- Email: [email protected]
Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
Toxicologie Analytique & Clinique (2015) xxx, xxx—xxx
Disponible en ligne sur
ScienceDirect www.sciencedirect.com
ARTICLE ORIGINAL
Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal Determination of cobalt in blood by ICP-MS: Application to patients with metal hip prosthesis Virginie Mistretta ∗, Corinne Charlier Service de toxicologie clinique, médicolégale, de l’environnement et en entreprise, CHU Sart-Tilman, 1, avenue de l’Hôpital, bâtiment B35, Tour 2, +5, 4000 Liège, Belgique Rec ¸u le 8 d´ ecembre 2014 ; rec ¸u sous la forme révisée le 23 f´ evrier 2015; accepté le 23 f´ evrier 2015
MOTS CLÉS Cobalt ; ICP-MS ; Prothèse de hanche
∗
Résumé Objectif. — Les patients porteurs de prothèse de hanche à couple métal-métal (PHM) présentent un taux de cobalt circulant supérieur à celui de la population générale. Chez ces patients, le dosage du cobalt permet d’apprécier le risque toxique éventuel de l’implant et peut servir d’indicateur de révision ou de remplacement de cette prothèse. A cette fin, une méthode de dosage a été validée et appliquée à des patients porteurs de PHM. Méthode. — Le dosage du cobalt est réalisé sur 500 L de sang total, après dilution dix fois dans une solution aqueuse acide et après ajout de 100 L d’une solution de standard interne titrée à 500 g/L de germanium. L’échantillon est ensuite analysé par un spectromètre de masse avec source d’ionisation par plasma induit haute fréquence (ICP-MS). La méthode décrite a été validée par l’approche de l’erreur totale au moyen du logiciel e•noval (Arlenda® ). Résultats. — La méthode de dosage a été validée avec succès. Elle est linéaire de 0,5 à 50 g/L. L’inexactitude et l’imprécision intra- et inter-essais sont inférieures à 5 % et 8 %, respectivement. L’incertitude de mesure est inférieure à 17 %. La concentration sanguine moyenne de cobalt estimée sur une période de 1 an à partir de 107 prélèvements de patients porteurs de PHM est de 2,61 g/L (nombre de patients : 98 ; âge moyen : 60 ans ; ratio hommes/femmes : 38/60). Ce résultat est inférieur au seuil recommandé dans ces populations, fixé à 7 g/L de cobalt sanguin.
Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (V. Mistretta).
http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003 2352-0078/© 2015 Société Franc ¸aise de Toxicologie Analytique. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
2
V. Mistretta, C. Charlier Conclusion. — La méthode analytique présentée permet de doser le cobalt sanguin, notamment chez les patients porteurs de PHM. Ce dosage est recommandé pour le suivi de ces patients, en association avec un examen clinique et radiologique. © 2015 Société Franc ¸aise de Toxicologie Analytique. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
KEYWORDS Cobalt; ICP-MS; Hip prosthesis
Summary Objective. — Patients with metal on metal hip prosthesis (MHP) have a blood cobalt concentration higher than that of the general population. In these patients, the determination of cobalt allows to appreciate the possible toxicity of the implant and it is also a good indicator for need of revision and replacement of MHP. For this purpose, an assay method was validated and applied to patients with MHP. Method. — The determination of cobalt in blood is performed on 500 l of whole blood diluted 10 times in an acidic aqueous solution and after addition of 100 l of a titrated solution of internal standard (500 g/l of germanium). The sample is then analyzed by an inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The described method was validated by the total error method approach by using an analytical validation software (e-noval, Arlenda® ). Results. — The analytical method was validated successfully. The linearity is acceptable between 0.5 and 50 g/l. The bias and imprecision values for intra- and inter-assays were lower than 5% and 8%, respectively. The uncertainty assessment is lower than 17%. The average cobalt concentration measured over a period of 1 year from 107 blood samples obtained from patients with MHP is estimated to 2.61 g/l (number of patients: 98; average age: 60 years; sex-ratio: 38 men/60 women). This result is lower than the recommended threshold for this population, which is set at 7 g/l of cobalt in blood. Conclusion. — The described method is adequate for the determination of cobalt in blood, particularly among patients with PHM. This determination is recommended for monitoring of these patients, in combination with clinical and radiological examination. © 2015 Société Franc ¸aise de Toxicologie Analytique. Published by Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
Introduction L’arthroplastie de la hanche est une des interventions chirurgicales les plus fréquentes en orthopédie [1]. Elle consiste à remplacer l’articulation coxofémorale par une prothèse suite à une fracture du col du fémur ou à une coxarthrose. L’indication la plus fréquente est la coxarthrose primaire. Il s’agit d’une dégénérescence articulaire d’origine indéterminée qui survient en général après 60 ans [2]. Plusieurs types de prothèses de hanche existent et se différencient principalement par leur taille (prothèse totale ou de resurfac ¸age), leur mode de fixation à l’os (avec ou sans ciment) et leur matériau de fabrication (métal, céramique, polyéthylène). Apparue à la fin des années 1930, la prothèse de hanche à couple métal-métal (PHM) est aujourd’hui de plus en plus utilisée. Par comparaison au polyéthylène, le métal est plus résistant et produit peu de débris particulaires, ce qui réduit le risque d’ostéolyse et donc de descellement prothétique. Par rapport aux implants en céramique, le risque de fracture est moins élevé [2]. L’inconvénient de la PHM est la libération non négligeable d’ions métalliques dans l’organisme, principalement d’ions cobalt [2,3].
Le cobalt est naturellement présent dans certains minerais et dans notre alimentation. Il s’agit d’un oligo-élément essentiel, notamment constituant de la vitamine B12. Il est aussi très répandu au niveau industriel, il est présent dans plus de 5000 alliages et ses usages sont variés (par exemple : fertilisants, additifs alimentaires pour animaux, produits pharmaceutiques) [4,5]. Dans les PHM, le cobalt est le constituant majoritaire de l’alliage prothétique à raison de 60 %. Cet alliage est aussi constitué de chrome (30 %) et de molybdène (7 %) [6]. Sa libération dans l’organisme du patient porteur de ce type d’implant peut avoir des conséquences biologiques qui ne sont pas encore entièrement connues à ce jour. Les risques avancés sont toxiques, carcinologiques et génétiques [1,3]. Afin de pouvoir évaluer le risque toxique, un dosage du cobalt sanguin est nécessaire chez ces patients. La concentration sanguine de cobalt permet aussi de surveiller la performance de la PHM [7—9]. Pour répondre à ces besoins, nous avons mis au point une méthode de dosage du cobalt dans le sang par spectrométrie de masse avec source d’ionisation par plasma induit haute fréquence (ICP-MS). Cette méthode a été validée et mise en application sur des prélèvements de patients porteurs de PHM.
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
Dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS associé aux prothèses de hanche en métal
Matériel et méthodes Réactifs Solvants et autres réactifs L’acide nitrique 65 % est fourni par Filter Service (Eupen, Belgique). Le 1-butanol et le triton X-100 sont fournis par VWR International (Louvain, Belgique). L’eau utilisée est de l’eau pour injectable (Baxter, Lessines, Belgique). Du sang humain est obtenu auprès de la banque de sang (centre de transfusion, Liège, Belgique) et conservé à −20 ◦ C. Tous les réactifs requis sont de qualité pour analyse. La source de plasma utilisée est de l’argon de pureté supérieure à 99,99 % (Air liquide, Liège, Belgique).
Solutions standards de travail Des solutions étalons de cobalt et de germanium (étalon interne) à 1 g/L ont été obtenues chez VWR International (Louvain, Belgique). À partir de la solution étalon de cobalt, des solutions de travail ont été préparées (concentrations de 25 ou 250 g/L) après dilution dans une solution aqueuse acide (eau/HNO3 /n-butanol/triton ; 99,2/0,5/0,2/0,1 ; v/v/v/v). Chacune de ces solutions de travail est utilisée pour la calibration. À partir de la solution étalon de germanium, une solution de travail a été préparée (concentration de 500 g/L) après dilution dans de l’acide nitrique à 0,5 %. Cette solution de travail est utilisée pour tous les échantillons (calibrateurs, standards de validation, contrôles et patients).
Contrôles de qualité Des contrôles de qualité ont été utilisés pour assurer la validité des dosages. Il s’agit d’échantillons de sang total titrés en cobalt, fournis par LGC standards (Molsheim, France) (contrôles de qualité interne) et par un programme canadien de comparaisons interlaboratoires (QMEQAS, Institut national de santé publique du Québec, Sainte-Foy, Canada) (contrôles de qualité externe).
Préparation de la gamme d’étalonnage La quantification du cobalt dans le sang est effectuée par la méthode des ajouts dosés. La gamme d’étalonnage est préparée à l’aide d’un pool de sang enrichi avec les solutions de travail à 25 g/L et 250 g/L de cobalt, avec la solution de standard interne titrée à 500 g/L de germanium et dilué dix fois avec une solution aqueuse acide (eau/HNO3 /n-butanol/triton ; 99,2/0,5/0,2/0,1 ; v/v/v/v). La gamme d’ajouts dosés s’échelonne de x à x + 50 g/L de cobalt (x ; x + 0,5 ; x + 1 ; x + 2 ; x + 5 ; x + 10 ; x + 20 ; x + 50 g/L).
