Prävention von posttraumatischer Osteoarthritis nach akuten intraartikulären Frakturen

Osteoarthritis (OA) betrifft eine von acht Personen und ist weltweit die Hauptursache für chronische Schmerzen und Behinderungen. Die Hauptursache für die Entwicklung von OA ist ein gelenkbeeinflussendes Trauma, und Risikofaktoren wurden hauptsächlich mit früheren biomechanischen Behandlungen in Verbindung gebracht. Das Prinzip der aktuellen Frakturbehandlung ist daher die anatomische Rekonstruktion der Gelenkoberfläche verbunden mit einer funktionellen und adäquaten Nachsorge. Trotz korrekter Wiederherstellung der Anatomie und Anwendung ausreichender Physiotherapie bleibt das Risiko einer posttraumatischen Arthrose bei bis zu 40 %.

Ein Gelenktrauma löst eine Entzündungskaskade aus, die zu synovialem Katabolismus und Knorpelabbau führt, eine Tatsache, die in der Standardtherapie bisher ignoriert wurde. Leider regeneriert sich Knorpel aufgrund der fehlenden Blutversorgung im Vergleich zu Knochen viel weniger effizient. Frühere Studien legen nahe, dass das synoviale biochemische Milieu von entscheidender Bedeutung für das Überleben oder die Degeneration von Chondrozyten und Knorpel sein kann. Die Forscher gehen daher von der Hypothese aus, dass der Schutz von Knorpel und Chondrozyten durch Hemmung der posttraumatischen Entzündungskaskade zu dauerhaft erfolgreichen Ergebnissen in der Frakturtherapie beitragen könnte. Der Zweck dieses Projekts ist es, die Biomarker im Gelenkspalt nach einer intraartikulären Sprunggelenksfraktur zu identifizieren und zu bewerten, wie diese Biomarker die kurz- und mittelfristigen klinischen Ergebnisse beeinflussen. Als sekundäre Ergebnisse bewerten wir, wie sich die Frakturklassifizierung und -reposition auf die klinischen Ergebnisse und die körperliche Aktivität nach der Operation auswirken. Konkret wollen wir folgende Forschungsfragen beantworten:

Studie 1: Gibt es unterschiedlich regulierte Biomarker im Gelenkspalt bei Patienten mit und ohne intraartikulärem Sprunggelenkbruch?

Studie 2: Korrelieren die identifizierten Biomarker, die bei intraartikulären Sprunggelenkfrakturen gefunden wurden, mit kurz- und mittelfristigen klinischen Symptomen nach der Operation?

Studie 3: Beeinflusst die Frakturklassifikation und Frakturreposition die klinischen Ergebnisse und die körperliche Aktivität?

Methode

Diese Studie wurde vom National Committee on Health Research Ethics (S-20170139) und der Danish Data Protection Agency (17/28505) genehmigt. Die Patientenrekrutierung erfolgt in der Abteilung für Orthopädische Chirurgie des Universitätskrankenhauses Odense, Svendborg, während Biomarkeranalysen hauptsächlich in der Abteilung für neurobiologische Forschung stattfinden.

Alle Patienten, bei denen eine intraartikuläre Knöchelfraktur diagnostiziert wurde und die im Universitätskrankenhaus Odense, Svendborg, stationär aufgenommen wurden, werden für diese Studie rekrutiert.

Vor der Operation werden Synovialflüssigkeiten aus dem gebrochenen Sprunggelenk und dem kontralateralen Sprunggelenk desselben Patienten gesammelt. Der Patient liegt in Rückenlage und die Desinfektion beider Knöchel folgt den Richtlinien unserer Abteilung. Über den anteromedialen oder anterolateralen Zugang wird eine 1,5 x 50 mm Nadel in die Gelenklinie eingeführt. Sobald sich die Nadel im Gelenkspalt befindet, wird ein Volumen von 5,0 ml isotonischer Kochsalzlösung in die Gelenkstelle injiziert und vor dem Zurückziehen gemischt. Alle Patienten werden vor der Operation antibiotisch behandelt, um das Infektionsrisiko zu minimieren. Dieses Verfahren wird hauptsächlich von zwei Chirurgen (TP und HS) durchgeführt, die über große Erfahrung in diesem Verfahren verfügen. Falls andere Chirurgen die Probe entnehmen, kann Röntgen zur Unterstützung verwendet werden. Synovialflüssigkeit wird gesammelt, in ein 10-ml-Glas überführt und innerhalb von 2 Stunden zur Zentrifugation und Lagerung bei minus 80 Grad Celsius in die Abteilung für Klinische Biochemie und Pharmakologie transportiert. Am Ende jedes Monats werden alle Proben in Trockeneis zur Lagerung in flüssigem Stickstoff in die Abteilung für Molekulare Endokrinologie überführt. Blutproben werden zum Vergleich auch in Gläsern mit Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) entnommen.

Zur Unterscheidung zwischen Fraktur und anterolateral gesundem Gelenk dient eine Proteomik-Analyse zur Identifizierung der klassischen proinflammatorischen Zytokine und der am extrazellulären Abbau und Knorpelabbau beteiligten Zytokine. Zu diesem Zweck wird ein kundenspezifischer Multi-ELISA Plex einschließlich (IFN-γ, IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12p70, IL-13, Tumornekrose Faktor (TNF-α), IL-1α, TNF-β, Basic Fibroblast Growth Factor (bFGF), IL-1RA), Human Matrix Metalloproteinase (MMP) 3-Plex Ultra-Sensitive Kit, U-PLEX TGF-β Combo, Aggrecan und CTX-2, durchgeführt werden.

Folgende epidemiologische Parameter werden erhoben: Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index, Verletzungsklassifikation nach Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO), zulässige Belastung, Nachsorge nach Odense-Richtlinien mit Static Walker. Alle Patienten werden 3 und 12 Monate nach der Verletzung anhand der folgenden klinischen Parameter untersucht:

Schmerzen (visuelle Analogskala), Wiederaufnahme der Arbeit (Tage), Schwellung (Messung des Umfangs an den Knöcheln (cm)), Knöchelröntgen, 3D-Rotationstomographie, 7 Tage Aktivitätstracking und validierte Scores (American Orthopedic Foot and Ankle Score (AOFAS), den Foot Function Index – DK (FFI.DK), den Euroqol 5D-Fragebogen (EQ5D). Um eine Power von 80 % zu erreichen, schließen wir 62 Patienten in unsere Studie ein. Da keine früheren Studien den Gehalt an entzündungsfördernden Zytokinen mit klinischen Scores verglichen haben, basiert die Power-Schätzung auf einer sehr hohen Standardabweichung, einem Verlust an Follow-up und klinischer Bedeutung. Die Prüfärzte planen eine Zwischenauswertung, wenn eine Zahl von 40 Patienten erreicht ist.