setkáváme i s pojmem metalóza. Metalóza je definovaná jako aseptická fibróza event. lokální nekróza v důsledku kovové koroze a přítomnosti otěrových částic. Někdy se hovoří ve spojení s metalózou i o vzniku tzv. pseudotumorů (Madan 2000, Boardman 2006, Kwon 2010).
Hach (2020) popisuje dva konkrétní případy systémových komplikací (kardiomyopatie s nutností transplantace srdce u prvního pacienta, u druhého pak multiorgánové postižení s nutností transplantace srdce a exitem), která velmi pravděpodobně souvisela s vysokými hladinami iontů po implantaci systému s párováním kov-kov, kde koncentrace chromu v prvním případě byla až 102,00 μg/l a 98,70 μg/l kobaltu, resp. v druhém případě 1000 (±30 %) μg/l kobaltu (!).
Vědecky popsaných případů intoxikace kobaltem a chromem v důsledku kovového otěru totální náhrady s párováním kov-kov je zatím velice málo a mají převážně charakter kazuistik. V uvedených případech pacienti vykazují příznaky kardiomyopatie, hypakuzie, polyneuropatie, nefropatie poškození štítné žlázy doprovázené zvýšenou koncentrací kovových iontů v játrech a slezině, což jsou mimořádně závažné důsledky.
Kromě toho existují obavy z kancerogenního působení těžkých kovů. Existují studie na genotoxicitu s efektem na DNA. U první generace implantátů MoM bylo popsáno 1991 zvýšené riziko lymfomů a leukemií, v roce 1995 bylo popsáno zvýšené riziko karcinomu prostaty. Připouštíme, že silný kauzální vztah nebyl doložen. Studie z roku 2014 popisuje jisté změny DNA, které ale působí spíše nespecifické zánětlivé reakce na cizí těleso. Z pohledu toxikologického jsou novější studie např z roku 2015, které neprokázaly jasné toxické poškození u párování kov-kov. Indukovaná hypersenzitivita na přítomnost kovů rovněž byla studována v řadě prací (citace).
Řada prací dává do souvislosti zvýšené sérové koncentrace kobaltu, chromu a dalších kovů s ne zcela optimálním postavením komponent. Van Der Straeten (2013) považuje za „normální“ hladiny iontů po implantaci náhrady s párováním kov-kov do 4,6 μg/l v případě chrómu (Cr) a 4.0 μg/l u kobaltu (Co) v případě jednostranné náhrady. U pacientů s implantovanými oběma kyčelními klouby uvádí hranici 7,4 μg/l u chrómu a 5,0 μg/l u kobaltu. Doporučuje, aby se pacient na tyto kovy průběžně monitoroval a pokud se hladiny začnou zvyšovat, doporučuje častější kontroly a sledovat případné „systémové“ komplikace. Existují tedy reálně podložené obavy z nežádoucích účinků těchto kovů na zdraví pacientů, zvláště při dlouho trvající expozici.
Poslední uváděná stanoviska regulačních institucí Velké Británie, USA (Medicines & Healthcare products Regulatory Agency -UK; FDA- USA) a Austrálie: Na veřejně dostupných webových stránkách jsou vyjmenovány seznamy možných rizik a striktních omezení pro další případné užití jakéhokoliv implantátu s párováním artikulačních povrchů „kov-kov“ s doporučením či zákazem jejich užití (formulace se liší v různých zemích)
Obecně doporučené postupy uvedených regulačních institucí: Jak postupovat u pacientů, kterým byly tyto endoprotézy v minulosti implantovány?
Pacienti s dříve implantovanými náhradami kov-kov by měli být všichni pravidelně kontrolováni jednou ročně, pravidelně by jim měla být kontrolována hladina kobaltu v krvi a při klinických příznacích anebo elevaci hladin kobaltu je doporučeno dovyšetření nálezu a funkce jater, ledvin, srdce, imunitního systému a vyšetření oblasti operovaného kloubu CT a MRI (pokud možno s digitálním odstíněním kovových komponent). Následně je indikována reimplantace komponent s jiným ověřeným párováním.
