Como ler este capítulo
Fundamento
Este resumo é inspirado nos capítulos 18 (Clinical Wear Assessment) e 21 (Biologic Response to Wear Debris) do The Adult Hip: Hip Arthroplasty Surgery, editado por John J. Callaghan, Aaron G. Rosenberg e Harry E. Rubash, com trechos dos capítulos 23 (avaliação radiográfica), 25 (ressonância magnética) e 26 (avaliação clínica pré-operatória). Ele fecha a trilogia dos resumos de ciência básica da artroplastia: os dois anteriores tratam dos materiais (polietileno e cerâmica; metais, cimento e tribologia); este trata do que acontece depois que o desgaste começa.
A cadeia que o resumo percorre é a mesma que leva uma prótese bem feita à revisão: a superfície se desgasta, as partículas chegam aos tecidos, os macrófagos reagem, os osteoclastos reabsorvem o osso, e a prótese solta. Em cada elo, a prova pergunta duas coisas: como se mede (o desgaste na radiografia, a lesão na imagem) e por que acontece (o tamanho da partícula, a citocina, o fator do paciente).
O roteiro:
1. Por que e como medir o desgaste: precisão, viés e acurácia. 2. As técnicas radiográficas e a RSA. 3. Carga, qualidade das imagens e formatos digitais. 4. Do desgaste linear ao volume, a estatística e a acomodação. 5. O desgaste e a osteólise; as partículas. 6. A biologia: macrófagos, citocinas e osteoclastos. 7. O polietileno reticulado. 8. O metal: ALVAL, hipersensibilidade e pseudotumor. 9. Os fatores do paciente, os fatores externos e o tratamento. 10. A imagem da prótese dolorosa: radiografia e ressonância. 11. O rim e o metal. 12. Revisão rápida.
Por que medir o desgaste: precisão, viés e acurácia
Fundamento
Por que medir. CHARNLEY tentou limitar o desgaste desde o início, com uma cabeça de 22,225 mm e Teflon, que se desgastou depressa e provocou reação inflamatória intensa; trocou-o pelo polietileno de ultra-alto peso molecular, menos reativo, mas cujas partículas também causam osteólise. Mudanças de desenho (material da cabeça, diâmetro, espessura do polietileno, partículas de contas soltas e de junções modulares) mudaram o desgaste, muitas vezes para pior, e a falha catastrófica é fácil de ver, mas o efeito de curto prazo não. Com o polietileno reticulado, o desgaste clínico caiu de 50% a 90%, e a osteólise em 5 a 10 anos ficou praticamente zero em grandes séries. O problema é que esse desgaste é minúsculo: menos de 60 µm por ano. As técnicas manuais clássicas (CHARNLEY, DORR, LIVERMORE) são acuradas em mãos experientes, mas não têm precisão para avaliar um desgaste tão pequeno em pouco tempo (cap. 18, p. 268).
Três palavras que a prova separa (cap. 18, p. 268 e 269):
| Termo | Definição |
|---|---|
| Precisão | concordância entre medidas repetidas, feitas em condições semelhantes (o quanto as medidas se agrupam) |
| Viés | diferença consistente e sistemática entre as medidas e o valor de referência aceito (o quanto o grupo está deslocado) |
| Acurácia | resulta das duas: um instrumento acurado é preciso e sem viés |
A figura dos quatro instrumentos (figura 18.1). O capítulo compara quatro instrumentos com o valor verdadeiro:
- A: baixa acurácia e baixa precisão (medidas espalhadas e longe do verdadeiro): inutilizável.
- B: média igual ao valor verdadeiro, mas pouca precisão (muito espalhado): pode dar dados úteis se a amostra e o seguimento forem suficientes.
- C: muito preciso, mas inacurado: as medidas se agrupam, deslocadas do verdadeiro, por um erro sistemático (viés). Se o viés puder ser corrigido por calibração, o instrumento pode dar dados aceitáveis.
- D: acurado e preciso.
A lógica é intuitiva: um termômetro que marca sempre 2 graus a mais é muito útil depois que se descobre os 2 graus; um termômetro que marca qualquer coisa não tem conserto.
Como relatar (cap. 18, p. 269 e 270).
- A norma ASTM E177-90a recomenda expressar a precisão com 95% de confiança.
- Não existe método padronizado para relatar a acurácia na literatura; por isso a ASTM recomenda relatar o viés e a precisão separadamente, e as técnicas publicadas são difíceis de comparar diretamente. Quando há dados brutos, pode-se calcular o erro padrão (raiz do erro quadrático médio).