Préparation des standards de validation Les standards de validation permettent d’évaluer les critères analytiques de la méthode, tels que la justesse, la précision, la limite de quantification, l’incertitude de mesure et l’exactitude. Ces standards sont des échantillons de sang total contenant du cobalt aux concentrations suivantes : 0,5 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 10,5 ; 15 et 50 g/L. Ces
3
Tableau 1 Paramètres instrumentaux utilisés pour le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS. Puissance de la torche Débits d’argon Vide Masses spécifiques des éléments
1400 W Plasmagène : 15 L/min Nébuliseur : 1,2 L/min Interface : 340 Pa Quadripôle : 1,3.10—6 Pa Co 59 ; Ge 72
standards ont été préparés et analysés en triple pendant 3 jours.
Préparation des échantillons (standards de validation, contrôles et patients) Les échantillons de sang total sont dilués dix fois dans une solution aqueuse acide (eau/HNO3 /n-butanol/triton ; 99,2/0,5/0,2/0,1 ; v/v/v/v). Après dilution, ces échantillons sont complétés par 100 l d’une solution de standard interne titrée à 500 g/L de germanium. Le volume de sang total nécessaire par échantillon est de 500 l.
Appareillage L’analyse est réalisée sur un spectromètre de masse avec source d’ionisation par plasma induit haute fréquence (ICP-MS Agilent® 7500a, Agilent technologies). L’ICP-MS est pilotée par un système informatique Chemstation Agilent 7500a. Les paramètres instrumentaux sont décrits dans le Tableau 1. Les échantillons préparés sont placés sur un passeur d’échantillon de type Cetac ASX et introduits directement dans le plasma par un nébulisateur de type babington. Les tubulures du système sont rincées avec de l’acide nitrique à 0,5 % avant et après chaque injection.
Méthode de validation analytique La méthode a été validée par l’approche de l’erreur totale associée au logiciel de validation e-noval V3.0 (Arlenda® , Liège, Belgique). Cette procédure est recommandée par la Société franc ¸aise des sciences pharmaceutiques et technique (SFSTP) et est en accord avec les normes ISO17025 et ISO15189 [10—14]. Le logiciel e-noval V3.0 a permis d’évaluer la conformité de la méthode avec les exigences analytiques telles que la linéarité, la justesse, la précision, l’exactitude, les limites de détection et de quantification, l’incertitude de mesure. Ces critères ont pu être déterminés sur base des standards de validation et sont définis de la manière suivante : • une méthode analytique est considérée comme linéaire si elle est capable, à l’intérieur d’un certain intervalle de dosage, de donner des résultats directement proportionnels à la concentration de l’analyte présent dans l’échantillon [11]. Le cœfficient de corrélation (r2 ) doit être supérieur à 0,99 ; • la justesse d’une méthode analytique exprime l’étroitesse de l’accord entre la valeur moyenne obtenue à partir d’une série de mesures et la valeur qui est acceptée comme étant la valeur réelle [11]. Exprimée en termes
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
4
V. Mistretta, C. Charlier
de biais relatif, la justesse reflète l’erreur systématique. Ce biais ne doit pas dépasser 15 % ; • la précision informe sur l’erreur aléatoire. Elle est évaluée à deux niveaux : en intra-essai (répétabilité) et en inter-essai (reproductibilité) pour chaque niveau de concentration des standards de validation. Le coefficient de variation ne doit pas dépasser 15 % ; • le profil d’exactitude est basé sur l’erreur totale des mesures, à savoir les erreurs systématiques et aléatoires (l’équivalent de la justesse et de la précision, respectivement). L’erreur totale reflète l’amplitude maximale de l’erreur que l’on peut attendre dans la plupart des cas [11,15]. L’exactitude de la méthode analytique est acceptable si, dans le cas où la variabilité est la plus élevée (c’est-à-dire lorsque l’imprécision et l’inexactitude sont les plus élevées), la déviation par rapport à la valeur réelle ne dépasse pas ±30 % [16]. Cet intervalle correspond aux limites d’acceptation de la méthode. Le profil d’exactitude permet aussi de déterminer la limite inférieure de quantification (LOQ) et l’intervalle de mesures dans lequel la méthode peut être considérée comme valide. La LOQ et la limite supérieure de quantification sont définies par les intersections entre les limites de tolérance  et les limites d’acceptation [12,15]. La limite de détection est la plus petite quantité d’analyte qui peut être détectée, mais non quantifiée avec précision dans l’échantillon ; elle est égale à un tiers de la LOQ ; • l’incertitude de mesure caractérise la dispersion des valeurs qui pourraient raisonnablement être attribuées au mesurande. Elle permet de fournir une évaluation quantitative de l’erreur totale et de ses composants en une seule valeur. L’incertitude étendue représente un intervalle autour des résultats dans lequel la valeur réelle inconnue peut être observée avec un niveau de confiance de 82,5 %. L’incertitude étendue relative (%) est obtenue en divisant l’incertitude étendue par la concentration réelle correspondante et elle ne doit pas dépasser 17,5 % [15].
Application clinique Dans le cadre du suivi de patients porteurs de PHM et sur une période de 1 an, 107 dosages de cobalt ont été effectués sur des prélèvements sanguins de 98 patients (38 hommes et 60 femmes), âgés en moyenne de 60 ans. Chaque série de dosage est validée par des contrôles de qualité internes. Des contrôles de qualité externes sont également analysés 3 fois par an.
Résultats Linéarité, justesse et précision La méthode développée est linéaire de 0,5 à 50 g/L de cobalt. La relation linéaire entre les concentrations de cobalt mesurées et réelles est présentée sur la Fig. 1. Le cœfficient de corrélation (r2 ) obtenu est supérieur à 0,99. L’erreur systématique de la méthode est représentée par un biais relatif qui est inférieur à 5 % pour chaque niveau de concentration mesurée. Les biais extrêmes sont égaux à 1,13 et 4,85 % et concernent respectivement les standards
Figure 1. Linéarité des standards de validation pour le dosage du cobalt sanguin (n = 9 par concentration).
de validation à 50 et 5 g/L de cobalt. La justesse de la méthode est donc acceptable. L’ensemble des résultats sont présentés dans le Tableau 2. L’erreur aléatoire de la méthode est représentée par des cœfficients de variation (CV) qui sont inférieurs à 10 % pour chaque niveau de concentration des standards de validation testés. Ces CV sont compris entre 0,45 et 7,84 % en intraessai et entre 1,28 et 7,84 % en inter-essais. La méthode permet donc d’obtenir des mesures qui sont à la fois répétables et reproductibles, ce qui démontre une précision acceptable. L’ensemble des résultats sont présentés dans le Tableau 2.
Profil d’exactitude La méthode analytique présente une exactitude acceptable car les concentrations de cobalt mesurées pour chaque standard de validation ne dévient pas de plus de 17 % par rapport aux valeurs réelles. Cette déviation varie de minimum −9,38 % à maximum 16,54 %, ce qui définit un intervalle de tolérance  compris dans les limites d’acceptation fixées à ±30 %. La méthode est ainsi capable de quantifier avec précision des concentrations allant de 0,5 à 50 g/L de cobalt. Les intervalles de tolérance obtenus pour chacune des concentrations inclues dans cette gamme de mesure sont présentés dans le Tableau 2. Le profil d’exactitude illustré sur la Fig. 2 montre que les limites de tolérance  ne dépassent effectivement pas les limites d’acceptation. Ce profil ne met en évidence aucune intersection entre ces limites, ce qui signifie que la LOQ et la limite supérieure de quantification de la méthode sont égales aux valeurs extrêmes de la gamme de mesure testée, soit respectivement, 0,5 et 50 g/L de cobalt. La limite de détection est égale à 0,17 g/L de cobalt.
Incertitude de mesure L’incertitude de mesure calculée pour les standards de validation varie de 2,74 % (2 g/L) à 16,52 % (0,5 g/L). Les incertitudes de mesure relatives obtenues pour chacun des
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
Dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS associé aux prothèses de hanche en métal Tableau 2
5
Paramètres de validation du dosage du cobalt dans le sang.
Concentration cible (g/L)
Justesse Biais relatif (%)
Precision intra-essai CV (%)
Precision inter-essais CV (%)
Exactitude Intervalle de tolérance  (%)
Incertitude étendue relative (%)
0,50 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 10,5 15,0 50,0
4,20 2,10 −2,44 −1,52 −1,17 4,85 2,70 1,82 1,13
7,84 7,29 1,19 2,73 0,45 1,54 2,04 1,85 1,78
7,84 7,29 1,28 2,73 1,28 2,62 2,96 2,53 3,59
[−8,14 ; [−9,38 ; [−4,52 ; [−5,81 ; [−3,98 ; [−0,20 ; [−2,70 ; [−2,69 ; [−6,20 ;
16,52 15,38 2,74 5,75 2,93 5,86 6,56 5,58 8,13
16,54] 13,58] −0,37] 2,78] 1,64] 9,91] 8,09] 6,33] 8,46]
Tableau 4 Concentrations sanguines de cobalt mesurées sur une période de 1 an chez des patients porteurs de PHM. Concentrations sanguines de cobalt Prélèvements considérés
Tous (n = 107)
Ceux qui dépassent le seuil recommandé de 7 g/L de cobalt (n = 22)
Moyenne (g/L) Médiane (g/L) MinimumMaximum (g/L)
2,61 1,77 < 0,5 — 1400
29 17 7,34 — 1400
Nombre de patients : 98 ; âge moyen : 60 ans ; ratio H/F : 38/60.
