Osteólise, ou perda óssea, é uma complicação bem conhecida da artroplastia total de quadril cimentada. Este tipo de perda óssea, incorretamente chamada de doença do cimento, está associada com soltura asséptica dos componentes cimentados. Ela foi uma das causas do desenvolvimento de artroplastias totais de quadril sem cimento. Hoje está claro que a osteólise ocorre também após artroplastia total de quadril sem cimento(11).
A expectativa de desgaste e longevidade dos componentes nas artroplastias totais de quadril está baseada nos trabalhos iniciais de DeLee & Charnley(3). A evolução da artroplastia total de quadril, a partir de um acetábulo em peça única de polietileno e componente femoral com cabeça fixa para a miríade de partes que compõem muitos dos desenhos atuais das artroplastias totais de quadril, trouxe uma série de mecanismos potenciais para falha que não estavam presentes nos modelos mais antigos. A relação risco/benefício des-tes novos desenhos pode ser reavaliada baseada nos mecanismos adicionais para falha que eles oferecem. Estes incluem próteses acetabulares com liners em polietileno muito fino, fixação insuficiente do polietileno ao componente metálico e geometrias que permitem um momento de força aplicado ao liner, induzindo-o à rotação no acetábulo metálico. Todos os itens dos componentes acetabulares e femorais modulares estão em risco de dissociação e fricção; as-sim, desenhos inteligentes de precisão são necessários para produzir próteses nas quais os benefícios da modularidade excedam os riscos.
A vantagem da modularidade acetabular é a possibilidade de usar liners de polietileno intercambiáveis dentro de um componente metálico com cobertura porosa, fixado com parafusos metálicos. Além do mais, pode-se revisar o liner em caso de desgaste excessivo, sem necessidade de troca do componente metálico. As desvantagens incluem erros no tamanho de um dos componentes, a possibilidade de dissociação entre o liner em polietileno e a cúpula metálica (logo após cirurgia ou na redução de luxações) e osteólise pélvica.
O objetivo do presente estudo é descrever os achados radiográficos e peroperatórios da osteólise pélvica grave após reconstrução acetabular com um componente acetabular com cobertura porosa sem cimento.
PACIENTES E MÉTODO
Os autores revisaram retrospectivamente os achados em três quadris em que considerável osteólise pélvica foi identificada em radiografias de rotina após reconstrução do acetábulo sem cimento. Os três pacientes foram operados no Hospital de Clínicas da UFPr entre 1989 e 1992 e foram avaliados de maneira padrão aos dois, quatro, seis, doze meses e anualmente no pós-operatório. Foram observados sinais precoces de falha e a cirurgia de revisão foi feita no próprio Grupo de Quadril.
Nos três pacientes, a artroplastia total de quadril foi primária. Todas as reconstruções do acetábulo foram feitas com uma cúpula externa metálica e um insert em polietileno, colocados sem cimento. Todos os componentes tinham orifícios na parte metálica que permitiam a inserção de parafusos.
Foi identificada osteólise da pelve pela revisão das radiografias seqüenciais do pré-operatório, pós-operatório imediato e tardio. A localização da osteólise foi anotada usando-se as zonas descritas por DeLee & Charnley(3). Radiotransparência na interface implante-osso foi anotada usando-se o mesmo sistema de zonas. Evidências de migração do componente acetabular foram medidas pelo método de Massin et (12). Foi determinada a migração vertical pela medida da distância da linha entre as imagens em lágrima ao centro do quadril. Migração horizontal foi medida pela distância entre o centro do quadril e uma linha vertical através da imagem em lágrima. Uma diferença de dois milímetros ou mais em radiografias seqüenciais foi considerada evidência de migração do implante. Excentricidade ou migração da cabeça femoral no componente acetabular em radiografias em incidência ântero-posterior com o paciente em posição supina foi considerada evidência de desgaste acentuado do polietileno.
Pacientes
Caso 1 - JM, 58 anos, masculino, artrose primária, quadril direito (fig. 1).
5/7/89 - Artroplastia total de quadril não-cimentada (AML +, DePuy, USA), cabeça femoral de 32mm (fig. 2). Desgaste acentuado do liner após cinco anos de evolução (fig. 3).
10/9/94 - Revisão com troca do componente acetabular (Evolution, Wright Medical, USA) e da cabeça femoral (De Puy, USA) + enxerto ósseo autólogo (fig. 4).
O mecanismo potencial de falha neste caso foi o uso de um liner de polietileno de design cilíndrico (ACS, DePuy, USA) dentro de um componente acetabular metálico hemisférico com estresse elevado no rebordo súpero-lateral do componente acetabular e desgaste (fig. 5).
Caso 2 - PSL, 46 anos de idade, masculino, artrose secundária a fratura acetabular (fig. 6).