- A repetibilidade pode ser dada como precisão intra e interobservador ou como o coeficiente de repetibilidade de BLAND e ALTMAN, definido como duas vezes o desvio padrão da diferença entre duas medidas feitas nas mesmas condições (não a metade).
- A análise de componentes de variância separa quanto da variação vem do instrumento, do observador e do paciente. Num bom sistema, a variação do instrumento e do observador é menor que a variação clínica do desgaste entre os pacientes; é trabalhosa, porque exige várias medidas e vários observadores.
Figura do original não reproduzida (sem licença de reprodução digital). Consulte a figura no livro.
As técnicas radiográficas e a RSA
Fundamento
Manual ou computadorizada. As técnicas manuais podem ir bem em mãos experientes, mas as computadorizadas (detecção de bordas, visão computacional, correção da distorção geométrica) dão, em geral, mais precisão e acurácia. A correção da distorção exige imagens de alta resolução (300 DPI); séries antigas sem resolução podem obrigar à técnica manual (cap. 18, p. 270).
Os métodos de cálculo (cap. 18, p. 270 a 273):
| Método | Como funciona | Limite |
|---|---|---|
| Unirradiográfico (uma radiografia) | mede da cabeça à borda superior e à inferior da cúpula e subtrai | só detecta bem o desgaste dirigido à borda superior do acetábulo |
| Duorradiográfico (duas radiografias) | acha a parte mais fina do polietileno na última radiografia e compara com a espessura na inicial, ao longo da mesma linha | pressupõe que o centro da cabeça começa no centro da cúpula; nos liners excêntricos (offset) essa premissa é falsa e o método erra a magnitude e a direção |
| Dois círculos | acompanha, em radiografias seriadas, o deslocamento do centro da cabeça em relação ao centro do acetábulo | não pressupõe coincidência inicial; depende de achar os centros, o que o computador faz de modo reprodutível (com correção da distorção, KRAAY mostrou mais precisão) |
| Gabarito (templating) | sobrepõe o molde ampliado do fabricante, que mostra a espessura da concha metálica, e mede o polietileno restante | é a mais fácil; ajuda a decidir o momento de trocar o inserto |
| RSA (radiostereometria) | duas radiografias a 40 graus com o paciente sobre uma gaiola de calibração, seguindo marcadores de tântalo fixados na prótese e implantados no osso na cirurgia; calcula o desgaste em 3D pelo centro da cabeça | alta precisão e acurácia; exige preparar o estudo desde a cirurgia |
| TC de alta resolução | 3D sem perder tanto a precisão | desvio padrão de 0,101 mm, inferior à RSA; mais radiação |
2D e 3D. A medida 2D usa só a radiografia anteroposterior e não vê o desgaste fora desse plano. A 3D precisa de AP e perfil (ou TC); detecta 5% a 10% mais desgaste, mas o perfil é difícil de analisar e a precisão cai. A anteversão acetabular maior foi a única variável ligada a mais desgaste fora do plano, mas com correlação fraca demais para prever quem precisa de 3D.
Qual usar num estudo de reticulado. Para comparar dois polietilenos altamente reticulados num estudo prospectivo de dois anos, com taxas esperadas abaixo de 60 µm por ano, o método indicado é a RSA, com os marcadores de tântalo implantados na cirurgia e a gaiola de calibração: é o de maior precisão. As técnicas manuais (CHARNLEY com uma radiografia, LIVERMORE com duas) não têm precisão para isso, e o gabarito é o mais fácil, não o mais preciso.
Carga, qualidade das imagens e formatos digitais
Fundamento
Em pé ou deitado? A vantagem teórica da radiografia com carga (em pé) é garantir que a cabeça esteja apoiada no polietileno no momento do exame. Os estudos discordam (cap. 18, p. 270):
- SMITH viu mais desgaste com radiografias em pé.
- DIGAS encontrou 50% de diferença entre reticulado e convencional nas RSA em pé, mas não nas deitadas; porém, as deitadas eram de uma semana de pós-operatório e as em pé a partir de três meses, o que impede atribuir a diferença só à carga.
- MOORE, numa comparação prospectiva direta de radiografias AP de bacia em pé e deitado, não encontrou diferença significativa.
- Outros autores mostraram que a carga não tem efeito reprodutível sobre a posição da cabeça.
Conclusão do capítulo: não há consenso sobre a importância da radiografia em pé nos estudos de desgaste.
A qualidade da radiografia (cap. 18, p. 273 e 274). A técnica ruim inviabiliza qualquer método. Critérios:
- O componente acetabular deve aparecer inteiro.
- As incidências AP devem ser comparáveis, pela simetria do forame obturador; a crista ilíaca e os trocânteres menores visíveis.
