Klinische Studie zur Behandlung von diabetischen Fußgeschwüren mit einem Stickoxid freisetzenden Pflaster: PATHON

Hintergrund

Diabetes mellitus (DM) ist aufgrund seiner hohen Prävalenz und enormen sozialen und wirtschaftlichen Folgen eines der wichtigsten Probleme der öffentlichen Gesundheit mit weltweiten Auswirkungen. Es wird angenommen, dass es mehr als 135 Millionen Diabetiker gibt, und es wird erwartet, dass diese Zahl in den nächsten 25 Jahren auf 300 Millionen ansteigen wird (30 % in entwickelten und 70 % in Entwicklungsländern) [1;2].

Diese Epidemie hängt mit mehreren Faktoren wie der ethnischen Zugehörigkeit, der längeren Lebenserwartung und dem epidemiologischen und ernährungsphysiologischen Wandel in Entwicklungsländern aufgrund des Urbanisierungsprozesses zusammen, der zu Fettleibigkeit und Sesshaftigkeit führt [3;4]. In Kolumbien zeigten die grundlegenden Gesundheitsindikatoren von 2002 eine DM-Prävalenz von 2 %. Es wird jedoch angenommen, dass diese Zahlen unterschätzt werden [5]. Diabetische Fußulzera (DFU) sind eine der chronischen Folgen von DM, die die wichtigste Ursache für nicht-traumatische Amputationen der unteren Extremitäten (IL) darstellen und mit hohen menschlichen, sozialen und wirtschaftlichen Kosten verbunden sind [6-11]. Es wird geschätzt, dass etwa 15 % der diabetischen Bevölkerung irgendwann in ihrem Leben eine DFU entwickeln [12-16].

DFU ist eine Folge von zwei der häufigsten chronischen Komplikationen von DM: Periphere Neuropathie und vaskuläre Insuffizienz [12]. Die Kombination dieser Faktoren in Verbindung mit mechanischen äußeren und inneren Aggressionen, wie Fußknochendeformationen, löst die Bildung von Geschwüren aus. Diese polyfaktorielle Ätiopathologie erklärt den multidisziplinären Ansatz, der für diese Krankheit erforderlich ist [17-19].

Die Früherkennung von Risikofaktoren für DFU kann deren Auftreten verhindern [20-28]. Aus diesem Grund wirken sich die Überwachung neuropathischer, vaskulärer und Muskel-Skelett-Funktionen [29], die Stärkung der Selbstversorgung [30], die Kontrolle des Blutzuckerspiegels und die Prävention traumatischer Fußläsionen [31-34] positiv aus die Vorbeugung dieser Pathologie.

Der Wundheilungsprozess beinhaltet die Interaktion mehrerer Zellgruppen, extrazellulärer Matrixmoleküle und Wachstumsfaktoren [35] und wird durch Gefäßinsuffizienz, die Schwere der Läsion und das Vorhandensein einer Infektion beeinflusst [18;36].

Bei Diabetikern wurden Störungen des Immunsystems und des Wundheilungsmechanismus beschrieben [37]. Diese Veränderung der Immunantwort ist gekennzeichnet durch eine Abnahme der Adhärenz von Leukozyten am Kapillarendothel, Chemotaxisschäden und eine Verringerung der Fähigkeit polymorphkerniger Zellen, Bakterien zu phagozytieren und zu zerstören, aufgrund einer geringen Produktion von Stickstoffmonoxid (NO) [38 ;39]. Diabetiker zeigen auch eine Verringerung der Fibroblastenaktivität, die durch die Nichtverfügbarkeit von Glukose für den aeroben Stoffwechsel hervorgerufen wird, was zu einer unzureichenden Proliferation von fibrösem Kollagengewebe führt [40]. Das Ungleichgewicht in diesen Prozessen wurde als Hauptursache für das Auftreten und die Persistenz von DFU beschrieben [41].

