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Biological Evaluation of Orthopedic Materials: An In Vitro Study Using Patient-Derived Human Samples (RAISE)

3 août 2026 mis à jour par: Stefano Zaffagnini

The anterior cruciate ligament (ACL) is the primary stabilizer of the knee joint, and ACL injuries are highly prevalent, particularly among physically active and athletic individuals. Although ACL reconstruction is a well-established orthopedic procedure, significant challenges remain regarding biological integration between the graft and bone, which may negatively affect clinical outcomes.

In recent years, advanced biomaterials and regenerative medicine approaches have gained increasing attention as potential strategies to enhance osteointegration and promote more physiological tissue healing. Before clinical application, these materials must undergo rigorous in vitro biological evaluation in accordance with international standards, particularly ISO 10993-5 for cytotoxicity assessment.

The study will investigate cytotoxicity, cell viability, inflammatory responses, pro-fibrotic effects, and osteogenic potential using relevant human cell models. The regenerative effects of platelet-rich plasma (PRP), a source of growth factors, will also be evaluated.

The biomaterials under investigation include a titanium alloy and polylactic acid (PLA), both widely used in orthopedic applications. The main objective is to demonstrate their biocompatibility, absence of cytotoxic, inflammatory, and pro-fibrotic effects, and their ability to support osteogenic processes and tissue integration. The findings will provide essential evidence for subsequent preclinical in vivo studies and future clinical translation.

Aperçu de l'étude

Statut

Pas encore de recrutement

Les conditions

Type d'étude

Observationnel

Inscription (Estimé)

50

Contacts et emplacements

Cette section fournit les coordonnées de ceux qui mènent l'étude et des informations sur le lieu où cette étude est menée.

Coordonnées de l'étude

Lieux d'étude

    • Bologna
      • Bologna, Bologna, Italie, 40136
        • IRCCS Rizzoli Orthopedic Institute
        • Contact:

Critères de participation

Les chercheurs recherchent des personnes qui correspondent à une certaine description, appelée critères d'éligibilité. Certains exemples de ces critères sont l'état de santé général d'une personne ou des traitements antérieurs.

Critère d'éligibilité

Âges éligibles pour étudier

  • Adulte
  • Adulte plus âgé

Accepte les volontaires sains

N/A

Méthode d'échantillonnage

Échantillon non probabiliste

Population étudiée

Subjects will be recruited among patients admitted to the IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli and scheduled for total knee arthroplasty for the treatment of chondral defects and/or undergoing regenerative infiltrative therapies with BMC and PRP.

For the study, biological material obtained during the surgical removal of femoral condyles, tibial plateaus and synovial membranes, as well as during implantation of the prosthetic components, will be used. For BMC and PRP, only waste material not required for the surgical procedures will be collected.

The recovery of such material will be performed during routine clinical practice by the medical staff of the Orthopaedic and Trauma Clinic II.

La description

Femoral condyle, tibial plateau and synovial membrane samples

Patients undergoing primary total knee arthroplasty at the Orthopaedic and Trauma Clinic II of the IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli (Bologna, Italy), in whom collection of tibial plateau, femoral condyles and/or synovial tissue is planned.

Inclusion criteria:

Age 18-80 years, male or female Primary tricompartmental osteoarthritis Body Mass Index (BMI) < 35 Kellgren-Lawrence grade III-IV osteoarthritis Written informed consent

Exclusion criteria:

Previous partial knee arthroplasty or cartilage repair/regenerative procedures Rheumatoid arthritis or chronic corticosteroid/immunosuppressive therapy Positive testing for HIV, HBV or HCV infection Concentrated bone marrow (BMC) samples

Patients of both sexes providing written informed consent and presenting with the following characteristics:

Inclusion criteria:

Age 18-70 years Medial compartment knee osteoarthritis (Kellgren-Lawrence grade II-III for >4 months) Failure of ≥6 months of conservative treatment (NSAIDs/analgesics, hyaluronic acid, corticosteroid or PRP injections) Written informed consent

Exclusion criteria:

Inability to provide informed consent Knee trauma within the previous 6 months Malignancy, rheumatic disease, uncontrolled diabetes, uncontrolled thyroid disorders Alcohol or drug abuse BMI > 35 Intra-articular injections within the previous 6 months Knee surgery within the previous 12 months HIV, HBV or HCV positivity Platelet-rich plasma (PRP) samples

Patients of both sexes with degenerative cartilage disease of the knee.