- Para técnicas que não corrigem a distorção, o acetábulo deve ficar mais ou menos na mesma posição no filme.
- No perfil, a cabeça deve aparecer redonda, sinal de que a placa ficou perpendicular ao feixe; uma cabeça oval indica erro inaceitável para a análise 3D. O feixe vai paralelo à mesa, ao longo do ligamento inguinal.
Os formatos digitais (cap. 18, p. 274). A transição dos filmes para a radiografia digital exige cuidado:
1. Evitar formatos com compressão destrutiva, como o JPEG, que perdem pixels e pioram a detecção de bordas. 2. Evitar digitalizar cópias de filmes. 3. Digitalizar os filmes originais com pelo menos 300 DPI. 4. Exportar os estudos digitais primários (CR ou DR) em DICOM, que preserva a informação do centro do feixe, útil para corrigir a distorção.
Do desgaste linear ao volume, a estatística e a acomodação
Fundamento
O volume depende da direção. O volume de polietileno perdido pode ser calculado a partir do desgaste linear (2D ou 3D), do tamanho da cabeça e da direção do trajeto em relação à face da cúpula, o ângulo beta (cap. 18, p. 271 e 272).
- Se o desgaste vai direto para o centro da cúpula, perpendicular à face (beta de 90 graus), o volume é o de um cilindro: π × r² × d, com r o raio da cabeça e d o desgaste linear (figura 18.5).
- Se o desgaste vai em direção à borda, paralelo à face (beta de 0 grau), o volume é metade do cilindro.
- Portanto, para o mesmo desgaste linear, o trajeto perpendicular à face gera cerca do dobro do volume do trajeto dirigido à borda (figura 18.6).
As fórmulas antigas, que supunham beta de 90 graus para todos, são menos acuradas que as que consideram a direção. E as peças retiradas mostram vários trajetos de desgaste, que a radiografia seriada não capta: nesse caso o cálculo subestima o volume real. A TC 3D pode resolver.
A estatística certa (cap. 18, p. 274, figura 18.12). As taxas de desgaste numa população não seguem uma distribuição gaussiana. No histograma de 85 pacientes, a distribuição é assimétrica, com a mediana significativamente menor que a média, por causa de alguns pacientes com desgaste muito alto que puxam a média. Por isso, as comparações devem usar testes não paramétricos, como o Mann-Whitney, e não o t de Student. Excluir os valores altos para "normalizar" a curva seria jogar fora justamente os pacientes que mais importam.
A acomodação (bedding-in) (cap. 18, p. 274 e 275, figura 18.13). No começo, a cabeça penetra mais depressa: somam-se o desgaste de amaciamento, o assentamento do liner na concha e a fluência do polietileno. Esse fenômeno se limita, em geral, aos primeiros 18 meses.
- A magnitude da acomodação é estimada pelo intercepto da reta de regime estável com o eixo vertical (o eixo do desgaste) no gráfico de desgaste contra tempo.
- A taxa verdadeira de desgaste é a inclinação depois da acomodação.
- Uma taxa calculada incluindo a acomodação (a reta do tempo zero até o último ponto) é maior que a verdadeira.
- Prospectivamente, a acomodação terminou quando as taxas por intervalo se estabilizam; na tabela 18.2, não houve diferença significativa depois do terceiro ano.
- É provável que cada concha e cada mecanismo de trava tenham a sua acomodação. O capítulo prefere relatar só as taxas verdadeiras.
Figura do original não reproduzida (sem licença de reprodução digital). Consulte a figura no livro.
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O desgaste e a osteólise; as partículas
Fundamento
Os conceitos (cap. 21, p. 302 e 303). A soltura asséptica é a perda da fixação do implante, com migração; em geral vem com perda óssea importante pela osteólise e por remodelação adversa, e com sintomas que levam à revisão. A osteólise é a destruição óssea vista na radiografia; em volta da prótese, é a resposta biológica aos detritos, sobretudo da superfície articular; pode ser linear ou agressiva, em festões ("scalloping") ou balões. É assintomática, a não ser que traga sinovite dolorosa, fratura, falha estrutural ou soltura. Não é rara: LÜBBEKE viu osteólise femoral em até 24% de 503 artroplastias híbridas na década seguinte, mais nos pacientes ativos. A cirurgia de CHARNLEY (cabeça de 22,22 mm e polietileno cimentado) teve 85% de sobrevida em 20 anos acima dos 50 anos, e o desafio é o paciente jovem: KURTZ estimou que, em 2011, mais da metade das artroplastias nos Estados Unidos foi feita abaixo dos 65 anos.