Alternative Therapien für DFU wurden vorgeschlagen, wie Tissue Engineering, Wachstumsfaktoren, hyperbare Sauerstofftherapie [42;43] und Ketanserin [44;45]. Es wurden auch verschiedene Arten von Produkten verwendet, um die Wunde trocken und bedeckt zu halten (Hydrogele, Hydrokolloide, Alginate und Schäume [46], jedoch gibt es keine wirksame Behandlung für diese Pathologie [47;48].

Unter normalen Bedingungen wird NO kontinuierlich produziert [49] und ist eng mit vielen physiologischen Prozessen verbunden, darunter der Wundheilung. Es wurde beschrieben, dass NO die Kollagensynthese stimuliert [50], die Freisetzung von chemotaktischen Zytokinen auslöst [51] und eine wichtige mikrobizide Wirkung hat, indem es in die enzymatischen Prozesse der bakteriellen mitochondrialen Atmungskette eingreift [52]. Es erhöht auch die Durchlässigkeit der Blutgefäße [53-56], fördert die angiogene Aktivität und stimuliert die Freisetzung epidermaler Wachstumsfaktoren [57;58].

Verschiedene Studien, die an Mausmodellen durchgeführt wurden, haben die Rolle von NO im Heilungsprozess gezeigt. Die Konzentrationen der Stoffwechselendprodukte von NO (Nitrit und Nitrat) steigen während der ersten zwei Tage stärker an als danach in der Flüssigkeit, die aus den Schwämmen gewonnen wurde, die zuvor in das Unterhautgewebe von Wunden gesunder Probanden eingebracht wurden [59], eine Erhöhung, die nicht beobachtet wird bei Diabetikern [60], was auf eine Beeinträchtigung der kutanen Produktion von NO bei Diabetikern hindeutet. Die topische Anwendung von NO beschleunigt den Wundheilungsprozess von Exzisionswunden, während NO-Inhibitoren die Heilungszeit dieser Läsionen verlängern [61;62]. Der Einsatz von kolloidalen NO-Donatoren bei Diabetikern zeigt eine adäquate Granulation und Wundschließung [63;64].

Unsere Erfahrung in der Behandlung der kutanen Leishmaniose mit s-Nitroso-N-Acetylpenicillamin (SNAP), einem NO-Donor, zeigt eine günstige Wirkung ohne Nebenwirkungen [65]. Darüber hinaus wird eine klinische Studie durchgeführt, um die Wirksamkeit eines Pflasters mit kontrollierter NO-Freisetzung bei der Behandlung von kutaner Leishmaniose zu untersuchen [66]. Derzeit gibt es keine Studien mit topischen NO-Donatoren bei Menschen mit diabetischen Geschwüren. Obwohl die Verwendung von NO-Spendern bei gesunden Freiwilligen eine angemessene NO-Diffusionsrate zur Dermis und eine Erhöhung des mikrokapillaren Blutflusses gezeigt hat [67], hat sich diese Methode aufgrund der kurzen Halbwertszeit und Freisetzungsspanne von NO als nicht wirksam erwiesen [68].

Diese Schwierigkeit bei der Kontrolle der Stabilität und Freisetzung von NO hat zur Entwicklung eines neuen NO-Freisetzungspflasters (NOP) geführt. Dieses Gerät, hergestellt durch die Elektrospinntechnik [69], ist ein mehrschichtiges polymeres transdermales Pflaster, in dem die Hauptkomponenten stabilisiert und in Nanofasern eingekapselt sind, was eine konstante NO-Freisetzung bei seiner Hydratation garantiert.

Da bekannt ist, dass das System fast sofort NO erzeugt, werden Nitritionen an ein Ionenaustauscherharz (DOWEX®) gebunden, um sie zu stabilisieren, wodurch eine konstante Freisetzung von 3,5 µmol NO während 12 Stunden [69] oder je nach Bedarf länger ermöglicht wird auf die dosierung. Dieses Gerät wurde von unserer Gruppe für die Behandlung von kutaner Leishmaniose getestet und erzielte ermutigende Ergebnisse im Heilungsprozess, ohne dass schwerwiegende unerwünschte Ereignisse berichtet wurden [70]. Da es keine spezifische wirksame Behandlung für DFU gibt, schlägt unsere Gruppe vor, die topische Anwendung von NOP, das durch die Elektrospinning-Technik ausgearbeitet wurde, zur Behandlung von DFU zu untersuchen.