Figure 2. Profil d’exactitude pour le dosage du cobalt dans le sang. Les lignes extrêmes en pointillés représentent les limites d’acceptation (±30 %), les lignes en tirets représentent l’intervalle de tolérance  et la ligne continue représente le biais relatif estimé. Les points représentent l’erreur relative des concentrations mesurées et sont représentés graphiquement par rapport à leur concentration réelle. Lorsque l’intervalle de tolérance est compris dans les limites d’acceptation, la méthode est capable de quantifier avec précision à l’intérieur de la gamme de concentration testée.
patients sont présentés, respectivement, sur la Fig. 3 et dans le Tableau 3. Dans la population de patients porteurs de PHM, la concentration sanguine moyenne de cobalt est estimée à 2,61 g/L. Ce résultat est inférieur au seuil recommandé dans ces populations qui est fixé à 7 g/L de cobalt sanguin [17]. La proportion de dosages supérieurs à ce seuil est de 20 % avec des extrêmes allant de 7,34 à 1400 g/L et une médiane égale à 17 g/L. Ces résultats sont présentés dans le Tableau 4.
9 standards de validation testés sont présentées dans le Tableau 2.
Discussion Application clinique Les résultats des contrôles de qualité internes et externes qui ont permis de valider les dosages des échantillons de
Tableau 3
La méthode développée pour le dosage du cobalt sanguin présente des critères de validation analytiques acceptables et permet la quantification correcte de contrôles
Résultats de contrôles de qualité externes. Concentration de cobalt (g/L)
Contrôle QMEQAS 1 Contrôle QMEQAS 2 Contrôle QMEQAS 3
Z-score
Cible
Mesure
Écart accepté
1,07 5,12 0,63
1,17 5,08 0,63
0,68—1,45 4,13—6,13 0,31—0,94
0,55 −0,08 0,00
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
6
V. Mistretta, C. Charlier
Figure 3.
Graphique de Levey-Jennings de la mesure du cobalt dans des contrôles de qualité internes en fonction du temps.
de qualité internes et externes. La procédure de validation utilisée est une approche originale permettant d’obtenir un profil d’exactitude et d’évaluer l’incertitude de mesure requise par les organismes de certification, selon les normes ISO 15189 et ISO 17025. Le profil d’exactitude mesure l’erreur totale sur base des intervalles de tolérance . La méthode ainsi validée est appliquée au sein de notre laboratoire pour la surveillance des patients, principalement ceux porteurs de PHM. Chez ces derniers, le dosage du cobalt permet de surveiller l’innocuité de la prothèse et de prévenir la survenue d’effets toxiques dus au cobalt. Le cobalt libéré à partir des PHM peut induire une toxicité locale pouvant se manifester principalement par une métallose, une réaction d’hypersensibilité ou une tumeur bénigne. La métallose correspond à une accumulation de débris métalliques dans les tissus situés à proximité de l’implant. Elle est due à une usure anormale de la prothèse et est visible par imagerie médicale. La réaction d’hypersensibilité est due à une activation par les métaux de lymphocytes périvasculaires et de macrophages qui induisent des ulcérations de surface, suivies d’inflammation tissulaire, de douleurs, d’abcès. . . Ce phénomène est décrit comme une « vascularite associée à une lésion lymphoïde atypique ». L’apparition d’une tumeur, appelée aussi pseudotumeur, peut être causée par des débris d’usure, un descellement ou une infection. Elle est, en général, d’aspect kystique et peut se développer aussi avec des prothèses non métalliques. D’autres manifestations indésirables peuvent survenir, tels qu’un épanchement articulaire, une ostéolyse et une nécrose des tissus environnant la PHM [3,18]. Ces effets toxiques à court-terme ne surviennent en général pas en-dessous de 10 g/L de cobalt sanguin [19]. Sur le long terme, les conséquences biologiques dues à un taux élevé de cobalt circulant sont peu connues. Les risques avancés sont organiques, carcinologiques et pour la descendance, mais ils ne reposent sur aucune donnée épidémiologique et sur très peu de cas scientifiques rapportés [20]. Parmi ces cas, quelques rares ont mis en évidence des symptômes de toxicité systémique similaires à ceux décrits chez les travailleurs professionnellement exposés au cobalt, à savoir : polycythémie, hypothyroïdie, cardiomyopathie, neuropathie périphérique, cécité et surdité. L’ensemble des symptômes liés au système nerveux peuvent être qualifiés de « cobaltisme arthroprothétique » [21—24]. D’après les quelques cas rapportés dans la littérature scientifique, ces
effets systémiques, dont les plus précoces sont les troubles hématologiques et thyroïdiens, ne surviennent généralement pas au-dessous de 100 g/L, voire 300 g/L de cobalt sanguin [25]. Concernant le risque cancérogène, plusieurs études ont démontré qu’il n’est pas significativement différent de celui de la population générale [3,26,27]. Le risque pour la descendance serait lié au passage transplacentaire du cobalt au cours de la grossesse, mais il reste théorique. À ce jour, aucune étude n’a mis en évidence d’effets indésirables chez des nouveaux-nés de mères porteuses de PHM [18,20,28,29]. Par principe de précaution, il est néanmoins préférable d’opter pour une prothèse non métallique chez les femmes en âge de procréer. Il en est de même pour les patients allergiques aux métaux et pour ceux atteints d’une insuffisance rénale [20]. Pour ces patients en particulier, il existe un risque théorique d’accumulation toxique du cobalt étant donné qu’il est éliminé par les reins. Ce risque d’accumulation n’a, cependant, jamais été observé [3]. Outre l’intérêt de limiter les risques de toxicité, le dosage du cobalt peut servir d’indicateur de performance de la PHM en complément d’examens clinique et radiographique [7—9]. Une concentration sanguine de cobalt supérieure à 7 g/L témoigne d’une usure anormale de l’implant. Cette usure peut être due à un défaut de fonctionnement de la prothèse lié à son orientation ou à sa conception [7]. Les résultats obtenus sur les prélèvements effectués sur notre population de 98 patients porteurs de PHM mettent en évidence une concentration sanguine moyenne de cobalt égale à 2,61 g/L. Cette moyenne est en accord avec d’autres études réalisées chez des patients porteurs de PHM pour lesquels le taux de cobalt sanguin se situait au-dessous de 10 g/L [30]. Il a également été constaté que 20 % des dosages effectués sont supérieurs au seuil recommandé de 7 g/L de cobalt sanguin (min. : 7,34 g/L ; max. : 1400 g/L ; médiane à 17 g/L). Un pourcentage équivalent a été rapporté dans des études de population similaire [31]. Cette valeur seuil de 7 g/L de cobalt est celle recommandée par le Medicines and healthcare products regulatory agency (MHRA, Royaume-Uni) et l’Agence fédérale des médicaments et des produits de santé (AFMPS, Belgique) [17]. Elle est plus élevée que celles établies pour la population générale et pour les travailleurs professionnellement exposés, respectivement de 0,8 g/L et 1 g/L de cobalt sanguin [32]. La concentration
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
Dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS associé aux prothèses de hanche en métal sanguine de cobalt mesurée chez les patients porteurs de PHM est significativement plus élevée que celle de la population générale. La concentration sanguine de cobalt rapportée chez 106 volontaires sains sans PHM varie entre 0,20 (5e percentile) et 0,63 g/L (95e percentile) [33]. La différence entre le seuil industriel et celui des porteurs de PHM peut s’expliquer par le risque de toxicité respiratoire, notamment celui de cancer bronchopulmonaire, qui est présent uniquement chez les travailleurs exposés au cobalt. Pour les patients porteurs de PHM, le premier consensus européen et multidisciplinaire s’est accordé à une valeur de cobalt sanguin inférieure à 2 g/L comme assurément sans risque clinique. En revanche, à partir de 2 à 7 g/L (seuil exact non établi), un risque de réaction indésirable au niveau des tissus mous ne peut être écarté. Enfin, ce consensus recommande d’envisager une reprise chirurgicale de la prothèse lorsque la concentration sanguine de cobalt dépasse 20 g/L, en raison du risque d’ostéolyse, de nécrose tissulaire et d’effets à long terme sur la santé [34]. Les recommandations actuelles s’accordent donc pour conseiller un contrôle régulier du patient porteur de PHM durant lequel doivent être réalisés un examen clinique, un examen radiologique et un dosage du cobalt sanguin. Si une de ces trois investigations s’avère anormale, des examens complémentaires doivent être effectués, comme par exemple une échographie, et des visites de contrôle supplémentaires doivent être programmées [17,34]. Le taux de cobalt circulant est donc un critère reconnu pour le suivi des patients porteurs de PHM, mais pris isolément, il n’est pas suffisant pour décider d’une reprise chirurgicale [35—37].