De onde vêm as partículas. Da articulação, das interfaces modulares (cone e cabeça; liner e concha), do impacto do colo na borda e das interfaces não articulares (abrasão contra osso, cimento ou detritos). WILLERT, nos anos 1980, ligou os detritos à soltura; a maioria das partículas nos tecidos era de polietileno.
Desgaste e osteólise andam juntos (cap. 21, p. 303):
- Os componentes acetabulares não cimentados geram mais partículas que os cimentados.
- A penetração da cabeça no polietileno é linear no tempo, com média de cerca de 0,2 mm por ano.
- Dez anos depois da cirurgia, todos os pacientes com penetração média acima de 0,3 mm por ano tinham osteólise na radiografia.
- Em 122 artroplastias de CHARNLEY por osteonecrose, desgaste acima de 0,1 mm por ano se associou a mais revisão por soltura.
As partículas (cap. 21, p. 303):
| Material | Tamanho e número |
|---|---|
| Polietileno convencional | esferoides de 0,1 a 2,0 µm, média de 0,5 µm; algumas placas de até 250 µm; 90% menores que 1 µm (difíceis de ver ao microscópio óptico); há partículas nanométricas |
| Polietileno altamente reticulado (simulador) | esferoides ou oblongas, média de 0,2 µm, menores que as do convencional |
| Metal contra metal | uma ordem de grandeza menores que as de polietileno: 30 a 100 nm, média abaixo de 50 nm; muito mais numerosas: 6,7 × 10^12 a 2,5 × 10^14 por ano, cerca de 13.500 vezes mais que um metal contra polietileno; área de superfície enorme |
O metal contra metal tem desgaste muito baixo (1,9 a 6,2 µm por ano); o problema não é o volume, e sim o tamanho minúsculo das partículas, a liberação de íons e os produtos de corrosão. As partículas metálicas aparecem como detritos, complexos metal e proteína, íons livres, sais ou óxidos e hemossiderina.
A biologia: macrófagos, citocinas e osteoclastos
Fundamento
O que torna uma partícula ativa (cap. 21, p. 304 e 305). A resposta depende do tamanho, da composição, da rugosidade e da concentração. As partículas fagocitáveis, até cerca de 10 µm, e sobretudo as menores que 1 µm, são as mais estimulantes. A reação é uma mistura de reação de corpo estranho e inflamação crônica, dominada pela linhagem monócito e macrófago; também há fibroblastos, linfócitos, células-tronco, osteoblastos e osteoclastos. Nos tecidos retirados, os macrófagos se associam às partículas submicrométricas, e as células gigantes multinucleadas às partículas maiores que 10 µm. A ativação pode ocorrer com ou sem fagocitose, por receptores de membrana (CD11b, CD14, receptores Toll), via MAPK até o fator de transcrição NF-κB, que liga os genes das citocinas.
As citocinas. Nas membranas em volta das próteses soltas há TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8, PGE2, COX-2, metaloproteinases, RANKL, M-CSF e quimiocinas. Os níveis de TNF-α, IL-1 e IL-6 são maiores quando há osteólise. O TNF-α é central: camundongos sem o receptor TNFR1 não fazem nem inflamação nem osteólise com partículas, e o etanercepte (antagonista do TNF) preveniu a osteólise experimental.
Os experimentos com partículas (cap. 21, p. 305 e 306).
- O polietileno tem densidade de cerca de 0,94 g/cm³, menor que a da água: as partículas flutuam no meio de cultura e não encostam nas células do fundo. Foram criadas técnicas para contornar isso (meio sólido, partículas fixadas com colágeno, cultura invertida, placa revestida).
- GREEN: as partículas de 0,24 µm foram as mais ativas para liberar citocinas e reabsorver osso (na dose de 10 µm³ por macrófago); as de 0,45 e 1,71 µm precisaram de dose maior; as maiores que 5 µm foram inativas em todas as doses.
- PETIT: o polietileno liberou TNF-α mais rápido e mais intenso que a alumina de tamanho e concentração semelhantes.
- Os macrófagos são recrutados também sistemicamente, pela quimiocina MCP-1 e o seu receptor CCR2; bloquear esse eixo reduz o recrutamento.
- Macrófagos M1 (pró-inflamatórios, TNF e IL-1) predominam sobre os M2 (anti-inflamatórios, IL-10, induzidos por IL-4 e IL-13); polarizar para M2 é uma estratégia em estudo.
