Introdução: A metalose é um fenónemo mais frequentemente associado a artroplastias da anca com articulação metal-metal, no entanto pode ocorrer em qualquer implante metálico sujeito a desgaste. A reação aos resíduos metálicos é uma reação de corpo estranho que provoca sinovite com infiltração metálica dos tecidos moles envolventes, dor, derrame, limitação funcional, osteólise e descolamento do implante.

Casos Clínicos: Apresentamos dois casos clínicos de reações de metalose graves em artroplastias totais do joelho após desgaste e fratura do insert de polietileno. Ambos os doentes foram submetidos a revisão da artroplastia total do joelho, com desbridamento dos tecidos moles com infiltração metálica e ambos se encontravam assintomáticos após 1 ano de seguimento.

Discussão: Os iões e partículas metálicas podem resultar do desgaste e fratura do insert de polietileno, causando contacto anormal e desgaste entre os componentes metálicos femoral e tibial da artroplastia do joelho. Uma suspeita diagnóstica e intervenção cirúrgica com revisão e sinovectomia precoces podem proporcionar bons resultados funcionais.

Conclusão: A metalose em  artroplastias totais do joelho vai sendo cada vez mais referida na literatura, no entanto a sua verdadeira incidência permanece desconhecida. É fundamental um seguimento a longo prazo com elevado nível de suspeição clínica, de modo a poder obter diagnóstico e tratamento precoces, que podem garantir alívio sintomático e previnir destruição articular progressiva.

Introduction: Metallosis is a phenomenon most commonly associated with metal-on-metal hip replacements, however it can occur in any metallic implant subject to wear. The reaction of metallic debris is that of a foreign-body reaction causing synovitis with metal infiltration of the surrounding soft tissue, pain, effusion, functional limitation, osteolysis and implant loosening.

Case Study:  We present two clinical cases with severe metallosis reaction in total knee arthroplasties after wear and fracture of the polyethylene insert. Both patients underwent revision knee surgery where the stained soft tissues of the knee were debrided and both remained symptom-free at 1-year follow-up.

Discussion: The metallic ions and particles can result from wear and fracture of the polyethylene insert, causing abnormal contact and wear between both metallic femoral and tibial prosthetic components. An early diagnosis suspicion and surgical intervention with revision and synovectomy can have good functional results.

Conclusion: Metallosis of total knee artroplasties are becoming more referred in literature, however its true incidence is still unknown. A long term and a high level of suspicion follow-up is essential for early diagnosis and treatment, which can guarantee symptoms relief and prevent progressive articular destruction.

A artroplastia do joelho é uma das cirurgias de maior sucesso em Ortopedia, permitindo melhorar a qualidade de vida em doentes com gonartrose.^1,2 Contudo, uma parte destesdoentes têm dor e falência protética, levando a cirurgias de revisão.^2,3 Entre as causas menos conhecidas de falência de artroplastias do joelho está a sinovite provocada por metal.^4,5

A metalose consiste na deposição e infiltração de partículas de metal nos tecidos peri-protéticos que resulta mais frequentemente do atrito mecânico entre superfícies metálicas.⁶ Esta reação tecidual é progressiva e provoca falência protética precoce, torna-se tipicamente sintomática alguns anos após a artroplastia.^6,7 O resultado é uma sinovite reativa ao metal, que pode conduzir a osteólise, descolamento protético, formação de pseudotumores e sintomas sistémicos.6 Apesar desta reação estar mais associada a artroplastias totais da anca com interface metal-metal, esta pode surgir em qualquer articulação artificial com componentes metálicos que podem ser sujeitos a desgaste, sobretudo nas articulações sujeitas a cargas mais elevadas, com as artroplastias do joelho.^6,8,9

Apresentam-se dois casos clínicos de metalose do joelho após falência do componente de polietileno.

O primeiro é o caso duma mulher de 75 anos (Figuras 1-5), com artroplastia total do joelho (Natural-Knee II^®, insert Prolong^®) à esquerda aplicada há 5 anos, que iniciou há cerca de 1 ano gonalgia mecânica progressiva, acompanhada de diminuição progressiva de flexão (Knee Society Score= 62). A doente apresentou-se sempre apirética, sem derrame intra-articular ou quaisquer sinais inflamatórios do joelho. À inspeção, o joelho apresentava uma coloração cutânea mais escurecida, sem outras alterações de relevo (Figura 1). A radiografia do joelho mostrou osteólise evidente dos componentes protéticos femoral e tibial e fratura do componente de polietileno (Figura 2). Analiticamente não apresentava leucocitose e os marcadores inflamatórios (proteína C reactiva e velocidade de sedimentação) eram normais. Foi submetida a cirurgia de revisão, que além de confirmar o descolamento protético e fratura do insert de polietileno, mostrou uma coloração negra pela quase totalidade da membrana sinovial, compatível com metalose extensa (Figura 3). Estava também presente perda óssea acentuada a nível do fémur distal e não estavam presentes sinais macroscópicos de infeção. Após remoção dos componentes femoral e tibial, lavagem e limpeza extensa da sinovial, foi aplicada uma artroplastia de revisão com hastes longas femoral e tibial e sleeve tibial (Figura 4). De acordo com o protocolo, foram colhidos 4 fragmentos de sinovial, cuja análise histológica identificou reação inflamatória crónica histiocitária giganto-celular a material estranho pigmentado, compatível com metalose. No líquido enviado para análise microbiológica não foram detetados leucócitos ou microorganismos ao exame direto e o exame cultural foi negativo.