Conclusion La méthode analytique validée pour le dosage du cobalt sanguin a été appliquée au suivi de patients porteurs de PHM. L’évaluation de la concentration sanguine de cobalt chez ces patients permet de limiter le risque de toxicité locale, telle que l’apparition de métallose ou de réaction d’hypersensibilité et le risque plus rare de toxicité systémique. La concentration sanguine de cobalt peut également être un indicateur, parmi d’autres, de révision et de remplacement des PHM. Pour ces raisons, il est recommandé d’associer le dosage du cobalt sanguin aux examens clinique et radiologique effectués dans le cadre du suivi des patients porteurs de PHM.
Déclaration d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.
Références [1] Caton J, Papin P. Typologie et épidémiologie des prothèses totales de hanche en France. E-Mem Acad Natl Chir 2012;11(2):1—7. [2] Christofilopoulos P, Lübbeke A, Peter R, Hoffmeyer P. Le point sur la prothèse totale de hanche. Rev Med Suisse 2010;6:2454—8.
7
[3] Valcu CA, Perdreau A, Wouters A, Gillet P. Les inquiétudes liées au couple métal-métal dans les prothèses totales de hanche sont-elles fondées en 2012 ? Rev Med Liege 2013;68(1):32—7. [4] Lauwerys R. Toxicologie industrielle et intoxications professionnelles. Masson, 5e éd.; 2007. [5] Simonsen LO, Harbak H, Bennekou P. Cobalt metabolism and toxicology: a brief update. Sci Total Environ 2012;432: 210—5. [6] Hart AJ, Quinn PD, Lali F, Sampson B, Skinner JA, Powell JJ, et al. Cobalt from metal-on-metal hip replacements may be the clinically relevant active agent responsible for periprosthetic tissue reactions. Acta Biomater 2012;8:3865—73. [7] Schiopu D, Girard J, Soenen M, Krantz N, Migaud H. Intérêt de la mesure des ions sanguins métalliques pour la détection d’une anomalie de fonctionnement d’une prothèse de hanche à couple de frottement en métal céramisé. Rev Chir Orthop Traumatol 2010;96:88—92. [8] Hartmann A, Hannemann F, Lützner J, Seidler A, Drexler H, Günther KP, et al. Metal ion concentrations in body fluids after implantation of hip replacements with metal-on-metal bearing — systematic review of clinical and epidemiological studies. PLoS One 2013;8(8):1—25. [9] Sidaginamale RP, Joyce TJ, Lord JK, Jefferson R, Blain PG, Nargol AVF, et al. Blood metal ion testing is an effective screening tool to identify poorly performing metal-on-metal bearing surfaces. Bone Joint Res 2013;2(5):84—95. [10] Hubert P, Nguyen-Huu JJ, Boulanger B, Chapuzet E, Chiap P, Cohen N, et al. Harmonization of strategies for the validation of quantitative analytical procedures: a SFSTP proposal-part I. J Pharm Biomed Anal 2004;36:579—86. [11] Hubert P, Nguyen-Huu JJ, Boulanger B, Chapuzet E, Chiap P, Cohen N, et al. Harmonization of strategies for the validation of quantitative analytical procedures. A SFSTP proposal-part II. J Pharm Biomed Anal 2007;45:70—81. [12] Hubert P, Nguyen-Huu JJ, Boulanger B, Chapuzet E, Cohen N, Compagnon PA, et al. Harmonization of strategies for the validation of quantitative analytical procedures. A SFSTP proposal-part III. J Pharm Biomed Anal 2007;45:82—96. [13] International Organization for Standardization, ISO/IEC 17025. General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. Geneva: International Organization for Standardization; 2005. [14] International Organization for Standardization, ISO 15189. Medical laboratories — particular requirements for quality and competence. Geneva: International Organization for Standardization; 2012. [15] Rozet E, Ceccato A, Hubert C, Ziemons E, Oprean R, Rudaz S, et al. Analysis of recent pharmaceutical regulatory documents on analytical method validation. J Chromatogr A 2007;1158:111—25. [16] Viswanathan CT, Bansal S, Booth B, DeStefano AJ, Rose MJ, Sailstad J, et al. Quantitative bioanalytical methods validation and implementation: best practices for chromatographic and ligand binding assays. Pharm Res 2007;24:1962—73. [17] Document consulté sur le site http://www.AFMPS.be/, le 29 août 2014. [18] Delaunay C, Petit I, Learmonth ID, Oger P, Vendittoli PA. Metal-on-metal bearings total hip arthroplasty: the cobalt and chromium ions release concern. Orthop Traumatol Surg Res 2010;96(8):894—904. [19] Langton J, Sidaginamale RP, Joyce TJ, Natu S, Blain P, Jefferson RD, et al. The clinical implications of elevated blood metal ion concentrations in asymptomatic patients with MoM hip resurfacings: a cohort study. BMJ Open 2013;3: 1—10. [20] Triclot P. Lec ¸ons à tirer de l’étude toxicologique d’une série continue de prothèses totales de hanche à couple métal-métal. Rev Chir Orthop Traumatol 2011;97S:9—12.
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
8
V. Mistretta, C. Charlier
[21] Apostoli P, Catalani S, Zaghini A, Mariotti A, Poliani PL, Vielmi V, et al. High doses of cobalt induce optic and auditory neuropathy. Exp Toxicol Pathol 2013;65(6):719—27. [22] Catalani S, Rizzetti MC, Padovani A, Apostoli P. Neurotoxicity of cobalt. Hum Exp Toxicol 2012;31:421—37. [23] Dijkman MA, De Vries I, Mulder-Spijkerboer H, Meulenbelt J. Cobalt poisoning due to metal-on-metal hip implants. Ned Tijdschr Geneeskd 2012;156(42):A4983. [24] Pelclova D, Sklensky M, Janicek P, Lach K. Severe cobalt intoxication following hip replacement revision: clinical features and outcome. Clin Toxicol (Phila) 2012;50(4):262—5. [25] Paustenbach DJ, Tvermoes BE, Unice KM, Finley BL, Kerger BD. A review of the health hazards posed by cobalt. Crit Rev Toxicol 2013;43(4):316—62. [26] Brewster DH, Stockton DL, Reekie A, Ashcroft GP, Howie CR, Porter DE, et al. Risk of cancer following primary total hip replacement or primary resurfacing arthroplasty of the hip: a retrospective cohort study in Scotland. Br J Cancer 2013;108(9):1883—90. [27] Tharani R, Dorey FJ, Schmalzried TP. The risk of cancer following total hip or knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am 2001;83:774—80. [28] DeSouza RM, Wallace D, Costa ML, Krikler SJ. Transplacental passage of metal ions in women with hip resurfacing: no teratogenic effects observed. Hip Int 2012;22(1): 96—9. [29] Fritzsche J, Borisch C, Schaefer C. Case report: high chromium and cobalt levels in a pregnant patient with bilateral
[30]
[31] [32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
metal-on-metal hip arthroplasties. Clin Orthop Relat Res 2012;470(8):2325—31. Paustenbach DJ, Galbraith DA, Finley BL. Interpreting cobalt blood concentrations in hip implant patients. Clin Toxicol (Phila) 2014;52(2):98—112. Cohen D. How safe are metal-on-metal hip implants? BMJ 2012;344:e1410. Base de données Biotox : cobalt et composés minéraux. Consulté sur le site : http://www.INRS.fr/, le 10 septembre 2014. Cesbron A, Saussereau E, Mahieu L, Couland I, Guerbet M, Goullé JP. Metallic profile of whole blood and plasma in a series of 106 healthy volunteers. J Anal Toxicol 2013;37(7):401—5. Hannemann F, Hartmann A, Schmitt J, Lützner J, Seidler A, Campbell P, et al. European multidisciplinary consensus statement on the use and monitoring of metal-on-metal bearings for total hip replacement and hip resurfacing. Orthop Traumatol Surg Res 2013;99(3):263—71. Griffin WL, Fehring TK, Kudrna JC, Schmidt RH, Christie MJ, Odum SM, et al. Are metal ion levels a useful trigger for surgical intervention? J Arthroplasty 2012;27(8 Suppl.):32—6. Randelli F, Banci L, Favilla S, Maglione D, Aliprandi A. Radiographically undetectable periprosthetic osteolysis with ASR implants: the implication of blood metal ions. J Arthroplasty 2013;28(8):1259—64. Wretenberg P. Good function but very high concentrations of cobalt and chromium ions in blood 37 years after metal-onmetal total hip arthroplasy. Med Devices (Auckl) 2008;1:31—2.
