Alterations in Muscle After Total Knee Arthroplasty
7. června 2021 aktualizováno: University of Colorado, Denver
Alterations in Skeletal Muscle Gene Expression Following Total Knee Arthroplasty
The overall goals of this work are: 1) to elucidate alterations in gene expression and downstream protein synthesis 2 weeks after Total Knee Arthroplasty (TKA) to better explain quadriceps muscle atrophy after TKA and 2) understand the mechanisms responsible for improved maintenance of muscle strength with Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) utilization.
Furthermore, this investigation seeks to expand previous findings regarding attenuation of strength and functional performance deficits with NMES application to better understand how altered gene expression influences muscle function.
Přehled studie
Postavení
Dokončeno
Podmínky
Typ studie
Intervenční
Zápis (Očekávaný)
20
Fáze
- Nelze použít
Kontakty a umístění
Tato část poskytuje kontaktní údaje pro ty, kteří studii provádějí, a informace o tom, kde se tato studie provádí.
Studijní místa
-
-
Colorado
-
Aurora, Colorado, Spojené státy, 80045
- University of Colorado School of Medicine
-
Aurora, Colorado, Spojené státy, 80045
- Univeristy of Colorado Anschutz Medical Campus
-
-
Kritéria účasti
Výzkumníci hledají lidi, kteří odpovídají určitému popisu, kterému se říká kritéria způsobilosti. Některé příklady těchto kritérií jsou celkový zdravotní stav osoby nebo předchozí léčba.
Kritéria způsobilosti
Věk způsobilý ke studiu
50 let až 75 let (Dospělý, Starší dospělý)
Přijímá zdravé dobrovolníky
Ne
Pohlaví způsobilá ke studiu
Všechno
Popis
Inclusion Criteria:
- 50 to 75 years of age
- Scheduled for unilateral TKA at University of Colorado Hospital
- Diagnosed with osteoarthritis
- Cognitive status that allows patients to consistently comprehend and repeat back directions regarding the details of the study
Exclusion Criteria:
- Neurological, vascular or cardiac problems that significantly limit function
- BMI > 35
- Testosterone supplementation
- Pregnancy
- Anticoagulant therapy
Studijní plán
Tato část poskytuje podrobnosti o studijním plánu, včetně toho, jak je studie navržena a co studie měří.
Jak je studie koncipována?
Detaily designu
- Primární účel: Léčba
- Přidělení: Randomizované
- Intervenční model: Paralelní přiřazení
- Maskování: Singl
Zbraně a zásahy
Skupina účastníků / Arm |
Intervence / Léčba |
|---|---|
|
Experimentální: Neuromuscular Electrical Stimulation
Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) 48 hours after TKA, 5x/week, 2x/day, for 45 minutes/session. Standard Rehabilitation Protocol |
5x/week, 2x/day, for 45 minutes/session
Standard physical therapy after TKA
|
|
Aktivní komparátor: Control
Standard Rehabilitation Protocol
|
Standard physical therapy after TKA
|
Co je měření studie?
Primární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Catabolic gene expression
Časové okno: Change in gene expression from immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
Standard procedures including total RNA isolation, cDNA synthesis, cRNA labeling, microarray hybridization and image acquisition will be performed.
Protein content (translation of MAFbx, MuRF1, myostatin) will be analyzed.
Total RNA (500 ng) will be reverse transcribed with the iScript cDNA synthesis kit (Bio-Rad, Hercules, CA), and quantitative PCR will be performed using primer sets for genes of interest, reference genes and iQ SYBR Supermix (Bio-Rad) following manufacturer's protocols.
|
Change in gene expression from immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
Sekundární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Changes in quadriceps strength
Časové okno: 3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
Isometric quadriceps strength will be using a doublet interpolation test performed by research assistants blinded to participants' treatment randomization.
Briefly, patients will be seated and stabilized in a HUMAC NORM (Computer Sports Medicine Incorporated, Stoughton, MA) dynamometer with their knee flexed to 60 degrees.
After proper warm up, patients will be asked to perform a maximum voluntary isometric contraction of their quadriceps while receiving verbal reinforcement.
|
3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
|
Changes in quadriceps size
Časové okno: 3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
Peripheral Quantitative Computed Tomography scans of the distal femur will be used to assess the changes in quadriceps muscle morphology quantitatively.
The maximal cross-sectional area of the quadriceps will be determined prior to TKA and ~14 days after TKA by manually placing the scanner at a line marked on the vastus lateralis one third of the distance between the greater trochanter and the lateral epicondyle of the femur.
The pQCT software will analyze the image and calculate muscle cross-sectional area.
A previous investigation by Cramer, et al. validated the pQCT to measurement of muscle cross-sectional area by comparison to MRI and (R2 values of 0.979 and 0.983).