Os osteoblastos (cap. 21, p. 306 e 307). As partículas reduzem a formação óssea: os osteoblastos fagocitam partículas, produzem menos matriz e entram em apoptose. TNF-α e IL-1β em baixa concentração estimulam a proliferação dos osteoblastos, mas em alta concentração e exposição prolongada a inibem, e ainda induzem os osteoblastos a produzir M-CSF e RANKL, que formam osteoclastos. Partículas de titânio em excesso matam as células-tronco.
Os osteoclastos. Vêm da linhagem monócito e macrófago e se formam pela fusão de precursores. O sinal essencial é a ligação do RANKL ao RANK:
| Molécula | O que é |
|---|---|
| RANK | receptor de membrana nos precursores e nos osteoclastos maduros; ativa o NF-κB |
| RANKL | ligante da superfamília do TNF, na superfície dos osteoblastos, das células do estroma e de linfócitos T ativados; existe também solúvel |
| M-CSF | fator estimulador de colônias de macrófagos; junto com o RANKL, é essencial para a diferenciação, maturação e sobrevida dos osteoclastos que reabsorvem; sozinho, não basta |
| Osteoprotegerina (OPG) | receptor chamariz solúvel que se liga ao RANKL e o impede de ativar o RANK; produzida por estroma, células dendríticas e monócitos |
A razão RANK, RANKL e OPG resume o equilíbrio da remodelação. A OPG e o bloqueio do RANK (RANK:Fc) impediram a osteólise por partículas em modelos animais.
Figura do original não reproduzida (sem licença de reprodução digital). Consulte a figura no livro.
O polietileno reticulado
Fundamento
O paradoxo do reticulado (cap. 21, p. 307 e 308). Em bloco, o polietileno reticulado e o convencional estimulam igual: SETHI mostrou que monócitos e macrófagos cultivados sobre discos de um e de outro liberaram níveis semelhantes de IL-1 e TNF-α. Mas as partículas do reticulado se mostraram mais inflamatórias por dose: INGRAM viu TNF-α elevado com apenas 0,1 µm³ de partículas reticuladas por célula, contra 10 µm³ ou mais do convencional; ILLGEN também achou o reticulado mais inflamatório na mesma dose. A explicação provável é o tamanho: as partículas do reticulado são menores (média de 0,2 µm), na faixa mais ativa.
E na clínica? O reticulado gera muito menos volume de detritos, e os estudos clínicos mostram baixa osteólise:
- McCALDEN, ensaio randomizado: desgaste do convencional mais de 10 vezes maior que o do reticulado de 100 kGy (0,051 contra 0,003 mm/ano).
- KURTZ, revisão sistemática: 30% de redução do desgaste com o reticulado.
- KUZYK, metanálise de ensaios randomizados: risco relativo de osteólise precoce de 0,40, favorável ao reticulado.
- LEE, 150 artroplastias com reticulado de primeira geração, 7 a 10,5 anos: osteólise acetabular em 10,6% dos quadris.
Conclusão do capítulo: o volume total muito menor explica a baixa osteólise, mas ainda não se sabe se o reticulado vai reduzir a necessidade de revisão a longo prazo.
O metal: ALVAL, hipersensibilidade e pseudotumor
Fundamento
Duas respostas ao metal (cap. 21, p. 308 e 309). As partículas de cobalto-cromo provocam uma resposta inespecífica, parecida com a do polietileno (macrófagos, citocinas, osteólise, sobretudo com desgaste acelerado). Mas há uma resposta específica: os íons metálicos se ligam a proteínas do próprio corpo e funcionam como antígenos, com uma reação semelhante à hipersensibilidade tardia do tipo IV, mediada por linfócitos T, e com formação de pseudotumor. Não é a hipersensibilidade imediata do tipo I, mediada por IgE.
O quadro histológico (figura 21.4). Em tecidos de artroplastias metal contra metal falhadas, há vasculite e densos manguitos perivasculares de linfócitos e plasmócitos, com poucos detritos metálicos, longe dos manguitos. WILLERT e SEMLITSCH descreveram linfócitos B, plasmócitos e muita fibrina em próteses metal contra metal que falharam com cerca de 30 meses. Esses infiltrados não foram descritos em artroplastias falhadas de metal contra polietileno nem de cerâmica contra cerâmica. O nome dado ao quadro é ALVAL (lesão associada a vasculite asséptica dominada por linfócitos).
Os pontos que a prova cobra.
- Não há relação entre a intensidade da resposta imunológica e a quantidade de detritos metálicos nos tecidos.
- A ALVAL foi descrita também em volta de implantes bem fixados, e o infiltrado não se associa necessariamente à falha nem à osteólise.