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
ARTICLE IN PRESS
Toxicologie Analytique & Clinique (2015) xxx, xxx—xxx
Disponible en ligne sur
ScienceDirect www.sciencedirect.com
ARTICLE ORIGINAL
Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal Determination of cobalt in blood by ICP-MS: Application to patients with metal hip prosthesis Virginie Mistretta ∗, Corinne Charlier Service de toxicologie clinique, médicolégale, de l’environnement et en entreprise, CHU Sart-Tilman, 1, avenue de l’Hôpital, bâtiment B35, Tour 2, +5, 4000 Liège, Belgique Rec ¸u le 8 d´ ecembre 2014 ; rec ¸u sous la forme révisée le 23 f´ evrier 2015; accepté le 23 f´ evrier 2015
MOTS CLÉS Cobalt ; ICP-MS ; Prothèse de hanche
∗
Résumé Objectif. — Les patients porteurs de prothèse de hanche à couple métal-métal (PHM) présentent un taux de cobalt circulant supérieur à celui de la population générale. Chez ces patients, le dosage du cobalt permet d’apprécier le risque toxique éventuel de l’implant et peut servir d’indicateur de révision ou de remplacement de cette prothèse. A cette fin, une méthode de dosage a été validée et appliquée à des patients porteurs de PHM. Méthode. — Le dosage du cobalt est réalisé sur 500 L de sang total, après dilution dix fois dans une solution aqueuse acide et après ajout de 100 L d’une solution de standard interne titrée à 500 g/L de germanium. L’échantillon est ensuite analysé par un spectromètre de masse avec source d’ionisation par plasma induit haute fréquence (ICP-MS). La méthode décrite a été validée par l’approche de l’erreur totale au moyen du logiciel e•noval (Arlenda® ). Résultats. — La méthode de dosage a été validée avec succès. Elle est linéaire de 0,5 à 50 g/L. L’inexactitude et l’imprécision intra- et inter-essais sont inférieures à 5 % et 8 %, respectivement. L’incertitude de mesure est inférieure à 17 %. La concentration sanguine moyenne de cobalt estimée sur une période de 1 an à partir de 107 prélèvements de patients porteurs de PHM est de 2,61 g/L (nombre de patients : 98 ; âge moyen : 60 ans ; ratio hommes/femmes : 38/60). Ce résultat est inférieur au seuil recommandé dans ces populations, fixé à 7 g/L de cobalt sanguin.
Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (V. Mistretta).
http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003 2352-0078/© 2015 Société Franc ¸aise de Toxicologie Analytique. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
2
V. Mistretta, C. Charlier Conclusion. — La méthode analytique présentée permet de doser le cobalt sanguin, notamment chez les patients porteurs de PHM. Ce dosage est recommandé pour le suivi de ces patients, en association avec un examen clinique et radiologique. © 2015 Société Franc ¸aise de Toxicologie Analytique. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
KEYWORDS Cobalt; ICP-MS; Hip prosthesis
Summary Objective. — Patients with metal on metal hip prosthesis (MHP) have a blood cobalt concentration higher than that of the general population. In these patients, the determination of cobalt allows to appreciate the possible toxicity of the implant and it is also a good indicator for need of revision and replacement of MHP. For this purpose, an assay method was validated and applied to patients with MHP. Method. — The determination of cobalt in blood is performed on 500 l of whole blood diluted 10 times in an acidic aqueous solution and after addition of 100 l of a titrated solution of internal standard (500 g/l of germanium). The sample is then analyzed by an inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The described method was validated by the total error method approach by using an analytical validation software (e-noval, Arlenda® ). Results. — The analytical method was validated successfully. The linearity is acceptable between 0.5 and 50 g/l. The bias and imprecision values for intra- and inter-assays were lower than 5% and 8%, respectively. The uncertainty assessment is lower than 17%. The average cobalt concentration measured over a period of 1 year from 107 blood samples obtained from patients with MHP is estimated to 2.61 g/l (number of patients: 98; average age: 60 years; sex-ratio: 38 men/60 women). This result is lower than the recommended threshold for this population, which is set at 7 g/l of cobalt in blood. Conclusion. — The described method is adequate for the determination of cobalt in blood, particularly among patients with PHM. This determination is recommended for monitoring of these patients, in combination with clinical and radiological examination. © 2015 Société Franc ¸aise de Toxicologie Analytique. Published by Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
Introduction L’arthroplastie de la hanche est une des interventions chirurgicales les plus fréquentes en orthopédie [1]. Elle consiste à remplacer l’articulation coxofémorale par une prothèse suite à une fracture du col du fémur ou à une coxarthrose. L’indication la plus fréquente est la coxarthrose primaire. Il s’agit d’une dégénérescence articulaire d’origine indéterminée qui survient en général après 60 ans [2]. Plusieurs types de prothèses de hanche existent et se différencient principalement par leur taille (prothèse totale ou de resurfac ¸age), leur mode de fixation à l’os (avec ou sans ciment) et leur matériau de fabrication (métal, céramique, polyéthylène). Apparue à la fin des années 1930, la prothèse de hanche à couple métal-métal (PHM) est aujourd’hui de plus en plus utilisée. Par comparaison au polyéthylène, le métal est plus résistant et produit peu de débris particulaires, ce qui réduit le risque d’ostéolyse et donc de descellement prothétique. Par rapport aux implants en céramique, le risque de fracture est moins élevé [2]. L’inconvénient de la PHM est la libération non négligeable d’ions métalliques dans l’organisme, principalement d’ions cobalt [2,3].
Le cobalt est naturellement présent dans certains minerais et dans notre alimentation. Il s’agit d’un oligo-élément essentiel, notamment constituant de la vitamine B12. Il est aussi très répandu au niveau industriel, il est présent dans plus de 5000 alliages et ses usages sont variés (par exemple : fertilisants, additifs alimentaires pour animaux, produits pharmaceutiques) [4,5]. Dans les PHM, le cobalt est le constituant majoritaire de l’alliage prothétique à raison de 60 %. Cet alliage est aussi constitué de chrome (30 %) et de molybdène (7 %) [6]. Sa libération dans l’organisme du patient porteur de ce type d’implant peut avoir des conséquences biologiques qui ne sont pas encore entièrement connues à ce jour. Les risques avancés sont toxiques, carcinologiques et génétiques [1,3]. Afin de pouvoir évaluer le risque toxique, un dosage du cobalt sanguin est nécessaire chez ces patients. La concentration sanguine de cobalt permet aussi de surveiller la performance de la PHM [7—9]. Pour répondre à ces besoins, nous avons mis au point une méthode de dosage du cobalt dans le sang par spectrométrie de masse avec source d’ionisation par plasma induit haute fréquence (ICP-MS). Cette méthode a été validée et mise en application sur des prélèvements de patients porteurs de PHM.
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
Dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS associé aux prothèses de hanche en métal
Matériel et méthodes Réactifs Solvants et autres réactifs L’acide nitrique 65 % est fourni par Filter Service (Eupen, Belgique). Le 1-butanol et le triton X-100 sont fournis par VWR International (Louvain, Belgique). L’eau utilisée est de l’eau pour injectable (Baxter, Lessines, Belgique). Du sang humain est obtenu auprès de la banque de sang (centre de transfusion, Liège, Belgique) et conservé à −20 ◦ C. Tous les réactifs requis sont de qualité pour analyse. La source de plasma utilisée est de l’argon de pureté supérieure à 99,99 % (Air liquide, Liège, Belgique).
Solutions standards de travail Des solutions étalons de cobalt et de germanium (étalon interne) à 1 g/L ont été obtenues chez VWR International (Louvain, Belgique). À partir de la solution étalon de cobalt, des solutions de travail ont été préparées (concentrations de 25 ou 250 g/L) après dilution dans une solution aqueuse acide (eau/HNO3 /n-butanol/triton ; 99,2/0,5/0,2/0,1 ; v/v/v/v). Chacune de ces solutions de travail est utilisée pour la calibration. À partir de la solution étalon de germanium, une solution de travail a été préparée (concentration de 500 g/L) après dilution dans de l’acide nitrique à 0,5 %. Cette solution de travail est utilisée pour tous les échantillons (calibrateurs, standards de validation, contrôles et patients).
Contrôles de qualité Des contrôles de qualité ont été utilisés pour assurer la validité des dosages. Il s’agit d’échantillons de sang total titrés en cobalt, fournis par LGC standards (Molsheim, France) (contrôles de qualité interne) et par un programme canadien de comparaisons interlaboratoires (QMEQAS, Institut national de santé publique du Québec, Sainte-Foy, Canada) (contrôles de qualité externe).
Préparation de la gamme d’étalonnage La quantification du cobalt dans le sang est effectuée par la méthode des ajouts dosés. La gamme d’étalonnage est préparée à l’aide d’un pool de sang enrichi avec les solutions de travail à 25 g/L et 250 g/L de cobalt, avec la solution de standard interne titrée à 500 g/L de germanium et dilué dix fois avec une solution aqueuse acide (eau/HNO3 /n-butanol/triton ; 99,2/0,5/0,2/0,1 ; v/v/v/v). La gamme d’ajouts dosés s’échelonne de x à x + 50 g/L de cobalt (x ; x + 0,5 ; x + 1 ; x + 2 ; x + 5 ; x + 10 ; x + 20 ; x + 50 g/L).
