Évaluation du relargage des métaux d’arthroplastie par ICP-HRMS

Objectif

Les implants orthopédiques sont composés de métaux, qui, en cas d’usure, de descellement ou de corrosion, peuvent être libérés dans le milieu péri-prothétique et migrer ensuite dans la circulation générale, à l’origine d’une éventuelle toxicité. La dissémination des métaux composant les prothèses polyéthylène-métal est peu documentée à ce jour. Cette étude s’intéresse à l’impact local et systémique des métaux d’arthroplastie, libérés lors de la dégradation des dispositifs médicaux implantables orthopédiques polyéthylène-métal.

Méthode

Une population de 53 individus porteurs de prothèses polyéthylène-métal de hanche (n = 26), de genou (n = 17), de cheville (n = 10), défaillantes, hospitalisés pour reprise aseptique de leur implant, et 51 témoins, non porteurs de prothèse a été étudiée. Les concentrations de 39 éléments métalliques dans le sang et les urines (avant et 3 jours après l’opération de reprise), les cheveux, le tissu péri-prothétique et le liquide synovial ont été mesurées simultanément en ICP-MS haute résolution, après minéralisation totale des échantillons par micro-ondes.

Résultats

Dix éléments (Ba, Cr, Co, Fe, Mn, Ni, Ti, V, W, Zr) sont significativement augmentés et deux éléments (Cs et Ru) sont significativement diminués dans au moins un milieu biologique des porteurs de prothèse. Le tissu péri-prothétique présente le plus de métaux d’arthroplastie augmentés chez les porteurs de prothèses (Co, Cr, Mn, Ni, Ti, V, W, Zr). Le Co, le Ni, le Ti et le V sont augmentés dans le sang et le tissu, tandis que l’augmentation de Cr est limitée au tissu péri-prothétique. L’augmentation de Ba pourrait être liée à son usage comme agent de contraste dans les ciments osseux (BaSO₄). Un phénomène de compétition et/ou l’inflammation induite par la prothèse usée pourraient être à l’origine de la diminution de Cs et Ru dans le sang, les urines et le tissu péri-prothétique des porteurs de prothèse. Les cheveux, soumis aux contaminations externes, ne semblent pas être un milieu biologique de choix pour le suivi de l’évolution des prothèses.

Conclusion

Cette étude a permis de mettre en évidence le relargage des métaux d’arthroplastie lors de la dégradation des implants orthopédiques polyéthylène-métal, au niveau local majoritairement mais aussi systémique. Le suivi des concentrations sanguines de ces éléments pourrait permettre de prédire une dégradation de l’implant et ainsi de programmer une opération de révision précoce de la prothèse, avant l’apparition éventuelle de signes cliniques de toxicité.