O segundo caso é um homem de 74 anos (Figuras 6-10), com artroplastia total do joelho bilateral (Natural-Knee II^®, insert Prolong^®), a direita aplicada há 9 anos e a esquerda há 8 anos. Desde há cerca de 2 anos iniciou gonalgia mista e sensação de instabilidade progressivas do joelho (Knee Society Score= 66). Apresentou-se à semelhança do caso anterior sempre apirético, sem derrame intra-articular ou quaisquer sinais inflamatórios do joelho. Ao exame objetivo, o joelho apresentava limitação e dor em flexão, sem alterações evidentes à inspeção. Analiticamente não apresentava sinais suspeitos de infeção. A radiografia do joelho mostrou sinais de descolamento do componente femoral, sem osteólise relevante a nível tibial (Figura 7). Foi submetido a cirurgia de revisão, que além de confirmar o descolamento protético, mostrou também fratura e desgaste acentuado e deformação do insert de polietileno a nível medial e sinovite exuberante com coloração negra, compatível com metalose extensa (Figura 8). Estava também presente perda óssea acentuada a nível do fémur distal (Figura 8). Não estavam presentes sinais macroscópicos de infeção. Após remoção dos componentes femoral e tibial, lavagem e limpeza extensa da sinovial, foi aplicada uma artroplastia de revisão com hastes longas e sleeves femoral e tibial. A análise histológica identificou sinais de sinovite crónica exuberante, com presença predominante de linfócitos e macrófagos, bem como inúmeros granulomas com células gigantes multinucleadas do tipo corpo estranho e abundantes depósitos de pigmento de cor negra, alguns grosseiros outros em pó. O líquido enviado para análise microbiológica foi inocente, admitindo-se o diagnóstico final de sinovite crónica por metalose.

Em ambos os casos, o pós-operatório e a reabilitação decorreram sem intercorrências e aos 3 meses de pós-operatório, os doentes apresentavam-se sem dores e com marcha autónoma sem apoios (Knee Society Score = 90 no primeiro caso e 95 no segundo caso) (Figura 5; Figura 8). Após 1 ano, ambos os doentes apresentam-se com um joelho estável e indolor, sem complicações.

A metalose corresponde à deposição e infiltração de iões e partículas metálicas devido à sua fagocitose por macrófagos e formação de células gigantes nos tecidos circundantes periprotéticos, provocando-lhes uma coloração metálica. A sinovite reativa ao metal é uma reação de corpo estranho e caracteriza-se por inflamação crónica local persistente do joelho, que provoca destruição tecidual e osteólise progressivas, culminando no descolamento e falência do implante.^6,10,11,12 Ao contrário da artroplastia da anca que contém uma massa considerável de tecidos moles envolventes e é profunda, o joelho é uma articulação superficial e como tal pode ser visível à inspeção uma descoloração acinzentada dos tecidos periprotéticos que permite suspeitar de metalose, como se verifica no primeiro caso apresentado (Figura 1). A metalose deve ser incluída nos diagnósticos diferenciais quando se verifica descoloração metálica dos tecidos circundantes de uma artroplastia do joelho.⁹

A apresentação clínica da metalose é variável e constitui frequentemente um desafio diagnóstico. Apesar destas reações poderem ser silenciosas, o quadro clínico mais frequente são sintomas de dor, limitação funcional e instabilidade protética, podendo também estar presentes derrame articular e pseudotumores.¹² A disseminação das partículas sistémicas pelo organismo pode também conduzir à formação de granulomas extra-articulares e outros sintomas sistémicos .^6,11,13 A apresentação clínica pode mesmo ser semelhante à de um descolamento protético séptico, que é o principal diagnóstico diferencial.^14,15 O diagnóstico é de exclusão, após afastar origem infeciosa e outras causas de dor, sendo a confirmação feita por análise histológica. Alguns autores referem também sinais radiológicos patognomónicos de metalose, que incluem o “sinal da bolha”, “sinal de nuvem” e o “sinal da linha metálica”.⁶

Na artroplastia do joelho, a interface articular mais frequente ocorre entre o componente femoral metálico e o insert de polietileno tibial, que o separa do componente tibial metálico. A ausência de uma interface metal-metal nas artroplastias do joelho explica a raridade dos fenómenos de metalose.⁵ Estas reações foram mais associadas à aplicação de componentes patelares revestidos a metal (metal-backed), em que o desgaste precoce ou a dissociação do seu polietileno provocavam libertação de partículas e contacto metal-metal anormal entre a placa metálica do componente patelar e o componente femoral.^16,17 Por este motivo e pela elevada taxa de falência do polietileno patelar, estes componentes são atualmente aplicados com menos frequência.^6,18,19

