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Histopathologische Differenzialdiagnostik bei gelenkimplantatallergischen Fragestellungen

Histopathological differential diagnostics in context of joint implant allergic reactions

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An Erratum to this article was published on 29 November 2013

Zusammenfassung

Bei gelenkimplantatallergischen/toxischen Fragestellungen als Ursache für ein Endoprothesenversagen ist die Neosynovialis/periprothetische Membran („synovial-like interface membrane“, SLIM) gemäß der erweiterten SLIM-Konsensus-Klassifikation zu klassifizieren: Typ I, Partikelerkrankung, so genannte „aseptische Lockerung“; Typ II, bakterielle Infektion, so genannte „septische Lockerung“; Typ III, Kombination von bakterieller Infektion und Partikelerkrankung; Typ IV, mechanische Ursachen und funktionelle Störungen; Typ V, ossäre Pathologien; Typ VI, endoprothesenassoziierte Arthrofibrose; Typ VII, allergische/immunologische/toxische Reaktionen auf Implantatmaterialien. Die histopathologische Identifikation der Prothesenmaterialpartikel erfolgt gemäß des Partikelalgorithmus nach Krenn. Histopathologisch sind die Veränderungen bei Verdacht auf Allergie/Toxizität des Implantatmaterials zwar charakteristisch, lassen aktuell aber keine eindeutige Unterscheidung zwischen primär toxischen und primär immunologischen Reaktionen zu. Die charakteristischen Veränderungen umfassen den Partikelnachweis, eine ausgeprägte lymphozytäre, plasmazelluläre und makrophagozytäre Infiltration, Nekrosen und Granulome bzw. granulomartige Strukturen. In der Maximalausprägung wird dieser Befund als sog. inflammatorischer Pseudotumor bezeichnet. Da Lymphozyteninfiltrate in der SLIM vom Typ I und Typ IV nicht notwendigerweise Ausdruck einer implantatmaterialallergischen Reaktion oder einer Toxizitätsreaktion sind und bislang keine beweisenden zellulären Marker einer pathogenen implantatallergischen Reaktion für das Gelenkendoprothesenversagen definiert sind und der genaue immunologischen Zusammenhang ungeklärt ist, kann die Diagnose einer allergischen Typreaktion/toxischen Reaktion auf Implantatmaterialien in einer SLIM nur im Kontext von histopathologischen, dermatologischen, allergologischen und klinisch-orthopädischen Befunden gestellt werden. Gewebeproben sollten aus verschieden Regionen (SLIM, prothesennah und -fern und eine getrennte Entnahme von Knochengewebe) entnommen werden, um eine suffiziente histopathologische Diagnose zu ermöglichen.

Abstract

Total joint replacement has greatly increased over the last decades and so have endoprothesis-associated pathologies. European studies have shown a 10-year durability varying from 88 % to 95 %. By means of histopathology different pathogenetic synovial-like interface membrane (SLIM) patterns that lead to reduction of implant durability can be discerned, such as periprosthetic particles, bacterial infections and arthrofibrosis. Subsequently, SLIM types have been determined in a revised consensus classification including particle-induced type (type I) so-called non-septic loosening, infection type (type II) so-called septic loosening, combination type (type III) of bacterial and particle-induced types, indifferent type with mechanical and functional disorders (type IV), osseus pathologies (type V), arthrofibrotic type (type VI, endoprosthesis-associated arthrofibrosis) and allergic/immunological/toxic reactions to prosthesis material (type VII). Particles are characterized histopathologically according to the Krenn particle algorithm. In cases of severe lymphocyte/macrophage infiltration, necrosis, abrasion particle detection and granuloma formation, a toxic or allergic reaction to implant material should be considered. As a direct abrasion particle-induced toxicity cannot be differentiated from a particle-induced allergic type VII reaction to implant material, the histopathological diagnosis of toxic reaction to implant material or allergic reaction to implant material should be made with caution and only in association with immunological, allergic and clinical data. It is recommended that tissue samples should be arthroscopically taken from different regions: close to the prosthesis, distant from the prosthesis and from bone tissue. The pathologist should be given information concerning clinical, allergological and microbiological data.

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Einhaltung der ethischen Richtlinien

Interessenkonflikt. Der korrespondierende Autor weist für sich und seine Koautoren auf folgende Beziehungen hin: V. Krenn, C. Poremba, J. Schneider, D. Kendoff, T. Gehrke, M. Huber geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. J.P. Kretzer: DePuy, Smith & Nephew, Aesculap, CeramTec, Hofstetter, Biomet, Questmed; M. Thomsen: DePuy, Zimmer, Biomet. Dieser Beitrag beinhaltet keine Studien an Menschen oder Tieren.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Zentrum für Histologie, Zytologie und Molekulare Diagnostik, Max-Planck-Str. 5, 54296, Trier, Deutschland

    V. Krenn & C. Poremba

  2. Klinik und Poliklinik für Dermatologie und Allergologie, Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München, München, Deutschland

    J. Schneider

  3. HELIOS Endo-Klinik, Hamburg, Deutschland

    D. Kendoff & T. Gehrke

  4. Labor für Biomechanik und Implantatforschung, Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Universitätsklinikum Heidelberg, Heidelberg, Deutschland

    J.P. Kretzer

  5. Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, DRK-Klinik Baden-Baden , Baden-Baden, Deutschland

    M. Thomsen

  6. Klinik für Orthopädie und Unfallchirurgie, Stadtklinik Baden-Baden, Baden-Baden, Deutschland

    M. Thomsen

  7. Pathologisch-bakteriologisches Institut, Otto-Wagner-Spital, Wien, Österreich

    M. Huber

Authors
  1. V. Krenn
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  2. C. Poremba
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  3. J. Schneider
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  4. D. Kendoff
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  5. T. Gehrke
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  6. J.P. Kretzer
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  7. M. Thomsen
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  8. M. Huber
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Corresponding author

Correspondence to V. Krenn.

Additional information

Widmung

Diese Publikation ist Herrn Prof. Dr. med. F. Lintner (Österreich) gewidmet. Als Dank für seine Verdienste um die Endoprothesenpathologie und für seine Funktion als hervorragender akademischer Lehrer an der Universität Wien (M.H., Wien und V.K., Trier; Mai 2013).

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Krenn, V., Poremba, C., Schneider, J. et al. Histopathologische Differenzialdiagnostik bei gelenkimplantatallergischen Fragestellungen. Orthopäde 42, 614–621 (2013). https://doi.org/10.1007/s00132-012-2034-4

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