Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Тrauma" Том 19, №1, 2018

Back to issue

Metal included in the prosthetic knee joints in the hair of patients with gonarthrosis

Authors: Сокрут Н.В., Климовицкий Ф.В., Синяченко О.В.
Донецкий национальный медицинский университет, г. Лиман, Украина

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Гонартроз є одним із найбільш частих захворювань ортопедичного профілю, що завдає відчутного медико-соціального збитку хворим людям і суспільству в цілому. Гонартроз супроводжується мікроелементозом, що перебігає з порушенням в організмі рівнів багатьох есенціальних і токсичних металів. Після ендопротезування колінних суглобів в організмі пацієнтів змінюється вміст таких металів, як кобальт (Co), хром (Cr), титан (Ti) та інші, що здатні визначати «виживаність» трансплантатів протезів і подальший перебіг гонартрозу. Мета і завдання дослідження — визначити у волоссі хворих на гонартроз рівень металів, що входять до складу ендопротезів колінних суглобів (алюміній (Al), Co, Cr, залізо (Fe), молібден (Mo), нікель (Ni), Ti, ванадій (V)), зіставивши показники з концентраціями цих мікроелементів у крові, оцінити клініко-патогенетичну значущість цього мікроелементозу при різних варіантах перебігу захворювання. Матеріали та методи. Обстежено 87 хворих на гонартроз (із них 45 % чоловіків і 55 % жінок, середній вік — 53 роки). Встановлено І, ІІ і ІІІ стадії хвороби в 28, 41 і 31 % спостережень відповідно, поліартроз мав місце в 53 % випадків, остеохондроз хребта — у 92 %, спондилоартроз дуговідросчастих зчленувань — у 71 %, клінічно маніфестний синовіт (гоніт) — у 67 %. Для дослідження показників металів в організмі використовували атомно-абсорбційний спектрометр SolAAr-Mk2-MOZe з електрографітовим атомізатором (Велика Британія). Результати. У волоссі хворих на гонартроз у 23 % випадків спостерігався мікроелементоз металів, що супроводжувався збільшенням вмісту Al, Fe й Ti при зменшенні параметрів Co, Cr та Mo відповідно в 46, 100, 22, 12, 29 і 45 % спостережень. Це залежить від віку хворих, рентгенологічної стадії захворювання, наявності синовіту та тяжкості перебігу суглобового синдрому, бере участь в патогенезі ушкоджень надколінків, менісків й перилігаментиту, взаємопов’язано з остеопорозом (Al, Ni), а значення Cr, Ti і V в різних об’єктах дослідження (кров, волосся) корелюють між собою, мають прогностичну значущість. Висновки. Гонартроз перебігає зі зміною у волоссі рівнів металів (Al, Co, Cr, Fe, Mo, Ti), які можуть міститися в ендопротезах колінних зчленувань, що залежить від клінічного перебігу захворювання, визначає патогенетичні побудови артикулярних дегенеративно-запальних уражень і диктує необхідність дослідження стану мікроелементозу в організмі хворих у процесі динамічного спостереження після ендопротезування суглобів.

