Oxidační stres a chirurgické zotavení

Toto je randomizovaná, dvojitě zaslepená, placebem kontrolovaná intervenční pilotní studie u 20 pacientů podstupujících první totální endoprotézu kyčelního kloubu (THA) pro chronickou osteoartrózu ve Stanford Medicine. Výzkumníci budou prověřovat, zapisovat a shromažďovat biologická a behaviorální data od 20 účastníků, jak je uvedeno v předchozích observačních a intervenčních klinických studiích provedených v úzké spolupráci s oddělením ortopedické chirurgie. Zejména jsou zavedeny standardní operační postupy pro screening, nábor, laboratorní hodnocení a sběr klinických dat, včetně screeningu způsobilosti prostřednictvím EPIC (EHR) před předoperační návštěvou pacienta, koordinovaného náboru a souhlasu během předoperační návštěvy včetně souvisejících se studií. laboratorní práce, další předoperační vyšetření po návštěvě (např. vzdálené vyplňování dotazníků a přímý import výsledků do REDCap) a sledování procesu sběru a ukládání dat v reálném čase (např. včetně telefonických/e-mailových připomenutí, pokud data chybí).

Opakovaná hodnocení bolesti, fyzických funkcí a analgetik budou prováděna před operací, denně v pooperační dny 1-3 a poté dvakrát týdně v pooperačních týdnech 1-6. Delirium bude měřeno ve dnech 1-3 během in- NEMOCNICE. Další údaje budou zahrnovat demografické údaje (věk, BMI, pohlaví, rasa a etnický původ), údaje o chirurgických/anestezii (např. trvání) a lékařskou/lékavou anamnézu.

Vzorky periferní krve budou odebrány před operací a 1 hodinu a 24 hodin po operaci na základě naší předchozí studie, která ukazuje, že aktivace monocytů (včetně signalizačních odpovědí STAT3, CREB a NFkB v CD14+CD16- monocytech) brzy po operaci silně koreluje se zpožděným ústupem bolesti a funkčním poškození. Vzorky vydechovaného dechu budou odebírány během operace před incizí a při uzavření rány a také 1 a 24 hodin po operaci.

Infuze N-acetylcysteinu: Nasycovací dávka 50 mg/kg bude zahájena jako 1-hodinová infuze před chirurgickým řezem a bude následovat udržovací dávka 50 mg/kg podaná během 4 hodin. Jedná se o standardní dávkovací paradigma, které je bezpečné při intraoperačním použití a zřídka způsobuje významné nežádoucí účinky (zejména alergické reakce).

Operace a anestezie: Účastníci podstoupí jednostrannou endoprotézu kyčelního kloubu, kterou provedou tři chirurgové za použití stejného přístupu. Anesteziologická a perioperační léčba pacientů je standardizovaná a řídí se doporučeními založenými na ERAS.

Opatření: K posouzení bolesti, interference bolesti a funkce postiženého a operovaného kloubu budou použity dobře ověřené nástroje, včetně indexu osteoartrózy Western Ontario a McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) upraveného pro pacienty podstupující operaci kloubů dolních končetin, Brief Pain Inventory (BPI). ) a Surgical Recovery Scale (SRS). Spotřeba opioidů bude kvantifikována jako intravenózní ekvivalenty hydromorfonu (miligram/den) pomocí široce uznávaných konverzních tabulek pro opiáty.

Analýza vzorku: Krev a plazma budou odebrány a zpracovány pro analýzu pomocí hmotnostní cytometrie, jak bylo popsáno výše. Bude použit 39parametrový panel lidských protilátek CyTOF, který umožní současnou analýzu 1) všech hlavních fenotypů imunitních buněk 2) endogenních intracelulárních signálních odpovědí (včetně signálu pSTAT3, pCREB a pNF-kB) a 3) intracelulárních markerů reaktivních aldehydy (tj. 4-HNE a MDA signál).

Vzorky dechu budou analyzovány na aldehydy včetně formaldehydu, krotenaldehydu a benzaldehydu pomocí hmotnostní spektroskopie v laboratoři Dr. Grosse.

Vzorky plazmy budou analyzovány na volné MDA a 4-HNE ve výchozích, 1 a 24hodinových vzorcích plazmy v laboratoři Dr. Clarka.

Analýza a modelování dat o výsledcích: Výsledky, které si sami oznámili, budou analyzovány pomocí ověřených modelů spojených s každým výsledkem, aby se získal kvantifikovaný a normalizovaný počet související s obnovou. 60Hz aktigrafická data budou nejprve vytěžena pro vzory spojené s každodenními aktivitami (např. počet kroků) a úrovně intenzity. Dále bude pro každou proměnnou stanovena základní linie pomocí dat shromážděných během operace a před operací. Všechny proměnné budou normalizovány na tuto základní linii, aby se zohlednily účinky specifické pro pacienta. Nakonec bude k modelování celého souboru dat aktigrafie použit vícerozměrný lineární model (s dny uplynulými od operace jako proměnná odezvy). Oblast pod příslušnou křivkou zotavení každého pacienta podle tohoto modelu bude použita jako objektivní výsledek zotavení. V našich předběžných studiích (data neuvedena) bylo zjištěno, že tento výsledek koreluje s několika aspekty imunitního systému.

Analýza a modelování dat CyTOF: Velký počet datových bodů (miliony buněk na pacienta) a měřených proměnných (desítky signálních drah ve stovkách typů buněk) představují jedinečné výpočetní problémy, které nelze řešit pomocí tradičních bioinformatických nástrojů. Výzkumníci vyvinou Bayesovský rámec, který bude kombinovat apriorní znalosti imunitního systému s nejmodernějším profilováním hmotnostní cytometrie, aby vytvořil prediktivní model signálních reakcí vrozených a adaptivních imunitních buněk pro každý z výsledků obnovy.