Ziele

Allgemeines Ziel

Bewertung der Wirksamkeit und Sicherheit von NOP zur Behandlung von DFU.

Bestimmte Ziele

1. Bewertung des Heilungsprozesses von DFU unter Verwendung eines NOP im Vergleich zu Placebo.
2. Bewertung des Heilungsprozesses von infiziertem DFU unter Verwendung eines NOP im Vergleich zu Placebo.
3. Um unerwünschte Ereignisse im Zusammenhang mit der Anwendung von NOP zu identifizieren.

Design

Doppelblinde, randomisierte, placebokontrollierte klinische Studie.

Stichprobengröße

Die Stichprobe wurde nach der Arcuscosinus-Formel unter Berücksichtigung einer Potenz von 80 % und eines Fehlers 1. Art von 0,05 berechnet. Bei einer Erfolgsquote von 30 % in der Kontrollgruppe und 60 % in der aktiven Gruppe werden 95 Teilnehmer benötigt. Nach Berücksichtigung einer Verlustrate von 5 % beträgt die Gesamtzahl der zu rekrutierenden Patienten 100 (50 Patienten pro Gruppe).

Bevölkerung

Die Population wird sich aus Patienten mit einer bestätigten Diagnose von DM Typ 1 oder 2 zusammensetzen, die DFU aufweisen, die Einschlusskriterien erfüllen und keine Kriterien aufweisen, die sie ausschließen könnten.

Einschlusskriterien:

1. Männer und Frauen ab 18 Jahren.
2. Fähigkeit zur Teilnahme an den Besuchen am Forschungsstandort.
3. Bestätigte Diagnose von DM Typ 1 oder 2 gemäß den Richtlinien der American Diabetes Association (ADA).
4. Vorhandensein von 1 oder mehr DFU, weniger als 15 cm im größten Durchmesser, mit einem Texas University Score ≤2.
5. Pharmakologische Behandlung zur glykämischen Kontrolle.
6. Bereitschaft zur Teilnahme an der Studie und zur Unterzeichnung der Einverständniserklärung.

Ausschlusskriterien:

1. Unbestätigte DM-Diagnose.
2. Jede Pathologie, die nach Einschätzung des Forschers den Verlauf der DFU verändern könnte (Neoplasien, immunologische Störungen usw.).
3. Dialysepflichtige Niereninsuffizienz.
4. DFU mit einem Texas-Score >2.
5. Infiziertes DFU mit klinischen oder paraklinischen Befunden, die auf eine Osteomyelitis hindeuten.
6. Kritische Ischämie von IL, diagnostiziert durch Doppler-Ultraschall und definiert durch Knöchel-/Arm-Index < 0,5.
7. Klinische Befunde, die auf eine komplizierte venöse Insuffizienz von IL hindeuten.
8. Distale Nekrose der Extremität mit dem Geschwür.
9. Schwangere oder stillende Frauen.
10. Geistig oder neurologisch behinderte Patienten, die als nicht geeignet angesehen werden, ihre Teilnahme an der Studie zu genehmigen.
11. Verweigerung der Einverständniserklärung.

Studienentwicklung

Logistische Phase

Diese Phase wird von dem für die Studie verantwortlichen Arzt und einer professionellen Krankenschwester geleitet und umfasst die folgenden Aktivitäten.

1. Beschaffung der für die Entwicklung des Projekts erforderlichen Materialien.
2. Ausarbeitung von Flyern, Werbe- und Aufklärungsmaterial, Verfahrenshandbuch und Case Report Format (CRF).

