- ICH GCP
- Registre américain des essais cliniques
- Essai clinique NCT04787679
Analyses computationnelles et expérimentales guidées par l'image de l'os d'un patient fracturé (GAP) (GAP)
En raison de l'augmentation de l'âge moyen de la population, les projections sur le nombre de fractures osseuses liées à l'âge semblent être en constante augmentation.
Elles sont principalement dues à des pathologies osseuses, dont l'ostéoporose. Cette dernière entraîne une diminution de la densité minérale osseuse et une détérioration de la micro-architecture, avec pour conséquence une augmentation de la fragilité osseuse. Cependant, les mécanismes d'endommagement à l'échelle microscopique ne sont pas encore élucidés et il n'existe pas de critère d'endommagement universellement reconnu. Des recherches récentes ont évalué l'importance de mettre en œuvre des modèles informatiques pour étudier l'influence des lacunes osseuses, des canalicules et des microporosités sur la propagation des dommages. Ces modèles demandent à être validés par des tests expérimentaux, qui manquent encore, notamment sur les os humains, dans le paysage scientifique actuel. Une fois la validation expérimentale des modèles informatiques développée, il sera possible d'introduire de nouveaux indices de fracture à l'échelle microscopique, utiles pour un diagnostic préventif de l'ostéoporose.
Aperçu de l'étude
Statut
Les conditions
Intervention / Traitement
Description détaillée
L'étude des mécanismes d'atteinte osseuse, qui se produisent à l'échelle multi-échelle, est d'une importance fondamentale pour la compréhension des processus fracturaires. En particulier, les fractures liées à l'âge sont en constante augmentation en raison de l'augmentation de l'âge moyen et de maladies répandues telles que l'ostéoporose. Ils entraînent des charges économiques élevées, une morbidité (y compris psychologique, par exemple une fragilité) et une mortalité accrue. Afin de réduire l'impact des fractures osseuses sur la santé et l'économie, un diagnostic précoce est la clé. Dans ce contexte, il faut considérer que l'os se caractérise par une structure hiérarchique complexe. Les sections corticales et trabéculaires sont constituées de lamelles micrométriques, composées de fibrilles de collagène, à l'intérieur desquelles se trouvent les ostéocytes. Ils résident dans des cavités submicrométriques appelées lacunes, qui sont reliées par un réseau dense de canalicules. À l'échelle nanométrique, les fibrilles sont constituées principalement de cristaux de collagène et d'hydroxyapatite. Cette architecture complexe se reflète dans les schémas de fracture : les dommages, en fait, se produisent à plusieurs échelles. Cependant, les modèles de fracture et leurs phénomènes physiques associés ne sont toujours pas compris, en particulier à l'échelle microscopique.
Récemment, des techniques d'imagerie à l'échelle microscopique ont été combinées à des modèles numériques spécifiques à un sujet, capables de calculer des valeurs locales de contrainte et de déformation osseuses. Des études préliminaires se sont concentrées sur l'évaluation d'une éventuelle interaction entre les microfissures et la porosité microstructurale. Cette recherche particulière se concentre sur le réseau lacunaire, qui est présumé affecter de manière significative la résistance osseuse à la fracture, bien que le rôle réel du réseau lacunaire ne soit pas encore élucidé. Tout d'abord, les lacunes sont des zones de concentration de contraintes, qui conduisent apparemment à l'affaiblissement de la structure osseuse. Cependant, dans la plupart des cas, les lacunes contribuent positivement à la ténacité en déviant le front de fissure. La liaison entre les lacunes, déterminée par le réseau de canalicules, est également réduite chez les sujets ostéoporotiques, empêchant le ralentissement des lésions. En ce sens, l'os peut être considéré comme un matériau tolérant aux dommages. Donaldson et al ont développé des modèles informatiques et estimé un seuil pour l'initiation et la propagation des microdommages. Ils ont utilisé la micro-tomographie informatisée de fémurs murins et évalué l'influence de différents algorithmes sur la propagation des dommages in silico. D'autres résultats ont montré que les dommages se produisent toujours à la surface des vaisseaux sanguins ou des porosités et ne partent pas des lacunes. Cependant, d'autres simulations et modèles seraient nécessaires pour vérifier l'efficacité des modèles de dommages.
Les modèles de dommages informatiques nécessitent également une validation expérimentale. Des études préliminaires ont été menées dans deux directions principales : l'imagerie in vivo et les techniques d'évaluation des défaillances guidées par l'image (IGFA). La première approche permet un suivi non destructif des dommages osseux chez les animaux vivants. La deuxième approche, mise en œuvre par A. Levchuk et al. (8), montre un énorme potentiel en permettant l'étude de l'initiation et de la propagation des microfissures avec une résolution sub-micrométrique, mais uniquement sur de petits animaux.
La recherche actuelle veut pour la première fois effectuer des tests sur des échantillons d'os humains en appliquant les techniques IGFA.
Malgré plusieurs études sur la caractérisation des modèles d'endommagement à l'échelle microscopique, une validation des modèles informatiques de fracture sur des sujets humains fait toujours défaut. De plus, le rôle des caractéristiques morphologiques à l'échelle microscopique dans les échantillons est encore inconnu.
Ces études à petite échelle pourraient améliorer la compréhension clinique de la fracture osseuse et la prédiction du risque de fracture. Actuellement, les cliniciens utilisent la densité minérale osseuse, qui est un paramètre à grande échelle, comme facteur prédictif le plus courant de fracture osseuse. Cependant, des études récentes démontrent l'importance d'une caractérisation approfondie des caractéristiques géométriques et morphologiques de la microarchitecture.
