Metallallergie bei Hüftprothese oder Knieprothese

1. Warum nehmen allergische Reaktionen auf Implantate und Prothesen zu?
2. Ist Implantat-Allergie die Ursache für Prothesenlockerung?
3. Häufigkeit von Implantatallergien
4. Symptome eine Allergie gegen Endoprothesen und Implantate
5. Allergie-Implantate als Alternative bei Metallallergie
6. Allergie-Testung bei Verdacht auf Implantat-Allergie

Warum nehmen allergische Reaktionen auf Implantate und Prothesen zu?

Wahrscheinlich besteht durch die zunehmende Verbreitung von nickelhaltigem Modeschmuck und anderen Umweltweinflüssen eine zunehmende Allergieneigung gegen Metall und damit auch gegen Implantatmaterialien. Diese Sensibilisierung entsteht im Rahmen eines Erstkontakts mit dem allergieauslösenden Metall, z. B. beim Tragen von Modeschmuck auf der Haut.

Für die Endoprothetik sind Allergien auf Metalle, insbesondere auf Nickel, Kobalt und Chrom sowie Bestandteile von Knochenzement und auf Antibiotika von großer Bedeutung. Nicht nur Endoprothesen, sondern auch Zahnimplantate haben das Potential, allergische Reaktionen beim Patienten auszulösen.

Auswertungen des australischen Endoprothesenregisters zeigten, dass bei 5,7 % der revidierten Hüftprothesen und 0,9 % der Schulterprothesen eine Metall-Überempfindlichkeit als Grund für einen Prothesenwechsel (Revision) angegeben wurde. Bei Hüftprothesen sind vor allem die Metall-Metallgleitpaarungen der Oberflächenersatzprothesen (McMinn-Prothesen) in Verruf geraten. Die Prothesenmodelle einiger Hersteller von Metall-Metall-Gleitpaarungen wiesen relativ hohe Revisionsraten auf.

Die Ursachen für Implantatallergien sind nicht vollständig geklärt. Diese sogenannten Kontaktallergien entstehen normalerweise bei direktem Kontakt der obersten Hautschicht mit einem allergieauslösenden Material. Verstärkt wird dieser Effekt durch die natürliche Schweißabsonderung: Das Salz im Schweiß reagiert mit den Metallen in Modeschmuck. Aber auch der Kontakt mit tieferen Gewebeschichten, wie es bei Implantaten der Fall ist, scheint lokale allergische Reaktionen und Überempfindlichkeiten auslösen zu können.

Allergene Metalle sind nicht nur in Modeschmuck enthalten. Auch Kleidungsbestandteile wie Reisverschlüsse oder Hosenknöpfe können allergische Sensibilisierungen bewirken, die mit Juckreiz, Rötung und Hautveränderungen verbunden sind.

Knieprothesen sind häufig von Metallallergie betroffen

Vor allem bei Knieprothesen mit Chrom-Molybdän-Legierungen, die Kobalt und Chrom enthalten, sind Implantatallergien zu erwarten. Die bei Hüftprothesen üblichen Titanimplantate sind für den Einsatz in Prothesen am Kniegelenk zu weich. Deshalb werden am Kniegelenk die wesentlich härteren Prothesen aus einer nickelhaltigen Stahl-Chrom Molybdänlegierung eingesetzt.

Ist Implantat-Allergie die Ursache für Prothesenlockerung?

Hierauf gibt es heute noch keine definitive Antwort: Eine eindeutige Lockerung von Implantaten auf Grund allergischer Reaktionen konnte bisher nicht bewiesen werden. Trotzdem können bei betroffenen Patienten regelmäßig unklare allergische Hautreaktionen festgestellt werden.

Patienten mit bekannter Allergie gegen die Implantatmaterialien wurden über Jahre ärztlich beobachtet. Bei notwendigem Prothesenwechsel wird dann vorbereitend eine Testung auf Hautallergien durchgeführt. Im Rahmen von Wechseloperationen bei frühzeitiger Lockerung können wir typische Gewebereaktionen in der Umgebung der gelockerten Prothese nachweisen. Diese Gewebereaktion besteht aus einer Ansammlung spezieller weißer Blutzellen (Leukozyten), die mit ihren Inhaltsstoffen als Mediatoren für eine allergische Reaktion dienen.