2. STANOVISKO ČSOT K ENDOPROTÉZÁM OBSAHUJÍCÍM KOMPONENTY VYROBENÉ Z CHROMKOBALTOVÝCH SLITIN A NEJEDNÁ SE O ARTIKULUJÍCÍ KOMPONENTY S PÁROVÁNÍM „KOV-KOV“:
Podle názoru ČSOT nejsou průkazné důvody k vyloučení všech komponent s obsahem kobaltu a chromu z klinické praxe.
V současné době totiž plné vyloučení těchto slitin je i obtížně realizovatelné- některé komponenty nelze technologicky vyrobit z jiného kovu.
Zdůvodnění:
ČSOT si uvědomuje, že k elevaci kobaltu v krevním séru (dalších tělních tekutinách) může dojít i u jiných než neartikulujících komponent implantátů vyrobených z chromkobaltových slitin.
Bere na vědomí doporučující stanoviska EMA, resp. pracovní skupiny EFORT. V současnosti se domnívá, že důkazy k úplnému vyloučení všech komponent vyrobených z materiálů obsahujících kobalt nejsou přesvědčivé. Situaci budeme dále sledovat a jsme připraveni své stanovisko změnit, jakmile se objeví kvalitní důkazy.
ČSOT důrazně doporučuje všem poskytovatelům péče při výběrových řízeních trvat na požadavku užívat kvalitní a široce ověřené implantáty.
Schválil: výbor ČSOT dne 27.2.2024
Literatura:
www.sukl.cz/informace-pro-pacienty-s-asr-implantaty?highlightWords=resurfacing+kyčle
https://www.gov.uk/government/organisations/medicines-and-healthcare-products-regulatory-agency – Medicines & Healthcare products Regulatory Agency. Medical device alert: MDA/2017/018: all metal-on-metal (MoM) hip replacements— updated advice for follow-up of patients. MRHA, 2017.
Boardman DR, Middleton FR, Kavanagh TG.: A benign psoas mass following metal-on-metal resurfacing of the hip. J Bone Joint Surg Br 2006: 88:402–404.
Deborah J. Hall, BS, Robin Pourzal, PhD, Joshua J. Jacobs, MD: What Surgeons Need to Know about ALTR in THA. J Arthroplasty. 2020 June ; 35(6 Suppl): S55–S59. doi:10.1016/j.arth.2020.01.016.
Hach J., Kubánek M., Pelclová D., Lach K., Fulín P.: Kovový otěr s otravou kobaltem a poškozením srdce jako komplikace TEP kyčelního kloubu. (Metal Debris with Cobalt Intoxication and Heart Damage as a THA Complication). Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 87, 2020, No. 6 p. 447–451.
Hart AJ, Buddhdev P, Winship P, Faria N, Powell JJ, Skinner JA. 2008. Cup inclination angle of greater than 50 degrees increases whole blood concentrations of cobalt and chromium ions after metal-on-metal hip resurfacing. Hip Int. 18:212–219.
J R W Crutsen, M C Koper, J Jelsma, M Heymans, I C Heyligers, B Grimm, N M C Mathijssen and M G M Schotanus: Prosthetic hip-associated cobalt toxicity: a systematic review of case series and case reports. EFORT Open Reviews. 2022: 7, 188–199. DOI: dorg/10.1530/EOR-21-0098
Kwon YM, Thomas P, Summer B, Pandit H, Taylor A, Beard D, Murray DW, Gill HS.: Lymphocyte proliferation responses in patients with pseudotumors following metal-on-metal hip resurfacing arthroplasty. J Orthop Res. 2010 Apr;28(4):444-50. doi: 10.1002/jor.21015.