OBJECTIFS
Objectif général L'étude vise à la validation expérimentale de modèles informatiques de dommages osseux à l'échelle microscopique. L'objectif général est poursuivi par des dommages contrôlés dans une machine de micro-compression sur des échantillons d'os humain de tête fémorale. La machinerie est placée à l'intérieur d'un synchrotron.
Objectif principal L'objectif principal de la présente étude est d'évaluer la différence d'attraction des dommages osseux par rapport aux lacunes dans les deux groupes considérés (ostéoporotiques et non ostéoporotiques) suite à des tests de micro-compression.
Le paramètre discriminant choisi s'avère être le nombre de lacunes osseuses rencontrées par les micro-dommages. Nous nous attendons à observer une taille d'effet de 0,4 entre les deux groupes par rapport au paramètre choisi.
Objectifs secondaires
- Détermination du rôle des lacunes, canalicules et autres microstructures osseuses dans les dommages. Des échantillons d'os humains sont scannés par micro-tomographe pour la définition de paramètres morphologiques microstructuraux et la réalisation et l'analyse de modèles numériques.
- Validation de ces modèles numériques d'endommagement par des essais de micro-compression réalisés in situ dans un synchrotron de résolution adéquate
- Quantification des dommages dans des échantillons d'os humains touchés par l'ostéoporose
- Définition d'indices de fracture à micro-échelle, utiles pour le diagnostic précoce de l'ostéoporose
Type d'étude
Inscription (Estimé)
Contacts et emplacements
Coordonnées de l'étude
- Nom: Laura M Vergani
- Numéro de téléphone: +393393758630
- E-mail: luigi.zagra@fastwebnet.it
Sauvegarde des contacts de l'étude
- Nom: Federica Buccino
- E-mail: federica.buccino@polimi.it
Lieux d'étude
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Milano
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Miano, Milano, Italie, 20161
- Recrutement
- IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi
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Contact:
- Elena M Cittera
- Numéro de téléphone: 0266214057
- E-mail: elena.cittera@grupposandonato.it
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Contact:
- Sara Zacchetti
- Numéro de téléphone: 0266214048
- E-mail: sara.zacchetti@grupposandonato.it
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Critères de participation
Critère d'éligibilité
Âges éligibles pour étudier
Accepte les volontaires sains
Méthode d'échantillonnage
Population étudiée
La population est constituée de 52 sujets dont 26 porteurs de prothèses et présentant une ostéoporose détectable par tomodensitométrie (TDM) préopératoire et 26 prothétiques dont la tomodensitométrie n'indique pas la présence d'ostéoporose.
La classification des deux groupes se fera exclusivement par analyse des scanners préopératoires de routine selon la classification radiologique standard.
La description
Critère d'intégration:
- Âge : >=18 ans
- remplacement primaire de la hanche
- Signature du consentement éclairé
- Patients qui ont une tomodensitométrie préopératoire de routine
Critère d'exclusion:
- Patients non apparentés aux critères d'inclusion de cette étude
- Maladie osseuse (non ostéoporotique) susceptible d'invalider l'analyse des échantillons, y compris, mais sans s'y limiter, les troubles génétiques et les tumeurs osseuses
- Patients ayant un remplacement de la hanche controlatérale et/ou d'autres moyens synthétiques dans la hanche controlatérale
- Patients avec des dispositifs de synthèse dans la hanche d'intérêt
Plan d'étude
Comment l'étude est-elle conçue ?
Détails de conception
- Modèles d'observation: Cas-témoins
- Perspectives temporelles: Transversale
Cohortes et interventions
Groupe / Cohorte |
Intervention / Traitement |
|---|---|
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Patients ostéoporotiques
Patients ostéoporotiques, âge > 18 ans
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Après une arthroplastie de la hanche, le promoteur obtient des échantillons de tête fémorale pour l'étude
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Patients non ostéoporotiques
Patients non ostéoporotiques, âge > 18 ans
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Après une arthroplastie de la hanche, le promoteur obtient des échantillons de tête fémorale pour l'étude
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Que mesure l'étude ?
Principaux critères de jugement
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
|---|---|---|
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Nombre de lacunes intéressées par les dommages
Délai: six mois
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On s'attend à observer des différences entre les échantillons ostéoporotiques et non ostéoporotiques intéressés ou non par les dommages
|
six mois
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Collaborateurs et enquêteurs
Parrainer
Collaborateurs
Les enquêteurs
- Chercheur principal: Luigi Zagra, IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi
Dates d'enregistrement des études
Dates principales de l'étude
Début de l'étude (Réel)
Achèvement primaire (Estimé)
Achèvement de l'étude (Estimé)
Dates d'inscription aux études
Première soumission
Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité
Première publication (Réel)
Mises à jour des dossiers d'étude
Dernière mise à jour publiée (Réel)
Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité
Dernière vérification
Plus d'information
Termes liés à cette étude
Termes MeSH pertinents supplémentaires
Autres numéros d'identification d'étude
- Polimi_Galeazzi_GAP
Plan pour les données individuelles des participants (IPD)
Prévoyez-vous de partager les données individuelles des participants (DPI) ?
Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude
Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine
Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine
produit fabriqué et exporté des États-Unis.
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