Préparation des standards de validation Les standards de validation permettent d’évaluer les critères analytiques de la méthode, tels que la justesse, la précision, la limite de quantification, l’incertitude de mesure et l’exactitude. Ces standards sont des échantillons de sang total contenant du cobalt aux concentrations suivantes : 0,5 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 10,5 ; 15 et 50 g/L. Ces
3
Tableau 1 Paramètres instrumentaux utilisés pour le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS. Puissance de la torche Débits d’argon Vide Masses spécifiques des éléments
1400 W Plasmagène : 15 L/min Nébuliseur : 1,2 L/min Interface : 340 Pa Quadripôle : 1,3.10—6 Pa Co 59 ; Ge 72
standards ont été préparés et analysés en triple pendant 3 jours.
Préparation des échantillons (standards de validation, contrôles et patients) Les échantillons de sang total sont dilués dix fois dans une solution aqueuse acide (eau/HNO3 /n-butanol/triton ; 99,2/0,5/0,2/0,1 ; v/v/v/v). Après dilution, ces échantillons sont complétés par 100 l d’une solution de standard interne titrée à 500 g/L de germanium. Le volume de sang total nécessaire par échantillon est de 500 l.
Appareillage L’analyse est réalisée sur un spectromètre de masse avec source d’ionisation par plasma induit haute fréquence (ICP-MS Agilent® 7500a, Agilent technologies). L’ICP-MS est pilotée par un système informatique Chemstation Agilent 7500a. Les paramètres instrumentaux sont décrits dans le Tableau 1. Les échantillons préparés sont placés sur un passeur d’échantillon de type Cetac ASX et introduits directement dans le plasma par un nébulisateur de type babington. Les tubulures du système sont rincées avec de l’acide nitrique à 0,5 % avant et après chaque injection.
Méthode de validation analytique La méthode a été validée par l’approche de l’erreur totale associée au logiciel de validation e-noval V3.0 (Arlenda® , Liège, Belgique). Cette procédure est recommandée par la Société franc ¸aise des sciences pharmaceutiques et technique (SFSTP) et est en accord avec les normes ISO17025 et ISO15189 [10—14]. Le logiciel e-noval V3.0 a permis d’évaluer la conformité de la méthode avec les exigences analytiques telles que la linéarité, la justesse, la précision, l’exactitude, les limites de détection et de quantification, l’incertitude de mesure. Ces critères ont pu être déterminés sur base des standards de validation et sont définis de la manière suivante : • une méthode analytique est considérée comme linéaire si elle est capable, à l’intérieur d’un certain intervalle de dosage, de donner des résultats directement proportionnels à la concentration de l’analyte présent dans l’échantillon [11]. Le cœfficient de corrélation (r2 ) doit être supérieur à 0,99 ; • la justesse d’une méthode analytique exprime l’étroitesse de l’accord entre la valeur moyenne obtenue à partir d’une série de mesures et la valeur qui est acceptée comme étant la valeur réelle [11]. Exprimée en termes
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
4
V. Mistretta, C. Charlier
de biais relatif, la justesse reflète l’erreur systématique. Ce biais ne doit pas dépasser 15 % ; • la précision informe sur l’erreur aléatoire. Elle est évaluée à deux niveaux : en intra-essai (répétabilité) et en inter-essai (reproductibilité) pour chaque niveau de concentration des standards de validation. Le coefficient de variation ne doit pas dépasser 15 % ; • le profil d’exactitude est basé sur l’erreur totale des mesures, à savoir les erreurs systématiques et aléatoires (l’équivalent de la justesse et de la précision, respectivement). L’erreur totale reflète l’amplitude maximale de l’erreur que l’on peut attendre dans la plupart des cas [11,15]. L’exactitude de la méthode analytique est acceptable si, dans le cas où la variabilité est la plus élevée (c’est-à-dire lorsque l’imprécision et l’inexactitude sont les plus élevées), la déviation par rapport à la valeur réelle ne dépasse pas ±30 % [16]. Cet intervalle correspond aux limites d’acceptation de la méthode. Le profil d’exactitude permet aussi de déterminer la limite inférieure de quantification (LOQ) et l’intervalle de mesures dans lequel la méthode peut être considérée comme valide. La LOQ et la limite supérieure de quantification sont définies par les intersections entre les limites de tolérance  et les limites d’acceptation [12,15]. La limite de détection est la plus petite quantité d’analyte qui peut être détectée, mais non quantifiée avec précision dans l’échantillon ; elle est égale à un tiers de la LOQ ; • l’incertitude de mesure caractérise la dispersion des valeurs qui pourraient raisonnablement être attribuées au mesurande. Elle permet de fournir une évaluation quantitative de l’erreur totale et de ses composants en une seule valeur. L’incertitude étendue représente un intervalle autour des résultats dans lequel la valeur réelle inconnue peut être observée avec un niveau de confiance de 82,5 %. L’incertitude étendue relative (%) est obtenue en divisant l’incertitude étendue par la concentration réelle correspondante et elle ne doit pas dépasser 17,5 % [15].
Application clinique Dans le cadre du suivi de patients porteurs de PHM et sur une période de 1 an, 107 dosages de cobalt ont été effectués sur des prélèvements sanguins de 98 patients (38 hommes et 60 femmes), âgés en moyenne de 60 ans. Chaque série de dosage est validée par des contrôles de qualité internes. Des contrôles de qualité externes sont également analysés 3 fois par an.
Résultats Linéarité, justesse et précision La méthode développée est linéaire de 0,5 à 50 g/L de cobalt. La relation linéaire entre les concentrations de cobalt mesurées et réelles est présentée sur la Fig. 1. Le cœfficient de corrélation (r2 ) obtenu est supérieur à 0,99. L’erreur systématique de la méthode est représentée par un biais relatif qui est inférieur à 5 % pour chaque niveau de concentration mesurée. Les biais extrêmes sont égaux à 1,13 et 4,85 % et concernent respectivement les standards
Figure 1. Linéarité des standards de validation pour le dosage du cobalt sanguin (n = 9 par concentration).
de validation à 50 et 5 g/L de cobalt. La justesse de la méthode est donc acceptable. L’ensemble des résultats sont présentés dans le Tableau 2. L’erreur aléatoire de la méthode est représentée par des cœfficients de variation (CV) qui sont inférieurs à 10 % pour chaque niveau de concentration des standards de validation testés. Ces CV sont compris entre 0,45 et 7,84 % en intraessai et entre 1,28 et 7,84 % en inter-essais. La méthode permet donc d’obtenir des mesures qui sont à la fois répétables et reproductibles, ce qui démontre une précision acceptable. L’ensemble des résultats sont présentés dans le Tableau 2.
Profil d’exactitude La méthode analytique présente une exactitude acceptable car les concentrations de cobalt mesurées pour chaque standard de validation ne dévient pas de plus de 17 % par rapport aux valeurs réelles. Cette déviation varie de minimum −9,38 % à maximum 16,54 %, ce qui définit un intervalle de tolérance  compris dans les limites d’acceptation fixées à ±30 %. La méthode est ainsi capable de quantifier avec précision des concentrations allant de 0,5 à 50 g/L de cobalt. Les intervalles de tolérance obtenus pour chacune des concentrations inclues dans cette gamme de mesure sont présentés dans le Tableau 2. Le profil d’exactitude illustré sur la Fig. 2 montre que les limites de tolérance  ne dépassent effectivement pas les limites d’acceptation. Ce profil ne met en évidence aucune intersection entre ces limites, ce qui signifie que la LOQ et la limite supérieure de quantification de la méthode sont égales aux valeurs extrêmes de la gamme de mesure testée, soit respectivement, 0,5 et 50 g/L de cobalt. La limite de détection est égale à 0,17 g/L de cobalt.
Incertitude de mesure L’incertitude de mesure calculée pour les standards de validation varie de 2,74 % (2 g/L) à 16,52 % (0,5 g/L). Les incertitudes de mesure relatives obtenues pour chacun des
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
Dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS associé aux prothèses de hanche en métal Tableau 2
5
Paramètres de validation du dosage du cobalt dans le sang.
Concentration cible (g/L)
Justesse Biais relatif (%)
Precision intra-essai CV (%)
Precision inter-essais CV (%)
Exactitude Intervalle de tolérance  (%)
Incertitude étendue relative (%)
0,50 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 10,5 15,0 50,0
4,20 2,10 −2,44 −1,52 −1,17 4,85 2,70 1,82 1,13
7,84 7,29 1,19 2,73 0,45 1,54 2,04 1,85 1,78
7,84 7,29 1,28 2,73 1,28 2,62 2,96 2,53 3,59
[−8,14 ; [−9,38 ; [−4,52 ; [−5,81 ; [−3,98 ; [−0,20 ; [−2,70 ; [−2,69 ; [−6,20 ;
16,52 15,38 2,74 5,75 2,93 5,86 6,56 5,58 8,13
16,54] 13,58] −0,37] 2,78] 1,64] 9,91] 8,09] 6,33] 8,46]
Tableau 4 Concentrations sanguines de cobalt mesurées sur une période de 1 an chez des patients porteurs de PHM. Concentrations sanguines de cobalt Prélèvements considérés
Tous (n = 107)
Ceux qui dépassent le seuil recommandé de 7 g/L de cobalt (n = 22)
Moyenne (g/L) Médiane (g/L) MinimumMaximum (g/L)
2,61 1,77 < 0,5 — 1400
29 17 7,34 — 1400
Nombre de patients : 98 ; âge moyen : 60 ans ; ratio H/F : 38/60.