16/1/92 - Submetido a artroplastia total de quadril sem cimento (acetábulo PCA, Howmedica + componente femoral McCutchen, Wright Medical), cabeça femoral de 32mm (fig. 7). Lesões osteolíticas, principalmente no lado femoral, após três anos e oito meses de tempo pós-operatório (fig. 8).
9/11/95 - Revisão com artroplastia total híbrida (Nexus, Wright Medical), devido a osteólise dolorosa femoral e pélvica (fig. 9).
Caso 3 - AS, 50 anos de idade, masculino, necrose avascular bilateral da cabeça femoral secundária a lipodistrofia (fig. 10).
2/4/92 - Artroplastia total de quadril híbrida à direita (acetábulo PCA, Howmedica + componente femoral McCutchen, Wright Medical), cabeça femoral de 32mm (fig. 11).
10/4/92 - Artroplastia total de quadril híbrida à esquerda (acetábulo PCA, Howmedica + componente femoral McCutchen, Wright Medical), cabeça femoral de 32mm.
18/9/95 - Revisão devido à extensa osteólise femoral e pélvica (fig. 11), com artroplastia total híbrida de quadril direito (acetábulo Evolution, Nexus, Wright Medical + componente femoral Bimetric haste longa, Biomet, USA) (fig. 12).
RESULTADOS
Radiograficamente, as lesões foram vistas como expansivas e destrutivas e envolviam o osso esponjoso da região supra-acetabular. Em vez de dissecar ao redor da interface implante-osso, as lesões líticas tipicamente formavam bolhas no osso trabecular do ilíaco. Lesões rapidamente progressivas, nas quais destruição extensa do osso ocorreu em prazo de um a dois anos, mostraram-se permeativas, com margens indistintas, nas radiografias. Radiografias seriadas foram críticas para a detecção precoce dessas lesões. As alterações radiográficas podem ser sutis e facilmente passar despercebidas.
Na reoperação, a área osteolítica estava coberta com uma membrana fibrosa. As lesões eram císticas e nem sempre preenchidas com tecido mole. A quantidade de perda óssea vista nas radiografias geralmente levou a subestimar-se a per-da óssea real encontrada na revisão. A perda óssea atrás do componente acetabular freqüentemente não é vista em radiografias em incidência ântero-posterior.
DISCUSSÃO
Avaliamos três quadris com perda óssea grave associada com artroplastia total do quadril não-cimentada. A aparência radiográfica dessas lesões é distintamente diferente da reabsorção óssea vista ao redor de todas as cúpulas em polietile-(15). Embora a osteólise pélvica ocorra em associação com componentes cimentados, a reabsorção é geralmente linear e é representada radiograficamente por uma linha radiotransparente progressiva na interface cimento-osso. As lesões associadas com os componentes inseridos sem cimento neste estudo foram menos confinadas à interface entre o implante e o osso. Em vez disso, elas foram expansivas, em direção ao osso esponjoso e, apesar de seu grande tamanho, não produziram instabilidade inicial da cúpula. Lesões líticas desse porte na pelve raramente são vistas com cúpulas cimentadas em intervalos de tempo semelhantes. Quando elas ocorrem, geralmente atingem a interface cimento-osso, resultando em soltura do componente.
Há várias explicações possíveis para a diferença entre a osteólise que ocorre com cúpulas cimentadas e não-cimenta-das. Schmalzried et al.(14) popularizaram o conceito de espaço articular efetivo. Este espaço inclui não apenas a articulação do quadril mas toda a interface osso-implante acessível ao líquido sinovial. Débris que são produzidos em várias partes da articulação do quadril têm o potencial de ascender ao espaço articular efetivo e estimular a osteólise. A facilidade pela qual esses débris atingem a interface entre o implante e o osso é determinada em parte pela integridade da interface implante-osso e a qualidade do osso naquela interface.
Quando um componente é inserido sem cimento, os débris podem ter acesso mais fácil ao endósteo do fêmur ou do osso pélvico. Noble et al.(13) demonstraram que o conceito de press-fit no fêmur é um equívoco, visto que falhas geralmente existem entre o osso e o implante. Schwartz et al. avaliaram a aposição inicial das superfícies do componente acetabular com cobertura porosa e mostraram que, mesmo com preparação ideal em laboratório, foi obtido contato me-nor que o ideal entre a cúpula e o osso. Estas falhas podem funcionar como condutos para os débris.
O mecanismo de osteólise nestes quadris parece ser a reabsorção do osso, induzida por partículas e débris. Histologicamente, estas lesões parecem ser similares àquelas descritas como osteólise focal do fêmur ao redor de componentes femorais cimentados estáveis(8,10). Débris de polímeros sabidamente produzem reação de corpo estranho in vitro e in vivo que resultam na produção de enzimas e citocinas envolvidas na reabsorção óssea(4-6,9). A osteólise raramente causa dor, a menos que ela comprometa a estabilidade do implante. Grande perda óssea pode ocorrer antes que a fixação do componente esteja gravemente comprometida.