- A grande maioria dos pacientes com metal contra metal não tem reação evidente; a hipersensibilidade ao metal é rara, mas até 5% dos implantes podem falhar por reação tecidual adversa (de dor inguinal inexplicada a massas císticas e bursas: os pseudotumores).
- As mulheres têm incidência maior que os homens.
- Essas reações já foram descritas em recapeamentos sem desgaste alto e em quadris sem metal contra metal.
- Um estudo caso-controle com ressonância achou pseudotumores em proporção semelhante, até 60%, tanto em quadris metal contra metal que funcionavam bem quanto nos dolorosos.
- Os danos mais extensos e os agregados linfocitários mais densos apareceram nos pacientes com suspeita de hipersensibilidade, sem desgaste alto.
Figura do original não reproduzida (sem licença de reprodução digital). Consulte a figura no livro.
Os fatores do paciente, os fatores externos e o tratamento
Fundamento
Cada paciente reage de um jeito (cap. 21, p. 310 e 311). SHANBHAG mediu 29 citocinas nos tecidos de próteses falhadas e viu enorme variação entre pacientes. Os fatores:
- Idade jovem, sexo masculino e classe funcional A de Charnley se associam a menor sobrevida por soltura asséptica: isso é reconhecido universalmente e costuma ser atribuído à atividade.
- A atividade, porém, tem dados controversos. SECHRIEST estudou 41 artroplastias em pacientes abaixo de 50 anos: o número de ciclos de marcha foi comparável ao dos mais velhos (cerca de 1,2 milhão por ano), e o desgaste não se correlacionou com os ciclos. Esquiar não aumentou a soltura femoral em 5 e 10 anos. LÜBBEKE, com escala validada, viu mais osteólise e revisão nos muito ativos, sem relação com o desgaste linear.
- Obesidade: em camundongos obesos por falta de leptina, o osso foi preservado. Em 503 artroplastias com fêmur cimentado (LÜBBEKE), a obesidade não aumentou a osteólise em 5 e 10 anos; a maior prevalência foi nos pacientes de peso normal, mesmo ajustando pela atividade.
- Estrogênio: no modelo de calvária, a ovariectomia reduziu a osteólise por partículas, com queda do TNF-α e do RANKL locais; o efeito do sexo pode passar pelos hormônios.
- Genética: pessoas suscetíveis à osteólise expressam mais citocinas pró-inflamatórias; o alelo TNF-238*A e o promotor da IL-6 se ligaram a osteólise acetabular grave.
Os fatores externos (cap. 21, p. 311 e 312).
- Mecânicos: a migração precoce na RSA prevê a falha; a instabilidade forma membrana fibrosa; a pressão cíclica de líquido reabsorve osso e aumenta as citocinas; o "espaço articular efetivo" explica partículas e osteólise ao longo da haste.
- Endotoxina: o LPS foi encontrado em implantes revistos por soltura "asséptica", e a adição de antibiótico ao cimento reduziu a soltura asséptica no grande registro norueguês; a endotoxina aderida às partículas aumenta as citocinas.
O tratamento (cap. 21, p. 312 e 313).
- Os pares alternativos reduzem os detritos (cerâmica, metal contra metal de segunda geração, polietileno reticulado), cada um com as suas limitações.
- Nenhum fármaco foi aprovado para a inflamação crônica e a osteólise por partículas. Soltura séptica e soltura asséptica manifesta exigem cirurgia.
- Em estudo: anti-inflamatórios e inibidores da COX-2; antagonistas do TNF e da IL-1 (aprovados para artrite reumatoide, mas imunossupressores, com risco de infecção da prótese, e uma soltura "asséptica" tardia pode ser infecção de baixo grau); citocinas anti-inflamatórias (IL-4, IL-10, IL-13); antagonistas do RANKL e OPG; eritromicina; fatores de crescimento; estatinas; teriparatida.
- Bisfosfonatos reduzem a reabsorção por partículas em laboratório, mas o uso sistêmico prolongado traz osteonecrose da mandíbula e fraturas atípicas; o uso local pode ser mais favorável.
Os modelos experimentais e os seus limites
Fundamento
Boa parte do que se sabe sobre a biologia dos detritos vem de culturas de células e de animais, e o capítulo 21 do Callaghan pede cautela ao transportar esses achados para o paciente (p. 309 e 310).