4. Schulung des Personals, das an der Studie teilnehmen wird. 5. Randomisierung der Behandlung

Die Randomisierung der Behandlung erfolgt durch den Epidemiologen der Fundación Cardiovascular de Colombia (FCV). Diese Randomisierung wird in Blöcken durchgeführt, um lange Sequenzen von Patienten zu vermeiden, die derselben Gruppe zugeordnet werden, und um, wenn möglich, einige der Verzerrungen zu reduzieren, die dem einfachen Randomisierungsprozess innewohnen. Zusätzlich erleichtert diese Randomisierung in Blöcken die Durchführung von Zwischenanalysen.

Rekrutierungsphase

Die Patienten kommen zum Screening-Besuch beim FCV oder in den Praxen der an der Studie beteiligten Ärzte.

Screening-Besuch

Während dieses Besuchs wird eine vollständige medizinische Untersuchung auf der Grundlage allgemein anerkannter Techniken Risikofaktoren, DM-Komplikationen, vaskuläre und neuropathische Beeinträchtigungen, Medikamente und andere Therapien zur Behandlung von DFU bewerten. Der Knöchel/Arm-Index wird erhalten, um das Vorhandensein einer kritischen IL-Ischämie auszuschließen. Die Einschluss-/Ausschlusskriterien werden angewendet und die ausgewählten Kandidaten werden über die Studie informiert, wonach sie eine Einwilligungserklärung unterschreiben. Es wird eine Blutprobe entnommen, um den Prozentsatz an glykosyliertem Hämoglobin (HbA1c), die Werte von Kreatinin und Nüchternglukose, das Blutbild und das Lipidprofil zu bestimmen.

Das Labor des Forschungsinstituts des FCV und die Labore aller anderen Zentren sind für die Verarbeitung der Blutproben zuständig. Alle Tests werden unter Verwendung von Standardtechniken ausgearbeitet.

1. Glykosyliertes Hämoglobin: Chromatographie.
2. Kreatinin: Spektrophotometrie.
3. Hämogramm: Manuelle Methode.
4. Lipidprofil: Spektrophotometrie.
5. Nüchternglukose: Spektrophotometrie.

Erster Besuch

Die ausgewählten Patienten werden für den Erstbesuch eingeplant. Bei diesem Besuch werden die Patienten nach dem Zufallsprinzip einer der beiden Gruppen zugeteilt. Gruppe 1 erhält NOP und Gruppe 2 Placebopflaster. Es wird eine vollständige medizinische Untersuchung durchgeführt, die Geschwüre vermessen und ihre Bilder gemacht. Die Neuropathie wird anhand des modifizierten validierten neuropathischen Beeinträchtigungs-Scores (NDS) [71] bewertet. Vor der Aufnahme der Bilder wird neben den Geschwüren ein Messlineal mit einem Aufkleber angebracht, der mit dem Identifikationscode des Teilnehmers und dem Datum des Besuchs gekennzeichnet ist. Das erste Pflaster (aktiv oder Placebo) wird auf die Läsion aufgebracht. Alle erhaltenen Informationen werden in den CRFs registriert. Die zuvor für DM oder andere Begleiterkrankungen verschriebene Behandlung sowie die medizinischen, chirurgischen oder orthopädischen Therapien für DFU werden mit Ausnahme der topischen Behandlung fortgesetzt. Die Forscher folgen den Richtlinien des International Diabetic Foot Consensus (CIPD). Der Patient und seine Familie erhalten Informationen über die Behandlung von DFU, die richtige Technik für die tägliche Anwendung der Pflaster und die Erkennung und Meldung unerwünschter Ereignisse.

Folgebesuche

Die Behandlung dauert 90 Tage. In dieser Zeit werden die Patienten mindestens alle zwei Wochen bis zur Abheilung des Geschwürs bzw. bis zum Ende der Behandlung von der Forschungsgruppe untersucht. Die Häufigkeit der Besuche hängt von der klinischen Entwicklung der Patienten ab. Bei jedem Besuch werden der Heilungsprozess des Geschwürs, der Gesundheitszustand des Patienten und das Vorhandensein von Nebenwirkungen beurteilt. Das Pflaster wird aufgeklebt und die Entwicklung der Geschwüre fotografisch festgehalten. Die maximalen und minimalen Durchmesser des Geschwürs werden mit einem Messlineal gemessen und dann im CRF registriert. Hervorgehoben werden die Technik zum Anbringen der Pflaster, die Identifizierung unerwünschter Ereignisse und die Wichtigkeit, diese zu melden.