Актуальность. Гонартроз является одним из наиболее частых заболеваний ортопедического профиля, которое наносит ощутимый медико-социальный ущерб больным людям и обществу в целом. ­Гонартроз сопровождается микроэлементозом, протекающим с нарушением в организме уровней многих эссенциальных и токсичных металлов. После эндопротезирования коленных суставов в организме больных изменяется содержание таких металлов, как кобальт (Co), хром (Cr), титан (Ti) и другие, которые способны определять «выживаемость» трансплантатов протезов и дальнейшее течение гонартроза. Цель и задачи исследования — определить в волосах больных гонартрозом уровень металлов, входящих в состав эндопротезов коленных суставов (алюминий (Al), Co, Cr, железо (Fe), молибден (Mo), никель (Ni), Ti, ванадий (V)), сопоставив показатели с концентрациями этих микроэлементов в крови, оценить клинико-патогенетическую значимость данного микроэлементоза при разных вариантах течения заболевания. Материалы и методы. Обследовано 87 больных с гонартрозом (из них 45 % мужчин и 55 % женщин, средний возраст — 53 года). Установлены І, ІІ и ІІІ стадии болезни в 28, 41 и 31 % наблюдений соответственно, полиартроз имел место в 53 % случаев, остеохондроз позвоночника — в 92 %, спондилоартроз дугоотростчатых сочленений — в 71 %, клинически манифестный синовит (гонит) — в 67 %. Для исследования показателей металлов в организме использовали атомно-абсорбционный спектрометр SolAAr-Mk2-MOZe с электрографитовым атомизатором (Великобритания). Результаты. В волосах больных гонартрозом в 23 % случаев наблюдается микроэлементоз металлов, который сопровождается увеличением содержания Al, Fe и Ti при уменьшении параметров Co, Cr и Mo соответственно в 46, 100, 22, 12, 29 и 45 % наблюдений. Это зависит от возраста больных, рентгенологической стадии заболевания, наличия синовита и тяжести течения суставного синдрома, участвует в патогенезе повреждений надколенников, менисков и перилигаментита, взаимосвязано с остеопорозом (Al, Ni), а значения Cr, Ti и V в разных объектах исследования (кровь, волосы) коррелируют между собой, имеют прогностическую значимость. Выводы. Гонартроз протекает с изменением в волосах уровней металлов (Al, Co, Cr, Fe, Mo, Ti), содержащихся в эндопротезах коленных сочленений, что зависит от клинического течения заболевания, определяет патогенетические построения артикулярных дегенеративно-воспалительных поражений и диктует необходимость исследования состояния микроэлементоза в организме больных в процессе динамического наблюдения после эндопротезирования суставов.

Background. Gonarthrosis is one of the most common rheumatologic and orthopedic diseases, which cause a significant health and social damage, either to the ill people or to the society as a whole. Gonarthrosis is accompanied by microelementosis, with a violation in the body levels of many essential and toxic metals. After knee joint replacement, there is a change in the content of such me-tals as Co, Cr, Ti, and others, which are able to determine the survival of prosthesis and the further course of gonarthrosis. The purpose and objectives of the research — to determine the hair level of metals included in the composition of prosthetic knee joints (Al, Co, Cr, Fe, Mo, Ni, Ti, V) of patients with gonarthrosis, as well as to compare the values with concentrations of these trace elements in the blood, to evaluate the clinical and pathogenetic significance of this microelementosis with different variants of disease course. Materials and methods. We have examined 87 patients with gonarthrosis (45 % of them were men and 55 % — women, with an average age of 53 years). I, II and III stages of the disease were identified in 28, 41 and 31 % of observations, respectively, polyarthrosis — in 53 % of, osteochondrosis — is 92 %, spondylarthrosis of facet articulations — in 71 %, clinically overt synovitis (gonitis) — in 67 %. To study the level of metals in the body, we used atomic absorption spectrometer SolAAr-Mk2-MOZe with electrographitic atomizer (UK). Results. Microelementhosis in the blood of patients with gonarthrosis was observed in 41 % of cases, while in the hair — in 23 %, which is accompanied by increased levels of Ti and V in the blood serum on the background of reduced concentration of Fe that is accordingly observed in 40, 44 and 43 % of patients, and hair changes of metals are related to the increasing content of Al, Fe and Ti with decreasing parameters of Co, Cr and Mo in 46, 100, 22, 12, 29 and 45 % of cases. It depends on the radiographic stage of the disease, the presence of synovitis, the prevalence and severity of articular syndrome, is involved in the pathogenesis of lesions of the meniscus, bursitis, trabecular oedema of the patella, forming osteophytes, osteocytes and intraarticular Stieda bodies, which is correlated with osteoporosis (Al, Co, Cr, Ni), values of Cr, Ti and V in different objects of study (blood, hair) are correlated to each other, as well as have prognostic significance. Conclusions. Gonarthrosis occurs with changing blood and hair levels of metals contained in the total knee joints (Al, Co, Cr, Fe, Mo, Ti, V), which depends on the clinical course of the disease, determines the pathogenetic compositions of articular degenerative inflammatory lesions and forces the necessity to study microelementosis in the body of patients during dynamic observation after joint replacement.