Inclusion criteria:

Age 18-65 years Clinical signs and symptoms of knee cartilage degeneration Radiographic or MRI evidence of degeneration (Kellgren-Lawrence grade II-IV) Hemoglobin > 11 g/dL Platelet count > 150,000/mm³ No clinically relevant ECG abnormalities Written informed consent

Exclusion criteria:

Rheumatoid arthritis or chronic corticosteroid/immunosuppressive therapy Uncontrolled diabetes Hematological disorders or anticoagulant/antiplatelet therapy Thyroid metabolic disorders Alcohol, drug or medication abuse NSAID use within 3 days prior to blood draw Cardiovascular disease contraindicating a 150 mL blood draw HIV, HBV or HCV positivity

Plan d'étude

Cette section fournit des détails sur le plan d'étude, y compris la façon dont l'étude est conçue et ce que l'étude mesure.

Comment l'étude est-elle conçue ?

Détails de conception

Cohortes et interventions

Groupe / Cohorte
PTG
Subjects eligible among patients scheduled for primary total knee arthroplasty, in whom harvesting of the tibial plateau and/or femoral condyles and/or synovial tissue is planned
BMC
Concentrated bone marrow samples
PRP
Platelet-rich plasma samples

Que mesure l'étude ?

Principaux critères de jugement

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Cellular health parameters
Délai: 72 hours
Cellular health parameters were assessed after 72 hours of exposure to the materials and compared with standardized control samples
72 hours

Mesures de résultats secondaires

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Pro-inflammatory cytokines
Délai: 48 hours
Levels of pro-inflammatory cytokines were measured after 6, 24 and 48 hours of exposure to the materials
48 hours
ROS
Délai: 48 hours
Markers of oxidative stress were evaluated after 72 hours of exposure to the materials
48 hours
Osteogenic potential
Délai: 28 days
Osteogenic potential was assessed by evaluating the gene expression of specific osteogenic markers and the production of protein biomarkers (ALP and P1NP) at 7, 14, and 28 days
28 days

Collaborateurs et enquêteurs

C'est ici que vous trouverez les personnes et les organisations impliquées dans cette étude.

Parrainer

Dates d'enregistrement des études

Ces dates suivent la progression des dossiers d'étude et des soumissions de résultats sommaires à ClinicalTrials.gov. Les dossiers d'étude et les résultats rapportés sont examinés par la Bibliothèque nationale de médecine (NLM) pour s'assurer qu'ils répondent à des normes de contrôle de qualité spécifiques avant d'être publiés sur le site Web public.

Dates principales de l'étude

Début de l'étude (Estimé)

1 septembre 2026

Achèvement primaire (Estimé)

1 juin 2028

Achèvement de l'étude (Estimé)

1 juin 2028

Dates d'inscription aux études

Première soumission

22 juin 2026

Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité

22 juin 2026

Première publication (Réel)

26 juin 2026

Mises à jour des dossiers d'étude

Dernière mise à jour publiée (Réel)

4 août 2026

Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité

3 août 2026

Dernière vérification

1 août 2026

Plus d'information

Termes liés à cette étude

Autres numéros d'identification d'étude

  • RAISE

Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude

Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine

Non

Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine

Non

Ces informations ont été extraites directement du site Web clinicaltrials.gov sans aucune modification. Si vous avez des demandes de modification, de suppression ou de mise à jour des détails de votre étude, veuillez contacter register@clinicaltrials.gov. Dès qu'un changement est mis en œuvre sur clinicaltrials.gov, il sera également mis à jour automatiquement sur notre site Web .

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