Seit wann werden Implant-Allergien beobachtet?

In der Literatur wurde vor 40 Jahren erstmals eine Hautreaktion nach Versorgung eines Knochenbruches mit Metallimplantaten beschrieben und als allergische Komplikation gegen den Implantatwerkstoff gedeutet.

In den 70-er Jahren wurden vermehrt Oberflächenersatz-Prothesen am Hüftgelenk Metallgleitpaarungen verwendet, die anfangs einen deutlich erhöhten Metallabrieb aufwiesen. Zum Teil werden parallel zur Implantatreaktion Hautreaktionen beschrieben, die zum damaligen Zeitpunkt noch nicht im Zusammenhang mit möglicherweise eingetretenen allergischen Reaktionen gesehen wurden.

Die bis zum heutigen Tag unklaren Reaktionen der Haut werden seit 10 Jahren immer wieder in Veröffentlichungen beschrieben. Vor 5 Jahren wurde nun ein Arbeitskreis der Deutschen Gesellschaft für Orthopädie und Orthopädischer Chirurgie (DGOOC eV.) eingerichtet, der sich unter dem Thema Implantatunverträglichkeit mit der Frage des allergenen Potentials von Implantatwerkstoffen regelmäßig auseinandersetzt.

Häufigkeit von Implantatallergien

Unklare Reaktionen nach Gelenkersatzoperationen werden zunehmend in der medizinischen Literatur veröffentlicht. Auch eine zunehmende Sensibilisierung auf Metalle wie Nickel, Kobalt und Chrom in der Gesamtbevölkerung wird beobachtet. Insbesondere Frauen vor dem 40. Lebensjahr zeigen im Vergleich zu Männern vielfach höhere Sensibilisierungsrate gegen Nickel.

Es wird angenommen, dass in Zukunft möglicherweise eine Vielzahl von Patienten, die mit einem Implantat versorgt werden müssen, mit der potentiellen Komplikation einer allergischen Reaktion auf Implantatmaterialien rechnen müssen.

Warum spielen Kontaktallergene gerade in der Orthopädie eine wichtige Rolle?

Nickel, Chrom und Kobalt sind in fast allen orthopädischen Implantaten aus Edelstahl, Kobalt- und hoher Chromlegierungen enthalten. In aktuellen Studien wird davon ausgegangen, dass etwa 12 % der Bevölkerung gegen Nickel und 5 % der Bevölkerung gegen Kobalt und Chrom allergische Reaktionen zeigen. Teilweise sind auch Kreuz-Allergien vorhanden: d.h. das Reagieren auf weitere Metallbestandteile als Nickel und Kobalt, das nach einem Erstkontakt mit Nickel auftritt. Diese allergischen Haut-Reaktionen sind nach heutigem Wissen nicht gleichbedeutend mit einer wirklichen Unverträglichkeit des Implantates nach Einsatz.

Sie geben aber Hinweise auf mögliche Ursachen. So hatte z. B. unter den Knieprothesenpatienten ohne Beschwerden auch keiner eine Reaktion gegen Zahnimplantat-Materialien (Amalgam etc). Aus der epikutanen Reaktion auf Metalle lässt sich eine Implantatallergie nicht sicher voraussagen: Die Wahrscheinlichkeit für eine Implantunverträglichkeit steigt damit aber an. Um eine echte Implantatallergie festzustellen, sind weitergehende allergologische Testverfahren erforderlich.

Symptome eine Allergie gegen Endoprothesen und Implantate

Bei Implantatallergie gibt es eine ganze Reihe möglicher Symptome, die teilweise aber auch andere Ursachen haben könnten. Das macht die Zuordnung so schwierig.