Figure 2. Profil d’exactitude pour le dosage du cobalt dans le sang. Les lignes extrêmes en pointillés représentent les limites d’acceptation (±30 %), les lignes en tirets représentent l’intervalle de tolérance  et la ligne continue représente le biais relatif estimé. Les points représentent l’erreur relative des concentrations mesurées et sont représentés graphiquement par rapport à leur concentration réelle. Lorsque l’intervalle de tolérance est compris dans les limites d’acceptation, la méthode est capable de quantifier avec précision à l’intérieur de la gamme de concentration testée.
patients sont présentés, respectivement, sur la Fig. 3 et dans le Tableau 3. Dans la population de patients porteurs de PHM, la concentration sanguine moyenne de cobalt est estimée à 2,61 g/L. Ce résultat est inférieur au seuil recommandé dans ces populations qui est fixé à 7 g/L de cobalt sanguin [17]. La proportion de dosages supérieurs à ce seuil est de 20 % avec des extrêmes allant de 7,34 à 1400 g/L et une médiane égale à 17 g/L. Ces résultats sont présentés dans le Tableau 4.
9 standards de validation testés sont présentées dans le Tableau 2.
Discussion Application clinique Les résultats des contrôles de qualité internes et externes qui ont permis de valider les dosages des échantillons de
Tableau 3
La méthode développée pour le dosage du cobalt sanguin présente des critères de validation analytiques acceptables et permet la quantification correcte de contrôles
Résultats de contrôles de qualité externes. Concentration de cobalt (g/L)
Contrôle QMEQAS 1 Contrôle QMEQAS 2 Contrôle QMEQAS 3
Z-score
Cible
Mesure
Écart accepté
1,07 5,12 0,63
1,17 5,08 0,63
0,68—1,45 4,13—6,13 0,31—0,94
0,55 −0,08 0,00
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
6
V. Mistretta, C. Charlier
Figure 3.
Graphique de Levey-Jennings de la mesure du cobalt dans des contrôles de qualité internes en fonction du temps.
de qualité internes et externes. La procédure de validation utilisée est une approche originale permettant d’obtenir un profil d’exactitude et d’évaluer l’incertitude de mesure requise par les organismes de certification, selon les normes ISO 15189 et ISO 17025. Le profil d’exactitude mesure l’erreur totale sur base des intervalles de tolérance . La méthode ainsi validée est appliquée au sein de notre laboratoire pour la surveillance des patients, principalement ceux porteurs de PHM. Chez ces derniers, le dosage du cobalt permet de surveiller l’innocuité de la prothèse et de prévenir la survenue d’effets toxiques dus au cobalt. Le cobalt libéré à partir des PHM peut induire une toxicité locale pouvant se manifester principalement par une métallose, une réaction d’hypersensibilité ou une tumeur bénigne. La métallose correspond à une accumulation de débris métalliques dans les tissus situés à proximité de l’implant. Elle est due à une usure anormale de la prothèse et est visible par imagerie médicale. La réaction d’hypersensibilité est due à une activation par les métaux de lymphocytes périvasculaires et de macrophages qui induisent des ulcérations de surface, suivies d’inflammation tissulaire, de douleurs, d’abcès. . . Ce phénomène est décrit comme une « vascularite associée à une lésion lymphoïde atypique ». L’apparition d’une tumeur, appelée aussi pseudotumeur, peut être causée par des débris d’usure, un descellement ou une infection. Elle est, en général, d’aspect kystique et peut se développer aussi avec des prothèses non métalliques. D’autres manifestations indésirables peuvent survenir, tels qu’un épanchement articulaire, une ostéolyse et une nécrose des tissus environnant la PHM [3,18]. Ces effets toxiques à court-terme ne surviennent en général pas en-dessous de 10 g/L de cobalt sanguin [19]. Sur le long terme, les conséquences biologiques dues à un taux élevé de cobalt circulant sont peu connues. Les risques avancés sont organiques, carcinologiques et pour la descendance, mais ils ne reposent sur aucune donnée épidémiologique et sur très peu de cas scientifiques rapportés [20]. Parmi ces cas, quelques rares ont mis en évidence des symptômes de toxicité systémique similaires à ceux décrits chez les travailleurs professionnellement exposés au cobalt, à savoir : polycythémie, hypothyroïdie, cardiomyopathie, neuropathie périphérique, cécité et surdité. L’ensemble des symptômes liés au système nerveux peuvent être qualifiés de « cobaltisme arthroprothétique » [21—24]. D’après les quelques cas rapportés dans la littérature scientifique, ces
effets systémiques, dont les plus précoces sont les troubles hématologiques et thyroïdiens, ne surviennent généralement pas au-dessous de 100 g/L, voire 300 g/L de cobalt sanguin [25]. Concernant le risque cancérogène, plusieurs études ont démontré qu’il n’est pas significativement différent de celui de la population générale [3,26,27]. Le risque pour la descendance serait lié au passage transplacentaire du cobalt au cours de la grossesse, mais il reste théorique. À ce jour, aucune étude n’a mis en évidence d’effets indésirables chez des nouveaux-nés de mères porteuses de PHM [18,20,28,29]. Par principe de précaution, il est néanmoins préférable d’opter pour une prothèse non métallique chez les femmes en âge de procréer. Il en est de même pour les patients allergiques aux métaux et pour ceux atteints d’une insuffisance rénale [20]. Pour ces patients en particulier, il existe un risque théorique d’accumulation toxique du cobalt étant donné qu’il est éliminé par les reins. Ce risque d’accumulation n’a, cependant, jamais été observé [3]. Outre l’intérêt de limiter les risques de toxicité, le dosage du cobalt peut servir d’indicateur de performance de la PHM en complément d’examens clinique et radiographique [7—9]. Une concentration sanguine de cobalt supérieure à 7 g/L témoigne d’une usure anormale de l’implant. Cette usure peut être due à un défaut de fonctionnement de la prothèse lié à son orientation ou à sa conception [7]. Les résultats obtenus sur les prélèvements effectués sur notre population de 98 patients porteurs de PHM mettent en évidence une concentration sanguine moyenne de cobalt égale à 2,61 g/L. Cette moyenne est en accord avec d’autres études réalisées chez des patients porteurs de PHM pour lesquels le taux de cobalt sanguin se situait au-dessous de 10 g/L [30]. Il a également été constaté que 20 % des dosages effectués sont supérieurs au seuil recommandé de 7 g/L de cobalt sanguin (min. : 7,34 g/L ; max. : 1400 g/L ; médiane à 17 g/L). Un pourcentage équivalent a été rapporté dans des études de population similaire [31]. Cette valeur seuil de 7 g/L de cobalt est celle recommandée par le Medicines and healthcare products regulatory agency (MHRA, Royaume-Uni) et l’Agence fédérale des médicaments et des produits de santé (AFMPS, Belgique) [17]. Elle est plus élevée que celles établies pour la population générale et pour les travailleurs professionnellement exposés, respectivement de 0,8 g/L et 1 g/L de cobalt sanguin [32]. La concentration
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
Dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS associé aux prothèses de hanche en métal sanguine de cobalt mesurée chez les patients porteurs de PHM est significativement plus élevée que celle de la population générale. La concentration sanguine de cobalt rapportée chez 106 volontaires sains sans PHM varie entre 0,20 (5e percentile) et 0,63 g/L (95e percentile) [33]. La différence entre le seuil industriel et celui des porteurs de PHM peut s’expliquer par le risque de toxicité respiratoire, notamment celui de cancer bronchopulmonaire, qui est présent uniquement chez les travailleurs exposés au cobalt. Pour les patients porteurs de PHM, le premier consensus européen et multidisciplinaire s’est accordé à une valeur de cobalt sanguin inférieure à 2 g/L comme assurément sans risque clinique. En revanche, à partir de 2 à 7 g/L (seuil exact non établi), un risque de réaction indésirable au niveau des tissus mous ne peut être écarté. Enfin, ce consensus recommande d’envisager une reprise chirurgicale de la prothèse lorsque la concentration sanguine de cobalt dépasse 20 g/L, en raison du risque d’ostéolyse, de nécrose tissulaire et d’effets à long terme sur la santé [34]. Les recommandations actuelles s’accordent donc pour conseiller un contrôle régulier du patient porteur de PHM durant lequel doivent être réalisés un examen clinique, un examen radiologique et un dosage du cobalt sanguin. Si une de ces trois investigations s’avère anormale, des examens complémentaires doivent être effectués, comme par exemple une échographie, et des visites de contrôle supplémentaires doivent être programmées [17,34]. Le taux de cobalt circulant est donc un critère reconnu pour le suivi des patients porteurs de PHM, mais pris isolément, il n’est pas suffisant pour décider d’une reprise chirurgicale [35—37].