Os modelos animais (tabela 21.1). Cada um tem vantagens e desvantagens:
| Modelo | Vantagem | Limite |
|---|---|---|
| Calvária de camundongo | acessível, barato, rápido, com animais geneticamente modificados | osso plano, sem carga, inflamação aguda em vez de crônica, osso murino sem sistema haversiano |
| Modelo de partes moles, com osso transplantado | acessível, barato, rápido, osso plano ou longo ou só partes moles | sem carga; para estudar osso, precisa de transplante |
| Infusão contínua no fêmur por bomba | osso longo, infusão contínua, permite estudar o tráfego de células | cirurgia extensa; a bomba e o implante interferem |
| Modelos com implante sob carga, inclusive de prótese total | carga, simulação de implante solto ou micromovimento, condições próximas da clínica | mais complexos e demorados |
O problema central é o tempo: os estudos em animais duram semanas ou meses, e a osteólise clínica leva anos. Além disso, cada estudo usa partículas diferentes, em dose, forma, área de superfície e química de superfície diferentes. Mesmo assim, alguns conceitos se generalizam: as vias da reação de corpo estranho e da inflamação crônica são complexas, redundantes e difíceis de bloquear por completo, e o material, o número, o tamanho, a forma, a área e a química das partículas mudam o perfil celular.
Polímero contra metal no laboratório. Os polímeros particulados, como o polietileno e o polimetilmetacrilato, provocam as reações mais exuberantes. Num estudo, a mesma concentração de partículas de cobalto-cromo que no polietileno causava inflamação causou necrose tecidual. São resultados controversos, justamente pela dificuldade de expor as células a doses, formas e superfícies equivalentes, e o capítulo defende modelos padronizados com partículas bem caracterizadas.
Por que isso importa para a prova. Quando uma alternativa diz que um achado de calvária de camundongo "comprova" um efeito no paciente, ou que um fármaco "é o tratamento de escolha" porque funcionou em animais, ela ignora esses limites. Foi por isso que o capítulo concluiu que nenhum fármaco está aprovado para a osteólise por partículas e que a destruição óssea e a soltura ainda exigem cirurgia.
A imagem da prótese dolorosa: radiografia e ressonância
Fundamento
Na radiografia (cap. 23, p. 353 a 355).
- Soltura: lucência linear maior que 2 mm na interface cimento e osso ou metal e osso; o diagnóstico fica mais seguro se a lucência varia ao longo da haste, com esclerose reativa, reforço cortical ou subsidência; a folga cresce distal ao fulcro; o cimento pode fraturar; o acetábulo muda de posição ou o parafuso quebra.
- Infecção: os achados podem ser mínimos; na infecção crônica surgem osteopenia, osteólise, reação periosteal e soltura; o diagnóstico é pela aspiração guiada. Nenhum achado radiográfico é patognomônico.
- Osteólise (doença das partículas): reação granulomatosa de corpo estranho às partículas, em geral do liner; o desgaste aparece como afinamento do polietileno ou cabeça excêntrica na cúpula; a TC vê melhor as colunas e os ramos; pode simular metástase.
- Stress shielding: pode ser confundido com osteólise. É a reabsorção progressiva do córtex medial do calcar, junto da haste, pela transferência da carga do colo nativo para a haste e o córtex subtrocantérico. A figura 23.26 mostra uma mulher de 61 anos em que, quatro anos depois, o córtex medial reabsorveu, sem soltura e sem desgaste do liner que sugerisse doença das partículas.
Na ressonância: como reduzir o artefato (cap. 25, p. 385 e 386).
| Medida | Por quê |
|---|---|
| Alargar a largura de banda do receptor | reduz a distorção pela perturbação do campo |
| Alinhar a codificação de frequência com o eixo longo do implante | o artefato se espalha menos |
| Sobreamostrar na direção da frequência; voxel menor; mais excitações | melhora a imagem |
| Fazer o exame a 1,5 T, evitar 3 T | o artefato é proporcional à força do campo |
| Usar inversão-recuperação (STIR) e evitar a supressão de gordura espectral | a supressão espectral depende de frequência e falha perto do metal |
| Sequências avançadas (MAVRIC, SEMAC) | quase eliminam o artefato |
Os pares cerâmicos geram menos artefato; os metal contra metal (como os recapeamentos), mais.
Os achados.
- Soltura por membrana fibrosa: linha fina hiperintensa com margens escleróticas na interface.
- Osteólise: áreas focais de reabsorção, tipicamente isointensas (ao músculo), com margens escleróticas bem definidas; com muito detrito metálico, focos muito hipointensos.