In addition, the use of the pQCT to measure muscle cross sectional area had high test-retest reliability, with ICC values of 0.996 and 0.998.
|
3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
|
Changes in quadriceps activation
Časové okno: 3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
Isometric quadriceps activation testing will be using a doublet interpolation test performed by research assistants blinded to participants' treatment randomization.
Briefly, patients will be seated and stabilized in a HUMAC NORM (Computer Sports Medicine Incorporated, Stoughton, MA) dynamometer with their knee flexed to 60 degrees.
After proper warm up, patients will be asked to perform a maximum voluntary isometric contraction of their quadriceps while receiving verbal reinforcement.
During the contraction, a 2 pulse, 600 µs duration/pulse, supramaximal 100Hz stimulus will be delivered to the muscle to assess whether the subject is indeed maximally contracting the quadriceps muscle and again at rest.
|
3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
|
Functional Performance Measures (4 meter walk test, timed up and go, stair climbing test)
Časové okno: 3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
The timed Stair Climbing Test (SCT) places a high demand on the quadriceps and therefore measures a higher level of function and, therefore, minimizes the possibility of a ceiling effect.
The SCT has been shown to significantly correlate to the Timed Up and Go (TUG).
The TUG measures the time it takes a patient to rise from an arm chair (seat height of 46 cm), walk 3 m, turn and return to sitting in the same chair without physical assistance.25
This test has excellent inter-rater (ICC=0.99)
and intra-rater reliability (ICC=0.99),
as measured in a group of 60 functionally disabled older adults (mean age 80 years).25
The 4 meter Walk Test (4mWT) will be assessed at the fastest safe speed for each participant.
|
3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
|
Anabolic Gene Expression
Časové okno: Immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
Standard procedures including total RNA isolation, cDNA synthesis, cRNA labeling, microarray hybridization and image acquisition will be performed.
Protein content (translation of mTOR, myogenin, and MyoD) will be analyzed.
Total RNA (500 ng) will be reverse transcribed with the iScript cDNA synthesis kit (Bio-Rad, Hercules, CA), and quantitative PCR will be performed using primer sets for genes of interest, reference genes and iQ SYBR Supermix (Bio-Rad) following manufacturer's protocols.
|
Immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
|
Muscle Fiber Cross-Sectional Area
Časové okno: Immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
Cross sectional area of individual myofibrils taken from the vastus lateralis muscle using immunohistochemical staining and microscopy to determine change in cross sectional area comparing one hour before surgery to two weeks after surgery
|
Immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
|
Changes in neural cell adhesion molecule (NCAM) concentration
Časové okno: Preop and 2 weeks postop
|
NCAM will be assessed by immunohistochemistry with anti-CD56/NCAM antibody (555514; BD Biosciences, San Jose, CA), followed by goat anti-mouse AF555 (A-21127, ThermoFisher).
NCAM is a multifunctional cell-surface protein that has been shown to be associated with muscle regeneration, through its roles in neurite outgrowth and synaptic plasticity.
NCAM immunohistochemistry will be able to assess 1) denervation status, 2) skeletal muscle response to an intervention, and 3) the capacity for skeletal muscle to improve.
|
Preop and 2 weeks postop
|
Spolupracovníci a vyšetřovatelé
Zde najdete lidi a organizace zapojené do této studie.
Sponzor
Vyšetřovatelé
- Vrchní vyšetřovatel: Victor Cheuy, PhD, University of Colorado, Denver
Termíny studijních záznamů
Tato data sledují průběh záznamů studie a předkládání souhrnných výsledků na ClinicalTrials.gov. Záznamy ze studií a hlášené výsledky jsou před zveřejněním na veřejné webové stránce přezkoumány Národní lékařskou knihovnou (NLM), aby se ujistily, že splňují specifické standardy kontroly kvality.
Hlavní termíny studia
Začátek studia
1. října 2014
Primární dokončení (Aktuální)
9. března 2020
Dokončení studie (Aktuální)
9. března 2020
Termíny zápisu do studia
První předloženo
7. října 2014
První předloženo, které splnilo kritéria kontroly kvality
30. října 2014
První zveřejněno (Odhad)
4. listopadu 2014
Aktualizace studijních záznamů
Poslední zveřejněná aktualizace (Aktuální)
9. června 2021
Odeslaná poslední aktualizace, která splnila kritéria kontroly kvality
7. června 2021
Naposledy ověřeno
1. června 2021
Více informací
Termíny související s touto studií
Klíčová slova
Další relevantní podmínky MeSH
Další identifikační čísla studie
- 14-0905
Tyto informace byly beze změn načteny přímo z webu clinicaltrials.gov. Máte-li jakékoli požadavky na změnu, odstranění nebo aktualizaci podrobností studie, kontaktujte prosím register@clinicaltrials.gov. Jakmile bude změna implementována na clinicaltrials.gov, bude automaticky aktualizována i na našem webu .