Langton DJ, Jameson SS, Joyce TJ, Hallab NJ, Natu S, Nargol AVF. Early failure of metal-on-metal bearings in hip resurfacing and large-diameter total hip replacement a consequence of excess wear. J Bone Joint Surg Br. 2010;92:38–46.
Linna A, Oksa P, Groundstroem K, Halkosaari M, Palmroos P, Huikko S, Uitti J. Exposure to cobalt in the production of cobalt and cobalt compounds and its effect on the heart. Occup Environ Med. 2004;61:877–885.
Madan S, Jowett RL, Goodwin MI.: Recurrent intrapelvic cyst complicating metal-on-metal cemented total hip arthroplasty. Arch Orthop Trauma Surg, 2000: 120:508–510.
Matharu G.S.: Metal-on-metal hip replacements: implications for general practice. British Journal of General Practice, December 2017 545
Matthew F. Koff, Madeleine A., John P. Neri, Yu-fen Chiu, Bin Q. Lin, Alissa J. Burge Edwin Su, Douglas E. Padgett, Hollis G. Potter: Adverse Local Tissue Reactions are Common in Asymptomatic Individuals After Hip Resurfacing Arthroplasty: Interim Report from a Prospective Longitudinal Study. Clin Orthop Relat Res (2021) 479:2633-2650. DOI 10.1097/CORR.0000000000001882
Michael Kovochich, Brent L. Finley, Rachel Novick, Andrew D. Monnot, Ellen Donovan, Kenneth M. Unice, Ernest S. Fung, David Fung & Dennis J.Paustenbach: Understanding outcomes and toxicological aspects of second generation metal-on-metal hip implants: a state-of-the-art review. Critical Reviews in Toxicology. 2018. 48:10, 839-887, DOI: 10.1080/10408444.2018.1563048
Packer M. Cobalt cardiomyopathy: a critical reappraisal in light of a recent resurgence. Circ Heart Fail. 2016. 9. pii:e003604.
Paustenbach DJ , Galbraith DA , Finley BL. Interpreting cobalt blood concentrations in hip implant patients. Clin Toxicol (Phila) 2014;52:98–112.
SCENIHR (2015) Scientific Committee on Emerging Newly Identified Health Risks. Opinion on the safety of metal-on-metal joint replacements with a particular focus on hip implants. SCENIHR, 7th plenary, 24–25 September 2014. https://ec.europa.eu/health/ scientific_committees/emerging/docs/scenihr_o_042.pdf
Timothy P. Davis: Metal-on-Metal Hip Arthroplasty: A Comprehensive Review of the Current Literature.Cureus 15(11): e48238. DOI:10.7759/cureus.48238
Tvermoes BE, Unice KM, Winans B, Kovochich M, Christian WV, Donovan E, Fung ES, Finley BL, Kimber I, Paustenbach DJ.: A preliminary evaluation of immune stimulation following exposure to metal particles and ions using the mouse popliteal lymph node assay. 2016, Toxicol Appl Pharmacol. 308:77–90.
Van Der Straeten C, Grammatopoulos G, Gill HS, Calistri A, Campbell P, De Smet KA.: The 2012 Otto Aufranc Award: the interpretation of metal ion levels in unilateral and bilateral hip resurfacing. 2013. Clin Orthop Relat Res. 471:377–385.
Watters TS, Cardona DM, Menon KS, Vinson EN, Bolognesi MP, Dodd LG. Aseptic lymphocyte-dominated vasculitis-associated lesion: a clinicopathologic review of an underrecognized cause of prosthetic failure. Am J Clin Pathol. 2010;134:886–893.
Willert H-G, Buchhorn GH, Fayyazi A, Flury R, Windler M, K€oster G, Lohmann CH.: Metal-on-metal bearings and hypersensitivity in patients with artificial hip joints: a clinical and histomorphological study. J Bone Joint Surg. 2005, 87:28–36.