- Reação tecidual adversa ao metal: pode ocorrer em qualquer par, desde que haja um componente modular (cone). Dois subtipos:
| Hipersensibilidade (ALVAL) | Metalose | |
|---|---|---|
| Mecanismo | linfócitos T, tipo IV; os detritos funcionam como haptenos | reação de corpo estranho histiocitária a grande volume de detritos |
| Depende de | reatividade do hospedeiro, pouco do volume de detritos | dose: só com grande carga de detritos, em geral por malalinhamento e carga na borda |
| Imagem | expansão sinovial acentuada, sinovite mista de fluido e sólido, descompressão para partes moles (pseudotumor), sinóvia muito espessa, edema, linfonodos; depósitos de baixo sinal não são necessários | menos inflamação e espessamento; depósitos de baixo sinal esperados |
- Infecção: sinovite hiperintensa e lamelada, edema de partes moles, linfonodos e coleções; o gadolínio intravenoso geralmente é desnecessário para o diagnóstico (ajuda a separar flegmão de abscesso e a ver fístulas).
Figura do original não reproduzida (sem licença de reprodução digital). Consulte a figura no livro.
Figura do original não reproduzida (sem licença de reprodução digital). Consulte a figura no livro.
O rim e o metal
Fundamento
O risco renal na avaliação pré-operatória (cap. 26, p. 399 e 400). Uma creatinina acima de 2 mg/dL é fator de risco independente para complicações cardíacas e renais no pós-operatório: a creatinina interfere, sim, na estimativa de risco cardíaco.
Por que o renal crônico não recebe metal contra metal. Os íons metálicos liberados pelo metal contra metal são excretados pela urina. O paciente com doença renal crônica retém os íons, e o capítulo é direto: pacientes com doença renal crônica não são candidatos a articulações metal contra metal. Os íons no soro formam complexos com proteínas, íons livres e sais, e podem funcionar como ativadores ou supressores imunológicos ou como toxinas potencialmente carcinogênicas; mas até hoje não há relato de que o metal contra metal seja carcinogênico em nenhuma população. O que existe é preocupação com o aumento dos íons.
O rim de amanhã. A doença renal crônica chegou a 14,8% da população na última década, e quem recebe uma prótese metal contra metal pode desenvolvê-la anos depois: CHANDRAN viu, nove anos após a artroplastia em veteranos sem doença renal, 14% com doença renal crônica. Por isso o capítulo sugere evitar o metal contra metal também em pacientes com diabetes e hipertensão graves, mesmo sem doença renal no momento da cirurgia.
O par para esse paciente. Num homem de 56 anos, ativo, com doença renal crônica, o metal contra metal está fora; o menor desgaste volumétrico dele não compensa a retenção dos íons. As alternativas são os pares sem metal na articulação ou o polietileno reticulado.
Revisão rápida
Fundamento
Medir o desgaste.
1. Precisão é agrupamento; viés é erro sistemático; acurácia depende dos dois. Preciso com viés serve se calibrado. 2. A ASTM pede viés e precisão separados; coeficiente de repetibilidade = duas vezes o desvio padrão da diferença. 3. Carga na radiografia: sem consenso; MOORE não viu diferença. 4. Uni só vê o desgaste para a borda; duo falha no liner excêntrico; dois círculos segue os centros; gabarito decide a troca do inserto; RSA com tântalo é a mais precisa. 5. Perpendicular à face gera o dobro do volume do trajeto para a borda. 6. 300 DPI, sem JPEG, sem cópias, DICOM; perfil com cabeça redonda. 7. Não gaussiano: mediana menor que a média, Mann-Whitney. 8. Acomodação até cerca de 18 meses; magnitude pelo intercepto; taxa verdadeira pela inclinação.
Biologia.
1. Penetração média de 0,2 mm por ano; acima de 0,3, osteólise em todos em 10 anos. 2. Polietileno: 0,5 µm, 90% abaixo de 1 µm; reticulado 0,2 µm; metal abaixo de 50 nm e 13.500 vezes mais partículas. 3. GREEN: 0,24 µm as mais ativas; acima de 5 µm inativas. Polietileno flutua na cultura. 4. RANKL mais M-CSF formam o osteoclasto; OPG é o chamariz; TNF-α é central. 5. Reticulado: partículas mais inflamatórias por dose, volume muito menor; RR de osteólise de 0,40. 6. Metal: ALVAL tipo IV, sem relação com a quantidade de detrito; pseudotumor em até 60% dos assintomáticos; mulheres mais. 7. Jovem, homem, Charnley A soltam mais; obesidade e ovariectomia não pioram. 8. Nenhum fármaco aprovado; soltura e infecção são cirúrgicas.
Imagem e rim.
1. Stress shielding no córtex medial do calcar, sem soltura nem desgaste. 2. RM: 1,5 T, STIR, banda larga, frequência no eixo; cerâmica com menos artefato. 3. Hipersensibilidade (linfócitos T, sinovite exuberante) contra metalose (dose-dependente). 4. Renal crônico não recebe metal contra metal.