Metallabrieb aus Gelenkprothesen erreicht das Gehirn

Bei älteren Menschen mit Gelenkersatz lassen sich Kobalt- und Titanbestandteile im Gehirngewebe nachweisen. Eine höhere Kobaltkonzentration war mit stärkerer Alzheimerpathologie assoziiert, nicht jedoch mit kognitivem Abbau.

Totalendoprothesen können durch Verschleiß und Korrosion Metallpartikel und -ionen freisetzen. Ob diese auch das Gehirn erreichen und mit neuropathologischen Veränderungen der Alzheimererkrankung (AD) zusammenhängen, war bislang unklar. Eine US-amerikanische Arbeitsgruppe analysierte daher Gehirnproben von 701 obduzierten Teilneh-mer:innen des Rush Memory and Aging Project (MAP). Davon hatten 229 eine Totalendoprothese (TJA) erhalten: 146 des Hüftgelenks (THA), 83 des Knie- oder Schultergelenks.¹

Endoprothesen meist aus Metalllegierungen

Diese Implantate bestehen meist aus Metalllegierungen, zumeist aus einer Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierung (Co28Cr6Mo) oder einer Titan-Aluminium-Vanadium-Legierung (T6Al4V). Sie können Submikron-Verschleißpartikel u.a. durch Reibkorrosion freisetzen. Metallionen können direkt während Korrosionsprozessen an der Implantatoberfläche oder durch den anschließenden Abbau von Mikro-partikeln entstehen. Es ist bekannt, dass Implantatpartikel Immunreaktionen auslösen können, die zu Osteolyse oder lymphozytendominierten lokalen Gewebereaktionen (ALTR) führen können, u.a. auch zu schmerzhaften Pseudotumoren. Weiters können erhöhte Metallionenkonzentrationen im Blut und Serum nachgewiesen werden.

Kobalt- und Titankonzentrationen nach Hüftendoprothese erhöht

Bei Personen mit Hüfttotalendoprothese war die Kobaltkonzentration im Gehirn höher als bei jenen ohne Gelenkersatz. Titan war geringfügig erhöht, für Molybdän und Eisen zeigten sich keine relevanten Unterschiede. Zusätzlich wurden Partikel nachgewiesen, deren Zusammensetzung wahrscheinlich Implantatmaterial entsprach, darunter Kobalt-Chrom-Molybdän- und Titan-Aluminium-Vanadium-Partikel.

Höhere Kobaltkonzentrationen waren mit stärkerer globaler Alzheimerpathologie verbunden, der Gelenkersatz an sich hingegen nicht. Die Autor:innen vermuten, dass stärkerer Implantatverschleiß oder Korrosion für hohe Kobaltwerte verantwortlich sein könnte.Trotz der Assoziation mit neuropathologischen Veränderungen zeigte sich für Kobalt weder ein Zusammenhang mit der kognitiven Leistungsfähigkeit kurz vor dem Tod noch mit der longitudinalen kognitiven Verschlechterung. Anders bei Titan: Höhere Hirntitankonzentrationen waren mit einem niedrigeren kognitiven Score und schnellerem kognitivem Abbau assoziiert. Da ein Großteil der nachgewiesenen Titanpartikel aus Titanoxiden bestand, die auch aus anderen Quellen wie Nahrung oder Medikamenten stammen können, lässt sich daraus allerdings kein Zusammenhang mit Implantaten ableiten.

Fazit

Die Ergebnisse zeigen, dass Implantatbestandteile das Gehirn erreichen können. Ob sie dort Alzheimerpathologie verursachen oder deren Progression beeinflussen, bleibt jedoch offen. (red)