Keywords

гонартроз; метали; волосся; перебіг; патогенез

гонартроз; металлы; волосы; течение; патогенез

gonarthrosis; metals; hair; course; pathogenesis


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Colotti G., Ilari A., Boffi A., Morea V. Metals and metal derivatives in medicine // Mini Rev. Med. Chem. — 2013. — № 13(2). — Р. 211-21.
2. Czekaj J., Ehlinger M., Rahme M., Bonnomet F. Metallosis and cobalt-chrome intoxication after hip resurfacing arthroplasty // J. Orthop. Sci. — 2016. — № 21(3). — Р. 389-94. — doi: 10.1016/j.jos.2015.06.001.
3. Hill J.C., Diamond O.J., O’Brien S., Boldt J.G., Stevenson M., Beverland D.E. Early surveillance of ceramic-on-metal total hip arthroplasty // Bone Joint J. — 2015. — № 97(3). — Р. 300-5. — doi: 10.1302/0301-620X.97B3.33242.
4. Kazi H.A., Perera J.R., Gillott E., Carroll F.A., Briggs T.W. A prospective study of a ceramic-on-metal bearing in total hip arthroplasty. Clinical results, metal ion levels and chromosome analysis at two years // Bone Joint J. — 2013. — № 95(8). — Р. 1040-4. — doi: 10.1302/0301-620X.95B8.31574.
5. Kiran M., Boscainos P.J. Adverse reactions to metal debris in metal-on-polyethylene total hip arthroplasty using a titanium-molybdenum-zirconium-iron alloy stem // J. Arthroplasty. — 2015. — № 30(2). — Р. 277-81. — doi: 10.1016/j.arth.2014.06.030.
6. Kubaszewski L., Zioła-Frankowska A., Frankowski M., Rogala P., Gasik Z., Kaczmarczyk J. et al. Comparison of trace element concentration in bone and intervertebral disc tissue by atomic absorption spectrometry techniques // J. Orthop. Surg. Res. — 2014. — № 25(9). — Р. 99-109. — doi: 10.1186/s13018-014-0099-y.
7. Lamberg E.M., Streb R., Werner M., Kremenic I., Penna J. The 2- and 8-week effects of decompressive brace use in people with medial compartment knee osteoarthritis // Prosthet. Orthot. Int. — 2016. — № 40(4). — Р. 447-53. — doi: 10.1177/0309364615589537.
8. Leung Y.Y., Ma S., Noviani M., Wong S.B., Lee C.M., Soh I.A. et al. Validation of screening questionnaires for evaluation of knee osteoarthritis prevalence in the general population of Singapore // Int. J. Rheum. Dis. — 2017. — № 21(12). — Р. 132-8. — doi: 10.1111/1756-185X.13252.
9. Lützner J., Hartmann A., Dinnebier G., Spornraft-Ragaller P., Hamann C., Kirschner S. Metal hypersensitivity and metal ion levels in patients with coated or uncoated total knee arthroplasty: a randomised controlled study // Int. Orthop. — 2013. — № 37(10). — Р. 1925-31. — doi: 10.1007/s00264-013-2010-6.
10. Malek I.A., Rogers J., King A.C., Clutton J., Winson D., John A. The interchangeability of plasma and whole blood metal ion measurement in the monitoring of metal on metal hips // Arthritis. — 2015. — № 2015. — Р. 216785. — doi: 10.1155/2015/216785.
11. Malzahn J. Conservative and operative treatment of working age patients with gonarthritis. Economic considerations // Orthopade. — 2014. — № 43(6). — Р. 503-6, 508-10. — doi: 10.1007/s00132-014-2295-1.
12. Matharu G.S., Berryman F., Brash L., Pynsent P.B., Treacy R.B., Dunlop D.J. Predicting high blood metal ion concentrations following hip resurfacing // Hip. Int. — 2015. — № 25(6). — Р. 510-9. — doi: 10.5301/hipint.5000258.
13. McQueen P., Gates L., Marshall M., Doherty M., Arden N., Bowen C. The effect of variation in interpretation of the La Trobe radiographic foot atlas on the prevalence of foot osteoarthritis in older women: the Chingford general population cohort // J. Foot Ankle Res. — 2017. — № 8(10). — Р. 54-9. — doi: 10.1186/s13047-017-0239-9.
14. Nelson A.E. Osteoarthritis year in review 2017: clinical // Osteoarthritis Cartilage. — 2017. — № 8(12). — Р. 348-51. — doi: 10.1016/j.joca.2017.11.014.
15. Plotnikoff R., Karunamuni N., Lytvyak E., Penfold C., Schopflocher D., Imayama I. et al. Osteoarthritis prevalence and modifiable factors: a population study // BMC Public Health. — 2015. — № 30(15). — Р. 1195. — doi: 10.1186/s12889-015-2529-0.
16. Steinberg J., Shah K.M., Gartland A., Zeggini E., Wilkinson J.M. Effects of chronic cobalt and chromium exposure after metal-on-metal hip resurfacing: An epigenome-wide association pilot study // J. Orthop. Res. — 2017. — № 18(1). — Р. 133-9. — doi: 10.1002/jor.23525.
17. Stejskal V., Reynolds T., Bjørklund G. Increased frequency of delayed type hypersensitivity to metals in patients with connective tissue disease // J. Trace Elem. Med. Biol. — 2015. — № 31. — Р. 230-6. — doi: 10.1016/j.jtemb.2015.01.001.
18. Vina E.R., Kwoh C.K. Epidemiology of osteoarthritis: lite-rature update // Curr. Opin. Rheumatol. — 2017. — № 8(12). — Р. 142-9. — doi: 10.1097/BOR.0000000000000479.
19. Weber P., Steinbrück A., Paulus A.C., Woiczinski M., Schmidutz F., Fottner A. et al. Partial exchange in total hip arthroplasty: what can we combine? // Orthopade. — 2017. — № 46(2). — Р. 142-7. — doi: 10.1007/s00132-016-3380-4.