Insbesondere werden lokale oder generalisierte Ekzeme, Wundheilungsstörungen, Schmerzen (auch nach der unmittelbar postoperativen Phase), rezidivierende Gelenkergüsse und auch Implantat-Lockerungen ohne sonstige Ursache beschrieben.

Wenn die Problematik stark ausgeprägt ist, kann vor allem die Implantatlockerung dazu führen, dass die Knieprothese oder Hüftprothese ausgetauscht werden muss. So wird im australischen Prothesenregister bei ca. 6 % der Revisionsoperationen bei Hüftendoprothesen eine sog. „Metal Sensivity“ als Ursache angegeben. Diese Fälle betreffen aber vor allem Hüftprothesen mit Metall-Metall-Gleitpaarung. Bei manchen Prothesenmodellen kommt es durch die Menge an Abrieb zu einer toxischen Reaktion auf die Metalle. Diese Schwelle wird bei den anderen Gleitpaarungen trotz Partikelabriebs nicht überschritten.

Gesicherte Untersuchungen zu den Folgen der Implantatallergie in der Endoprothetik gibt es allerdings noch nicht. Diese Annahmen beruhen auf einer Reihe von Einzelbeobachtungen. Für die begleitenden Symptome sind auch andere Ursachen, als die Metallallergie möglich.

Differentialdiagnose bei Verdacht auf Prothesenallergie

Bei den im Rahmen der Implantunverträglichkeit auftretenden Symptomen gibt es auch andere mögliche Ursachen, die vom Facharzt abgeklärt werden müssen.

• Periprothetische bakterielle Infektion (septische Lockerung),
• funktionelle bzw. mechanische Störung des Implantats,
• Arthrofibrose als Komplikation nach Arthroskopien,
• aseptische Lockerung durch Immunreaktion auf Abriebpartikel, vor allem von Polyethylen.

Allergie-Implantate als Alternative bei Metallallergie

Allergie-Implantat bei einer Patientin mit bekannter Nickel-Allergie. Die Schlittenprothese besitzt eine Titan-Nitrid-beschichtete Oberfläche. ©Gelenk-Klinik

Bei sicher nachgewiesener Kontakt-Allergie verzichten wir heute auf die Verwendung von Chrom-Kobalt-Legierungen als Prothesenimplantatmaterial. Die Zusammenhänge zwischen allergischer Hautreaktion und der Reaktion im umgebenden Gewebe des Implantats können zwar nicht sicher vorhergesagt werde. Bei nachgewiesener Allergie gegen Inhaltsstoffe einer Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierung können wir durch Allergieimplantate aber das Komplikationsrisiko minimieren.

In Abhängigkeit vom versorgten Gelenk können die Operateure spezielle Gleitpaarungen wie Polyethylen, Keramik oder alternative Materialien verwenden.

Alternativmaterialien sind keramikbeschichtete oder titanbeschichtete Metalle und vollkeramische Prothesen, soweit sie am vorgesehenen Einsatzort möglich und ausreichend sicher sind. Dabei geht es vor allem um Knieprothesen mit ihren allergenen Bestandteilen Nickel, Chrom und Kobalt. Diese Implantate können mit einer oder mehreren Schichten aus einer Titan oder Keramikbeschichtung versiegelt werden. Man spricht in diesem Zusammenhang von "Allergieimplantaten". Zur Haltbarkeit dieser Allergieimplantate gibt es noch keine nachteiligen Erfahrungen. Wegen der deutlich höheren Kosten für die beschichtete Endoprothese werden für die titanbeschichteten Modelle die Zusatzkosten nur bei Patienten mit nachgewiesener Allergie vom Versicherer übernommen.

Sind Allergieimplantate eine sichere Lösung bei Metallallergie?

Wie oft werden beschichtete Allergieimplantate verwendet?

In Umfragen im deutschsprachigen Raum verwenden etwa 84% der Behandler Allergieimplantate.

Wie sicher sind Allergieimplantate?