Letzter Besuch

Der letzte Besuch findet am Ende der Behandlung oder bei vollständiger Abheilung des Geschwürs davor statt. Eine gründliche medizinische Untersuchung, einschließlich Labortests, wird zusammen mit der Bewertung der vaskulären und neuropathischen Beeinträchtigung durchgeführt. Das Vorhandensein unerwünschter Ereignisse wird ebenfalls bewertet. Die Entwicklung der Geschwüre wird dokumentiert, indem ihr maximaler und minimaler Durchmesser gemessen und fotografiert werden.

Nationale Koordination vom Überwachungszentrum: Alle sechs Monate wird ein Forscher des FCV jedes Zentrum besuchen, um die Erfüllung des Protokolls und die Erfüllung der guten klinischen Praxis zu bewerten.

Datenbankbereinigungsphase

Nach Abschluss aller Dateneingaben in das CRF werden die Ergebnisse geprüft und die festgestellten Fehler bewertet und korrigiert. Die Informationen werden von zwei verschiedenen Personen in zwei verschiedene Datenbanken eingegeben und die Aufzeichnungen mit einer Statistiksoftware (Epi-Info 6.04) verglichen, um eventuelle Abweichungen festzustellen. Die Fehler werden gemäß dem CRF korrigiert und die Korrekturen registriert. Jeder Patient wird mit einem internen Code identifiziert. Alle Fotografien werden mit einer digitalen Editionssoftware bearbeitet.

Statistische Analyse

Für die statistische Auswertung wird Stata 8.0 verwendet. Die deskriptive Analyse setzt sich je nach Art der Variablen aus Medianen und Anteilen mit ihren jeweiligen 95 %-Konfidenzintervallen zusammen. Als Streuungsmaß wird die Standardabweichung berechnet. Die Verteilung der Variablen wird mit dem Shapiro-Wilk-Test und die Homoskedastizität der Varianzen mit dem Levene-Test untersucht. Um Unterschiede zwischen den Gruppen festzustellen, wird je nach Verteilung der Variablen ein T-Test oder ein Mann-Whitney-Test durchgeführt. Die kategorialen Variablen werden mit dem Chi2-Test oder dem exakten Fisher-Test verglichen. Bei Bedarf wird ein Modell multipler logistischer Regressionen oder eine Kovarianzanalyse realisiert. Zwei Zwischenanalysen werden durchgeführt, wenn 35 und 70 % der Gesamtprobe gesammelt wurden, um Unterschiede in Wirksamkeit und Sicherheit zwischen den Gruppen zu bestimmen.

Endpunkte

Am Ende der Behandlung werden die folgenden Endpunkte bewertet:

1. Heilung des Geschwürs.
2. Vollständige Heilung der vor der Behandlung bestehenden Infektion.
3. Infektion der Geschwüre während der Behandlung.
4. Vorhandensein von unerwünschten Ereignissen im Zusammenhang mit der Anwendung der Pflaster.

Abschlussbericht

Die Ergebnisse der Studie werden ausgewertet und diskutiert und ein Abschlussbericht wird der Federación Diabetológica Colombiana (FDC), dem Träger des Projekts, vorgelegt. Die Ergebnisse werden zur Veröffentlichung eingereicht und auf Kongressen und wissenschaftlichen Tagungen präsentiert.