O benefício potencial da modularidade do implante é que o cirurgião pode montar uma prótese adequada ao caso no momento da cirurgia. Com este tipo de artroplastia em forma de kit o risco é que, a menos que cuidadosamente desenhadas e manufaturadas, cada conexão entre componentes constitui um novo local para atrito, dissociação e corrosão. Assim, a relação risco/benefício da modularidade deve ser pesada quando um componente é selecionado para cirurgia. Vários fatores podem ser enumerados como potenciais fatores de risco na artroplastia total de quadril, conforme descrição a seguir.
Tamanho da cabeça femoral
Nas artroplastias totais de quadril, o diâmetro da cabeça femoral é uma variável importante. Análises de estresse sugerem que o uso de cabeça de 28mm reduziria o desgaste do polietileno comparado à cabeça femoral de 22mm do design de Charnley. A vantagem da cabeça femoral de 32mm é de que os contatos de estresse seriam diminuídos. No entanto, à medida que o diâmetro da cabeça aumenta, a espessura do plástico diminui, caso o diâmetro externo do componente metálico se mantenha constante. Nesta situação, o estresse tende a aumentar com a diminuição da espessura do polietileno.
Espessura do polietileno
Caso a espessura do metal se mantenha a aproximadamente 4mm, a espessura disponível de polietileno nos tamanhos maiores se aproxima de 10 a 15mm (acima de 56mm de diâmetro), semelhante aos componentes originais somente em polietileno. Contudo, muitos dos componentes menores têm espessura do plástico consideravelmente menor que 10mm e alguns, menos que 3mm. Análises em elemento finito indicam que em espessura de polietileno menor que 6mm o aumento do estresse se faz dramaticamente. Assim, a modularidade que provocaria o uso de liners em polietileno muito finos acabaria produzindo componentes cuja longevidade estaria reduzida devido ao aumento do estresse e rachaduras, se comparados com os componentes em peça única.
Geometria do componente acetabular
A análise dos componentes cujos liners falharam por rachadura indica que é importante que as superfícies justapostas na parte externa do polietileno e a interna da cúpula metálica sejam hemisféricas (não cilíndricas) em geometria. Assim, a linha de ação de forças da cabeça femoral à parte externa da cúpula metálica é direta. A cúpula ACS (fig. 4) não o é. Assim, as cúpulas implantadas em ângulos acima de 65 graus com a horizontal resultam em um momento sendo produzido com o polietileno que o faz rodar inferiormente(1). O diâmetro menor da cúpula com liners mais finos pode levar a falha por fissuras no rebordo superior, com penetração da cabeça femoral através do polietileno e contra a cúpula metálica.
Fixação com parafusos
A eliminação dos parafusos reduz o potencial de geração de débris. Nos componentes acetabulares desenhados para permitir fixação com parafusos, estes atravessam orifícios feitos no teto da cúpula. Cada orifício é um caminho para a passagem de partículas de polietileno.
Fixação do liner de polietileno na cúpula metálica
Existe grande variedade de mecanismos de fixação dos liners de polietileno às cúpulas metálicas. Enquanto muitos destes parecem resistir à separação do metal e do polietileno durante esforços in vivo, poucos eliminaram o potencial para micromovimentos entre o plástico e a cúpula metálica, e al-guns falharam, permitindo a separação do polietileno e da cúpula metálica(2). O uso de pinos plásticos pequenos ou anéis de fixação deve ser reconsiderado. É sabido que o polietileno oxida com o passar do tempo e suas propriedades mecânicas podem ser reduzidas por fadiga.
Atrito entre o liner e a cúpula
Evidência de atrito foi comumente observada entre o liner plástico e a cúpula metálica. Este atrito resulta na formação de débris de polietileno que podem migrar através de quaisquer fenestrações na interface hospedeiro-implante e pode resultar na quebra precoce da fixação biológica. Contudo, se forem empregados desenho e usinagem cuidadosos, próteses modulares podem produzir alta relação risco/benefício, em-bora possa-se perguntar quais seriam os benefícios trazidos pela modularidade(7).
Em suma, a etiologia da osteólise pélvica não está completamente esclarecida, mas o desgaste do polietileno pare-ce ser o fator causal. A causa exata do aumento de débris e sua relação com a modularidade não está plenamente esclarecida, mas vários mecanismos podem ser postulados: liners em polietileno muito finos com estresses maiores, falta de congruência entre a cúpula metálica e o liner plástico e débris que se instalam na interface implante-osso, quer através dos orifícios na cúpula metálica, quer através das regiões de fixação fibrosa da cúpula. Além disso, cabeças femorais de diâmetro maior e superfícies metálicas ásperas também podem levar a aumento tanto do desgaste do polietileno como da osteólise.
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