Die Ergebnisse der Allergieimplantate sind statistisch weniger gut gesichert wie die der schon viele Jahre verwendeten Standardprothesen. Allergieimplantate sind speziell für die möglicherweise existierende Allergie hergestellte Prothesen. Dieses Verfahren wird erst seit einigen Jahren von der Industrie angeboten: Daher existieren mit diesen Implantaten weniger Erfahrungen als mit den Standardprothesen.

Einsatz von Allergieimplantaten bei gesicherter Metallallergie

Wir schließen uns in der Gelenk-Klinik der Empfehlung an, dass man im Rahmen einer ausführlichen Abwägung von Vor- und Nachteilen bei Patienten mit Metallallergien Allergieimplante verwenden kann. Die fehlenden Ergebnisse für diese Implantate und die bisher als sehr gering angenommene Wahrscheinlichkeit einer allergischen Implantatreaktion müssen hierbei berücksichtigt werden.

Welche Schwierigkeiten können Allegieprothesen bereiten?

Die potentiellen Probleme bei einer Prothese, die beschichtet wurde, sind ähnlich wie bei einer keramikbeschichteten Bratpfanne. Die Beschichtung kann im Bereich der Gleitpaarung theoretisch versagen: Dann würde auch wieder allergener Metallabrieb in das umliegende Gewebe gelangen. Eine absolute Sicherheit vor Allergien gibt es durch die Verwendung von Allergieimplantaten also nicht.

Allergie-Testung bei Verdacht auf Implantat-Allergie

Es gibt zwei Situationen, in denen eine Allergie auf Implantatmaterialien getestet werden sollte. Am Besten suchen Betroffene bei Verdacht auf Allergie vor dem Einbau einer Prothese einen Hautarzt auf, der die erforderliche Fortbildung im Bereich Implantatunverträglichkeit vorweisen kann. Dieser spezialisierte Dermatologe kann Ihr Allergierisiko vor der Operation eingrenzen und attestieren.

Häufig taucht jedoch nach der Endoprothesenoperation der Verdacht auf eine Implantatallergie auf. Auch in diesen Fällen kann der Dermatologe noch das Risiko einer Prothesenallergie bestimmen.

Vor einer Allergietestung eines Implantates müssen zunächst weiter verbreitete Ursachen für Schmerzen und Bewegungsstörungen nach Implantat-Operation ausgeschlossen werden. Dazu gehören vor allem bakterielle Infektionen des Implantats. Dieser bakterielle Infekt wird durch eine labordiagnostische Untersuchung des Blutes oder einer Gewebsprobe (Biopsie) aus der Umgebung der Prothese ausgeschlossen werden.

Einen ersten Hinweis auf eine Implantatallergie gegen die Endoprothese gibt neben Schmerzen rund um das Implantat üblicherweise die allergische Hautreaktion an der Körperoberfläche. Auch diese Ausschläge oder juckenden Stellen müssen diagnostisch unterschieden werden von möglichen Pilzinfektionen der Haut oder anderen ekzemauslösenden Erkrankungen.

Erst dann wird ein Epikutantest (Hauttest) auf Metallallergie durchgeführt. Ziel dieses Tests ist, eine Hautreaktion auf die an Implantaten und Endoprothesen häufig beteiligten Metalle und Stoffe nachzuweisen. Zu diesen Stoffen gehören nicht nur Endoprothesenmetalle, sondern auch Bestandteile des Knochenzements und die bei der Zementzubereitung meist verwendeten Antibiotika wie Gentamycin.

Die Allergietestung bei Verdacht auf Implantat-Allergie ist nicht mit einer normalen, epikutanen Allergietestung zu vergleichen: Die Einwirkungszeit ist im Vergleich zu Hautallergien wesentlich länger. Wir arbeiten mit bis zu vier Ablesezeitpunkten, um der Reaktion Gelegenheit zu geben, sich vollständig zu zeigen.

Wenn sich gegen Stoffe aus den Implantaten oder Knochenzement keine Allergien nachweisen lassen, bleibt die Frage bestehen, was die Ursache der akut vorliegenden Allergiereaktion war? Dieser Frage wird im Rahmen der umfassenden allergologischen Anamnese nachgegangen.