Similar articles

Clinical and pathogenetic importance of exogenous metals included into the joint prosthesis in knee osteoarthritis
Authors: Синяченко О.В., Сокрут Н.В., Климовицкий Ф.В., Сокрут В.Н., Герасименко А.И.
Донецкий национальный медицинский университет, г. Лиман, Украина

"Pain. Joints. Spine." Том 8, №4, 2018
Date: 2019.02.04
Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics
Sections: Specialist manual
Dynamics of the level of metals in the blood of patients with knee and hip osteoarthritis after the knee and hip replacement
Authors: Климовицкий Ф.В., Сокрут Н.В., Синяченко О.В., Сокрут О.П.
Донецкий национальный медицинский университет, г. Лиман, Украина

"Тrauma" Том 19, №6, 2018
Date: 2019.01.14
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches
Клинико-патогенетическая значимость остеоассоциированных микроэлементов при болезнях суставов. Сообщение ІІ. Микроэлементоз в волосах
Authors: Синяченко О.В., Гейко И.А., Сокрут О.П., Хапченкова Д.С., Перепада А.В.
Донецкий национальный медицинский университет имени М. Горького, г. Лиман, Украина

"Pain. Joints. Spine." 3 (23) 2016
Date: 2017.01.05
Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics
Sections: Specialist manual
Fastum® gel and Lioton® 1000 gel in the comprehensive treatment of gonarthrosis
Authors: Рушай А.К., Климовицкий В.Г., Богданова Л.В., Богданова К.И.
Научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Донецкого национального медицинского университета, г. Лиман, Украина

"Pain. Joints. Spine." Том 9, №1, 2019
Date: 2019.05.22
Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics
Sections: Specialist manual

Back to issue