Ethische Aspekte

Diese Studie wird gemäß der Deklaration von Helsinki und der kolumbianischen Gesetzgebung gemäß der Resolution 8430/93 des Gesundheitsministeriums durchgeführt. Vor der Aufnahme der Patienten in die Studie werden die Ziele und die Methodik erläutert und eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt. Die Studie wurde von der Forschungsethikkommission des FCV genehmigt (Gesetz Nr. 075/27. April 2004). Das Recht der Patienten auf Vertraulichkeit wird in allen Phasen der Studie gewahrt.

Bewertung und Management von unerwünschten Ereignissen

Während der Visiten werden die Patienten nach unerwünschten Ereignissen befragt. Jedes unerwünschte Ereignis wird vom Arzt als schwerwiegend oder nicht schwerwiegend eingestuft. Ein schwerwiegendes unerwünschtes Ereignis sollte eines oder mehrere der folgenden Kriterien erfüllen:

1. Tod
2. Lebensgefährlich
3. Krankenhausaufenthalt oder Verlängerung eines bestehenden Krankenhausaufenthalts
4. Anhaltende oder erhebliche Behinderung/Unfähigkeit

Das Auftreten eines schwerwiegenden unerwünschten Ereignisses, das das Leben des Patienten gefährdet und/oder einen sofortigen medizinischen oder chirurgischen Eingriff erfordert, erfordert den Abbruch der Behandlung und die Einleitung der entsprechenden medizinischen Behandlung. Der Prüfarzt benachrichtigt das Adverse Event Committee (AEC) des FCV über jedes schwerwiegende unerwünschte Ereignis innerhalb von 24 Stunden, nachdem er davon erfahren hat.

Ein nicht schwerwiegendes unerwünschtes Ereignis wird wie folgt klassifiziert:

1. Leicht: Der Patient ist sich seiner/ihrer Symptome und/oder Anzeichen bewusst, aber diese sind tolerierbar. Ein medizinischer Eingriff oder eine spezielle Behandlung ist nicht erforderlich.
2. Mäßig: Die Patienten haben Probleme, die ihre täglichen Aktivitäten beeinträchtigen. Ein medizinischer Eingriff oder eine spezifische Behandlung ist erforderlich.
3. Schwer: Der Patient ist nicht in der Lage zu arbeiten oder seinen täglichen Aktivitäten nachzugehen. Ein medizinischer Eingriff oder eine spezifische Behandlung ist erforderlich.

Der mögliche Zusammenhang zwischen den unerwünschten Ereignissen und dem getesteten Medikament wird vom Prüfarzt auf der Grundlage seines klinischen Urteils und der folgenden Definitionen klassifiziert:

1. Definitiv im Zusammenhang: Ereignis kann vollständig durch die Verabreichung des getesteten Medikaments erklärt werden.
2. Wahrscheinlich im Zusammenhang: Das Ereignis lässt sich am ehesten durch die Verabreichung des getesteten Medikaments und nicht durch andere Medikamente oder durch den klinischen Zustand des Patienten erklären.
3. Möglicher Zusammenhang: Das Ereignis kann durch die Verabreichung des getesteten Medikaments oder anderer Medikamente oder durch den klinischen Zustand des Patienten erklärt werden.
4. Nicht im Zusammenhang: Das Ereignis lässt sich höchstwahrscheinlich durch den klinischen Zustand des Patienten oder durch die Verwendung anderer Medikamente als der getesteten erklären.

Alle Ereignisse werden der AEC gemeldet, die je nach ihren Kriterien über die Kontinuität des Patienten in der Studie und damit über das Brechen des Codes entscheidet. Obwohl das Projekt darauf ausgelegt ist, die inhärenten Risiken zu minimieren, wird jedes unerwünschte Ereignis im Zusammenhang mit der Studienmedikation sorgfältig von der AEC bewertet und die Kosten, die durch die erforderliche Behandlung entstehen, werden von der Studie abgedeckt.

Danksagungen

Diese Studie wird durch ein Stipendium der FDC und Mittel des Forschungsinstituts des FCV und der University of Akron Research Foundation unterstützt.

Wir möchten Jean Noël Guillemot unseren Dank für die Überprüfung des englischen Stils aussprechen.