Für eine qualifizierte Aussage zur Frage nach der Implantatallergie kommt also ein besonders vielschichtiges allergologisches Testverfahren zur Anwendung.

Anders als bei der Untersuchung von epikutanen Allergien (allergischen Reaktionen der Haut) sind bei Untersuchungen durch Epikutantestungen von Implantatallergien vier Termine erforderlich.

Das Testverfahren ist also deutlich aufwändiger als bei der im Zusammenhang mit Implantatallergein wenig aussagekräftigen Testung von reinen Hautallergien. Dem Allergen wird bei der spezialisierten Testung auf Implantatallergie wesentlich mehr Zeit gegeben, eine Reaktion zu verursachen. Zunächst wird der Patient auf seine allergologische Vorgeschichte befragt (Anamnese).

Ist eine Prothese bereits implantiert, kann auch eine Gewebeprobe aus der Umgebung des Implantates in Labor auf Allergiezeichen untersucht werden. Dieses Verfahren wird als Immunhistologie von Gewebsproben bezeichnet.

Wird dieses Verfahren vor der Operation einer Endoprothese durchgeführt, kann aus dem Ergebnis die Empfehlung eines Allergieimplantates abgeleitet werden. Wenn die Allergietestung nach der Operation durchgeführt wird, kann es zur Aufklärung oder der Differentialdiagnose von dauerhaften Beschwerden mit dem Implantat beitragen. Die Gefahr einer aseptischen (also nicht bakteriell verursachten) Lockerung des Implantates kann damit angemessen eingeschätzt werden.

So kann nach Abschluss der Untersuchungen zur Vermeidung von Risiken, bei positiven Ergebnissen kann nach Abschluss dieser Untersuchung so die Empfehlung alternativer Endoprothesen (sog. Allergie-Implantate) erfolgen , um das Implantat-Allergierisiko zu senken.

Prothesenwechsel nach Nachweis einer Metallallergie?

Der Austausch einer Knieprothese oder Hüftprothese ist immer ein sehr großer Eingriff mit nachhaltigen Folgen. Das Implantat muss aus der Knochenverankerung gelöst werden. Wenn eine Allergie gegen den Knochenzement einer Hüftprothese nachgewiesen wurde, sollte das Folgeimplantat als zementfreie, einwachsende Hüftprothese implantiert werden. Auch das Folgeimplantat muss wieder in den gleichen Knochen implantiert werden. Hier kommt es notwendigerweise zu weiterer Knochenabtragung und, durch die Operation, zu Narbenbildung. Die Wahrscheinlichkeit jeder Arzt von Komplikation (Lockerung, Infektion, Bildung schmerzhafter Narben, Verletzung von Nerven und Blutgefäßen) steigt nach einem Prothesenwechsel am Hüftgelenk oder Kniegelenk an.

Weitere Auslöser für allergische Reaktionen

Weitere allergene Materialien wie z. B. Latex und Knochenzement kommen im Rahmen von operativen Eingriffen auch ohne Verwendung von Implantatmetallen vor.

Hier gelten für die allergischen Reaktionen sehr ähnliche Aussagen wie beim Implantatmaterial. Die bei den auf Latex eintretenden allergischen Reaktionen mit starker Herz-Kreislaufwirkung werden bei Kontakt-Allergien auf Metalle nicht beobachtet.

Bei Reaktionen auf Knochenzement sind nicht ausschließlich Allergien auf den Polymethylacrylatzement (PMA, Knochenzement) möglich. Auch Zusätze des Knochenzements wie Antibiotika sind mögliche Allergene.

Haben Sie Fragen zur Versorgung mit Hüftprothese, Knieprothese, Schulterprothese und Sprunggelenkprothese bei Nickelallergie, Chrom-Cobalt Allergie, Latexallergie oder Knochenzementallergie, beraten wir Sie gerne nach neuesten wissenschaftlichen Kenntnissen.