Kruip in de heup

Sommige heupprothesen laten voortijdig los, waardoor een nieuwe operatie nodig is. Een Nijmeegse test keurt prothesen vooraf.

Kunstheupen horen het meer dan tien jaar uit te houden, maar van sommige typen faalt binnen tien jaar meer dan tien procent. Dat faalpercentage vindt iedereen te hoog, want het betekent dat te veel patiënten opnieuw voor een zware ingreep onder het mes van de orthopedisch chirurg moeten. Maar heupprothesen werden tot nu toe op de markt gebracht zonder eerst uitgebreid te zijn getest.

De Nijmeegse orthopedie-onderzoeker dr.ir. Jan Stolk ontwierp daarom een test die de kans dat een heupprothese loslaat voorspelt. Stolk: ``De test ligt nu ter beoordeling bij het Comité Européen de Normalisation. Daar is enthousiast gereageerd, maar het kan nog jaren duren voordat de test een officiële Europese standaard wordt. Ondertussen hebben al vier van de zes grootste heupprothese-industrieën een prothese bij ons laten doormeten.''

Een test-vooraf moet rampen-achteraf voorkomen. In Groot-Brittannië waarschuwde het ministerie van volksgezondheid bijvoorbeeld in 1998 tegen de 3M Capital Hip. 3M, een groot Amerikaans bedrijf dat behalve plakband en de bekende gele memostickers ook een forse medische poot heeft, verkocht de Capital Hip vanaf 1991 in Groot-Brittannië. De eerste klachten over het loslaten van die kunstheup kwamen een paar jaar later binnen en in 1997 trok het bedrijf de prothese `om commerciële redenen' terug.

De Britse overheid besefte in 1998 dat alle dragers van de Capital Hip moesten worden gewaarschuwd en liet hen opsporen. De Capital Hip was overigens geen verkoopsucces, want het marktaandeel was nog geen 2%. Er waren er in zes jaar 4688 van verkocht. Eén van de vier Capital-typen had een faalpercentage van 11% na 5 jaar, wat extreem hoog is.

Door slordige administratie van de orthopeden konden niet alle patiënten worden teruggevonden. De Britse overheid zet daarom nu een National Joint Registry op. Vanaf april 2003 moeten daar alle geïmplanteerde kunstgewrichten centraal in worden geregistreerd. In Nederland is het aan de orthopeden om te registreren welke knieën en heupen zij implanteren.

Onderzoeker Jan Stolk profiteerde, nadat hij zijn meetmethode in het lab had ontwikkeld, van een al langer bestaand Zweeds register. In Zweden hadden de vier meestgebruikte, en qua vorm van elkaar afwijkende typen heupprothesen uiteenlopende faalpercentages. Van de Lubinus SPII mislukte 4% in tien jaar tijd. De Exeter en de Charnley hadden een uitval van 5 en 8%. Maar de Mueller Curved – inmiddels van de markt – faalde in 16% van de patiënten binnen tien jaar.

RAMVAST

Een heupprothese bestaat uit een metalen pen met zijwaarts gerichte ronde kop en een metalen kom. De in elkaar passende kop en kom zijn doorgaans gemaakt van een keramisch materiaal, of met een kunststof bekleed. Stolk onderzocht heupprothesen die met botcement in heupbeen en dijbeenbot worden vastgezet: ``Negen op de tien van de heupprothesen in Nederland worden met cement vastgezet. De ongecementeerde prothesen hebben meestal een oppervlak waar het bot ingroeit, of ze worden ramvast in het dijbeen gezet.''

Een gebroken of een versleten heup zijn reden om een gewricht te vervangen door een kunstheup. Een gebroken heup is bijna altijd een gebroken femurkop. De femurkop is het bovenste deel van het dijbeen, waar de gewrichtskop zit die in de kom van het heupbeen draait. De femurkop laat zich na een breuk slecht vastzetten, omdat er grote hefboomkrachten op werken die een breuk, zo dicht bij de uiteinde van het bot, snel weer kapot trekken.

Voorafgaand aan het inzetten van een heupprothese zaagt de orthopedisch chirurg de femurkop van het dijbeen af. Het bijna holle dijbeen wordt uitgevijld en de pen van de heupprothese wordt in het bot met een snel hardend tweecomponentenbotcement vastgezet. Het oude komgewricht in het heupbeen wordt weggefreesd en daar zet de orthopedisch chirurg met cement een vervangende kunstkom in.

``Scheurvorming in het botcement is de kritieke stap die tot falen van de prothese leidt,'' zegt Jan Stolk, op grond van het onderzoek waarop hij afgelopen dinsdag in Nijmegen promoveerde. Van kleine scheurtjes komen cementdeeltjes los die tot pijnlijke botontsteking leiden.

TRAPLOPEN

Heupprothesen falen eerder bij `jongere' mensen, rond de 50, dan bij bejaarden. Stolk: ``Heupprothesen werden vroeger, in de jaren tachtig toen de prothesen op de markt kwamen, vooral voorgeschreven bij oude mensen. Daarvan wist je dat de prothese het wel langer zou uithouden dan de ontvanger waarschijnlijk nog te leven had.'' Het succes van de prothesen heeft het tijdstip waarop patiënten een nieuwe heup krijgen vervroegd. ``En die jongeren willen mobiel blijven,'' zegt Stolk, ``daarom is het faalpercentage bij jongeren, van rond de 50, hoger.'' Vooral traplopen is belastend. Dan ontstaat een kracht om de lengte-as van prothese en dijbeen. Die torsiekracht tijdens stapbeweging op een traptree ontstaat doordat het heupgewricht iets scheef naar voren staat.

Stolk begon met het experimenteel testen van stukjes botcement onder verschillende krachten. Het ontstaan van de scheurtjes en de kruip, de blijvende vormverandering van het cement onder druk, die hij zag simuleerde hij in computermodellen met de eindige-elementen analyse. Daarna testte hij verschillende prothesen, vastgezet in kunstbotten, en breidde op grond daarvan het computermodel uit tot een programma dat de levensduur van een prothese in een dijbeen doorrekent. Nu kan Stolk de maten en precieze vorm van de prothese in zijn model invoeren en dan uitrekenen hoeveel procent ervan na een aantal jaren faalt. Van de Lubinus-, Mueller-, Exeter- en Charnleyprothesen, waarvan de faalpercentages uit de Zweedse registratie precies bekend waren, simuleert het model de verschillende faalpercentages feilloos. Daarmee is het rekenmodel een gevalideerde voorspellende test.

Stolk: ``Natuurlijk is ook het bot waarin de prothese wordt geplaatst van belang. Botsterkte varieert van persoon tot persoon. In zwakker bot zal een prothese eerder falen. Ook weten we dat een tweede prothese bij een patiënt altijd een grotere faalkans heeft. En dat iemand die erg mobiel is ook een grotere kans loopt op een prothese die los raakt. In de toekomst zouden we dus een voorspelling kunnen doen voor een individuele patiënt. Zover zijn we nog lang niet. Ons eerste doel was een test die slechte prothesen uit de markt kan houden. En een slechte prothese kunnen we er nu betrouwbaar uitpikken.''