Conclusion La méthode analytique validée pour le dosage du cobalt sanguin a été appliquée au suivi de patients porteurs de PHM. L’évaluation de la concentration sanguine de cobalt chez ces patients permet de limiter le risque de toxicité locale, telle que l’apparition de métallose ou de réaction d’hypersensibilité et le risque plus rare de toxicité systémique. La concentration sanguine de cobalt peut également être un indicateur, parmi d’autres, de révision et de remplacement des PHM. Pour ces raisons, il est recommandé d’associer le dosage du cobalt sanguin aux examens clinique et radiologique effectués dans le cadre du suivi des patients porteurs de PHM.
Déclaration d’intérêts Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.
Références [1] Caton J, Papin P. Typologie et épidémiologie des prothèses totales de hanche en France. E-Mem Acad Natl Chir 2012;11(2):1—7. [2] Christofilopoulos P, Lübbeke A, Peter R, Hoffmeyer P. Le point sur la prothèse totale de hanche. Rev Med Suisse 2010;6:2454—8.
7
[3] Valcu CA, Perdreau A, Wouters A, Gillet P. Les inquiétudes liées au couple métal-métal dans les prothèses totales de hanche sont-elles fondées en 2012 ? Rev Med Liege 2013;68(1):32—7. [4] Lauwerys R. Toxicologie industrielle et intoxications professionnelles. Masson, 5e éd.; 2007. [5] Simonsen LO, Harbak H, Bennekou P. Cobalt metabolism and toxicology: a brief update. Sci Total Environ 2012;432: 210—5. [6] Hart AJ, Quinn PD, Lali F, Sampson B, Skinner JA, Powell JJ, et al. Cobalt from metal-on-metal hip replacements may be the clinically relevant active agent responsible for periprosthetic tissue reactions. Acta Biomater 2012;8:3865—73. [7] Schiopu D, Girard J, Soenen M, Krantz N, Migaud H. Intérêt de la mesure des ions sanguins métalliques pour la détection d’une anomalie de fonctionnement d’une prothèse de hanche à couple de frottement en métal céramisé. Rev Chir Orthop Traumatol 2010;96:88—92. [8] Hartmann A, Hannemann F, Lützner J, Seidler A, Drexler H, Günther KP, et al. Metal ion concentrations in body fluids after implantation of hip replacements with metal-on-metal bearing — systematic review of clinical and epidemiological studies. PLoS One 2013;8(8):1—25. [9] Sidaginamale RP, Joyce TJ, Lord JK, Jefferson R, Blain PG, Nargol AVF, et al. Blood metal ion testing is an effective screening tool to identify poorly performing metal-on-metal bearing surfaces. Bone Joint Res 2013;2(5):84—95. [10] Hubert P, Nguyen-Huu JJ, Boulanger B, Chapuzet E, Chiap P, Cohen N, et al. Harmonization of strategies for the validation of quantitative analytical procedures: a SFSTP proposal-part I. J Pharm Biomed Anal 2004;36:579—86. [11] Hubert P, Nguyen-Huu JJ, Boulanger B, Chapuzet E, Chiap P, Cohen N, et al. Harmonization of strategies for the validation of quantitative analytical procedures. A SFSTP proposal-part II. J Pharm Biomed Anal 2007;45:70—81. [12] Hubert P, Nguyen-Huu JJ, Boulanger B, Chapuzet E, Cohen N, Compagnon PA, et al. Harmonization of strategies for the validation of quantitative analytical procedures. A SFSTP proposal-part III. J Pharm Biomed Anal 2007;45:82—96. [13] International Organization for Standardization, ISO/IEC 17025. General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. Geneva: International Organization for Standardization; 2005. [14] International Organization for Standardization, ISO 15189. Medical laboratories — particular requirements for quality and competence. Geneva: International Organization for Standardization; 2012. [15] Rozet E, Ceccato A, Hubert C, Ziemons E, Oprean R, Rudaz S, et al. Analysis of recent pharmaceutical regulatory documents on analytical method validation. J Chromatogr A 2007;1158:111—25. [16] Viswanathan CT, Bansal S, Booth B, DeStefano AJ, Rose MJ, Sailstad J, et al. Quantitative bioanalytical methods validation and implementation: best practices for chromatographic and ligand binding assays. Pharm Res 2007;24:1962—73. [17] Document consulté sur le site http://www.AFMPS.be/, le 29 août 2014. [18] Delaunay C, Petit I, Learmonth ID, Oger P, Vendittoli PA. Metal-on-metal bearings total hip arthroplasty: the cobalt and chromium ions release concern. Orthop Traumatol Surg Res 2010;96(8):894—904. [19] Langton J, Sidaginamale RP, Joyce TJ, Natu S, Blain P, Jefferson RD, et al. The clinical implications of elevated blood metal ion concentrations in asymptomatic patients with MoM hip resurfacings: a cohort study. BMJ Open 2013;3: 1—10. [20] Triclot P. Lec ¸ons à tirer de l’étude toxicologique d’une série continue de prothèses totales de hanche à couple métal-métal. Rev Chir Orthop Traumatol 2011;97S:9—12.
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003
Modele + TOXAC-55; No. of Pages 8
ARTICLE IN PRESS
8
V. Mistretta, C. Charlier
[21] Apostoli P, Catalani S, Zaghini A, Mariotti A, Poliani PL, Vielmi V, et al. High doses of cobalt induce optic and auditory neuropathy. Exp Toxicol Pathol 2013;65(6):719—27. [22] Catalani S, Rizzetti MC, Padovani A, Apostoli P. Neurotoxicity of cobalt. Hum Exp Toxicol 2012;31:421—37. [23] Dijkman MA, De Vries I, Mulder-Spijkerboer H, Meulenbelt J. Cobalt poisoning due to metal-on-metal hip implants. Ned Tijdschr Geneeskd 2012;156(42):A4983. [24] Pelclova D, Sklensky M, Janicek P, Lach K. Severe cobalt intoxication following hip replacement revision: clinical features and outcome. Clin Toxicol (Phila) 2012;50(4):262—5. [25] Paustenbach DJ, Tvermoes BE, Unice KM, Finley BL, Kerger BD. A review of the health hazards posed by cobalt. Crit Rev Toxicol 2013;43(4):316—62. [26] Brewster DH, Stockton DL, Reekie A, Ashcroft GP, Howie CR, Porter DE, et al. Risk of cancer following primary total hip replacement or primary resurfacing arthroplasty of the hip: a retrospective cohort study in Scotland. Br J Cancer 2013;108(9):1883—90. [27] Tharani R, Dorey FJ, Schmalzried TP. The risk of cancer following total hip or knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am 2001;83:774—80. [28] DeSouza RM, Wallace D, Costa ML, Krikler SJ. Transplacental passage of metal ions in women with hip resurfacing: no teratogenic effects observed. Hip Int 2012;22(1): 96—9. [29] Fritzsche J, Borisch C, Schaefer C. Case report: high chromium and cobalt levels in a pregnant patient with bilateral
[30]
[31] [32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
metal-on-metal hip arthroplasties. Clin Orthop Relat Res 2012;470(8):2325—31. Paustenbach DJ, Galbraith DA, Finley BL. Interpreting cobalt blood concentrations in hip implant patients. Clin Toxicol (Phila) 2014;52(2):98—112. Cohen D. How safe are metal-on-metal hip implants? BMJ 2012;344:e1410. Base de données Biotox : cobalt et composés minéraux. Consulté sur le site : http://www.INRS.fr/, le 10 septembre 2014. Cesbron A, Saussereau E, Mahieu L, Couland I, Guerbet M, Goullé JP. Metallic profile of whole blood and plasma in a series of 106 healthy volunteers. J Anal Toxicol 2013;37(7):401—5. Hannemann F, Hartmann A, Schmitt J, Lützner J, Seidler A, Campbell P, et al. European multidisciplinary consensus statement on the use and monitoring of metal-on-metal bearings for total hip replacement and hip resurfacing. Orthop Traumatol Surg Res 2013;99(3):263—71. Griffin WL, Fehring TK, Kudrna JC, Schmidt RH, Christie MJ, Odum SM, et al. Are metal ion levels a useful trigger for surgical intervention? J Arthroplasty 2012;27(8 Suppl.):32—6. Randelli F, Banci L, Favilla S, Maglione D, Aliprandi A. Radiographically undetectable periprosthetic osteolysis with ASR implants: the implication of blood metal ions. J Arthroplasty 2013;28(8):1259—64. Wretenberg P. Good function but very high concentrations of cobalt and chromium ions in blood 37 years after metal-onmetal total hip arthroplasy. Med Devices (Auckl) 2008;1:31—2.
Pour citer cet article : Mistretta V, Charlier C. Le dosage du cobalt dans le sang par ICP-MS : application aux patients porteurs de prothèses de hanche en métal. Toxicologie Analytique & Clinique (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.toxac.2015.02.003