A metalose em artroplastias totais do joelho sem componentes patelares revestidos a metal é rara, desconhecendo-se no entanto a sua verdadeira incidência.^15,20A libertação de partículas metálicas pode também ocorrer por contacto metal-metal anormal entre os componentes metálicos femoral e tibial em situações de desgaste em toda a espessura, fratura ou dissociação do insert de polietileno ou em casos de fratura periprotética. Além disso, a artroplastia do joelho apresenta superfícies metálicas de grande dimensão, o que favorece o seu contacto entre si e também a sua corrosão, com consequente libertação de iões e partículas.⁸ A natureza viscoelástica do polietileno permite que este seja passível de ser comprimido e se adapte progressivamente à superfície dos componentes metálicos, podendo em alguns casos sofrer desgaste e mesmo fratura ao longo do tempo.⁸ Os fatores mais importantes que contribuem para o desgaste do polietileno são o nível funcional de atividade, o peso corporal do doente, o tipo de articulação protética (estabilizada ou não) e a congruência articular entre componentes, o tipo de implante, o alinhamento e equilíbrio dinâmico da artroplastia e a estabilidade, qualidade, espessura e método de esterilização do insert de polietileno.^{17,21,22,23,24,25} Foi também demonstrado que a lubrificação da articulação protética tem um efeito significativo na diminuição do atrito entre superfícies articulares, nomeadamente de polietileno. O mecanismo parece ser a criação de biofilmes proteicos semissólidos sobre as superfícies articulares, que evitam o contacto direto entre superfícies articulares sólidas, protegendo-as do desgaste.²⁶ Hirakawa H et al.²² demonstraram no seu estudo que os inserts de polietileno com menor espessura apresentavam delaminação e desgaste mais acentuados da sua superfície em relação aos com espessura superior.

Em suma, o desgaste, atrito, libertação de partículas, metalose, osteólise e descolamento protético constituem um ciclo vicioso de falência articular protética.^10,27,28 A estrutura do insert de polietileno, que deve ser resistente e com espessura adequada, e a técnica cirúrgica de alinhamento articular e equilíbrio ligamentar corretos são fundamentais para evitar falência prematura do insert de polietileno.^22,28

Os dois casos apresentados representam situações menos frequentes de falência do insert de polietileno, em que se verificou desgaste acentuado e fratura do polietileno, que alteraram a biomecânica protética e condicionaram contacto anormal entre os componentes metálicos femoral e tibial. O polietileno aplicado em ambos os casos (Prolong^®29) é de alto peso molecular (UHMW - Ultra high molecular weight) e tem estrutura altamente reticulada (Highly cross-linked). Vários estudos têm demonstrado que este polietileno tem índices inferiores de desgaste e de oxidação em comparação com o polietileno convencional.^{30,31,32,33,34,35} Apesar disto, apresentamos dois casos em que este polietileno de elevada resistência ao desgaste sofreu falência, o que conduziu a destruição importante da neo-articulação. Fatores como o nível de solicitação protética e prováveis alterações ao nível do alinhamento e do equilíbrio dinâmico e estabilidade da artroplastia poderão ter contribuido para a falência precoce do polietileno nos casos apresentados. A visualização intraoperatória da coloração negra difusa por toda a sinovial e a ausência de sinais de infeção permitiu suspeitar de metalose como causa de descolamento assético da artroplastia, hipótese que foi confirmada por exame histológico. A revisão da artroplastia e substituição dos componentes permitiu excelentes resultados funcionais a curto prazo. A sinovectomia e revisão cirúrgica de doentes com metalose periprotética devem ser efetuadas o mais precocemente possível, de modo a evitar osteólise e perda de capital ósseo progressivos.^12,18,22

A metalose nas artroplastias do joelho é motivo de preocupação, havendo crescente número de casos relatados na literatura. A sua verdadeira prevalência é desconhecida e o seu diagnóstico continua a ser de exclusão e realizado no ato cirúrgico, após afastamento de causa infecciosa. Os fatores que contribuem para o desgaste precoce do insert de polietileno na prótese do joelho, cuja falência pode determinar contacto anormal entre superfícies metálicas, são complexos e incluem o nível funcional, o peso corporal, grau de solicitação protética, alinhamento e equilíbrio dinâmico cirúrgico da artroplastia e a qualidade, espessura e estabilidade do insert de polietileno. Apresentamos neste artigo dois casos raros de falência do insert de polietileno que conduziu a destruição catastrófica da neo-articulação potenciada por contacto metal-metal e metalose. Um seguimento a longo prazo dos doentes submetidos a artroplastia total do joelho é fundamental para deteção precoce de desgaste oculto do polietileno e descolamento protético. O diagnóstico e cirurgia de revisão precoces são essenciais para alívio sintomático e prevenção de destruição progressiva da neo-articulação. O estudo das causas e mecanismos de desgaste precoce dos componentes protéticos é fundamental para o desenvolvimento de medidas preventivas que reduzam a incidência de metalose e falência das artroplastias.

Nada a declarar.