股関節インプラント患者の心臓評価
主な目的 金属股関節インプラントからの金属イオン放出が心機能に及ぼす影響を確立すること
研究結果の測定
心臓磁気共鳴画像法 (CMR) および心エコー図によって測定された心機能に対する人工股関節インプラントからの金属イオンの影響を評価すること。 これには、心臓組織内のコバルト イオン沈着の代理検出と、駆出率および組織特性の評価 (コントラストの有無にかかわらず) が含まれます。
研究の影響
英国では 60,000 人の患者がメタル オン メタル (MOM) 股関節インプラントを使用しており、世界中で 100 万人以上がこの重要な問題を明確にする必要があります。これは、患者と外科医の間で大きな懸念の原因となっています。 また、この問題は MOM 股関節に固有のものではありません。なぜなら、すべての股関節インプラントには金属が含まれており、さまざまな症例報告に見られるように、壊滅的な障害の後に高い血中コバルト濃度が生じているからです (例: セラミックの座面の破砕など) により、インプラントが異常に摩耗し、金属イオンが体内に放出されます。 英国では、年間 80,000 件以上の股関節インプラントが挿入されています。
調査の概要
詳細な説明
バックグラウンド
メタル オン メタル (MOM) 股関節インプラントは、コンポーネント材料の摩耗時に金属イオンを放出するリスクがあります。 一部の金属イオン (例: 金属インプラントまたは金属粒子からのコバルトおよびクロム) が血流に入ります。
食品医薬品局 (FDA、米国) は最近、懸念の原因として、メタル オン メタル ヒップ インプラントによる全身毒性を強調し、全身症状のある患者は、心血管、神経、内分泌 (特に甲状腺) に特に焦点を当てて評価することを推奨しました。腎臓系。
心臓毒性を含む、MOM 股関節インプラントからの循環コバルトおよびクロムへの毒性が疑われる多くの症例が最近報告されています。 最も深刻なケースは、心筋症と心臓組織内のコバルト沈着に続発する心不全で死亡した患者です。 最近の横断的な健康スクリーニングと個別の症例報告は、上昇した金属イオンレベルが心筋症と心不全を引き起こす可能性があることを示唆しています. そのような事件は、その過程で国民の不安を引き起こしました。
金属股関節インプラントから放出される血中金属イオンは、局所および遠隔の異常な組織反応の潜在的な原因としてますます認識されています。これは、コバルトとクロムが人工装具周囲の組織に放出され、全身に全身に運ばれるためです。 コンポーネントの設計と配置は、摩耗の増加と関連しており、その結果、金属イオン レベルが上昇します。 ただし、全身症状との決定的な因果関係はまだ確立されていません。
心臓または肝臓に影響を与える鉄過剰症は、一次および二次ヘモクロマトーシスおよびサラセミアの罹患率の重大な原因です。 心臓組織内に鉄が過剰に沈着すると、致命的な不整脈や心不全による早期死亡につながる可能性があります。 心血管磁気共鳴 (CMR) イメージングは、鉄負荷を検出する堅牢な非侵襲的方法を可能にすることで、この特定の患者グループの管理に革命をもたらしました。
CMR は、心臓の容積、機能、質量を評価するゴールド スタンダードな方法です。 他のイメージングモダリティに対する独自の強みは、造影剤を使用する場合と使用しない場合の組織の特性評価です。 心筋鉄は、鉄と正常な心臓組織の水素原子核との相互作用による緩和時間への影響により検出されます。 コバルトは不対電子を含む強磁性金属であり、適用された磁場に平行に整列できるため、鉄と同様に MRI で検出する必要があります。
根拠
心臓 MRI を使用して心臓組織内のコバルト沈着を特定しようとした研究はありません。 したがって、金属股関節インプラントを装着した患者の心臓組織にコバルトが沈着し、コバルトの血中イオン濃度が著しく上昇していることを検出することを目的としています。 検出された場合、これが心機能に臨床的影響を及ぼしたかどうかを評価することを目指しています。
私たちの仮説は、血中コバルト イオン レベルが上昇している患者では、心臓 MRI および心エコー検査で検出可能な心機能への識別可能な影響はないというものです。
症例対照コホート観察研究
患者の 3 つのグループは、股関節インプラントで識別されます (年齢、性別、および手術後の時間が一致します)。
- MOM 股関節インプラントを装着し、金属イオン レベルが上昇した患者 (>7ppb) - N=30
- MOM 股関節インプラントと通常の金属イオン レベル (<7ppb) の患者 - N=30
- 非金属ベアリング股関節インプラント (セラミック/ポリエチレン (COC/COP) 上のセラミック) の患者 - N=30
各グループへの選択は、金属イオン血液検査と股関節インプラントの種類によって定義されます。 適切なレベルで 2 回連続して血液検査を受け、変動が 10% 未満の患者 (過去 12 か月)、または過去 3 か月間に適切なレベルで血液検査を受けた患者が含まれます。
循環器専門医は患者のグループ化に関して盲検化され、血中金属イオンの上昇の有無に照らして臨床的および心臓学的検査の結果を報告する際に偏りがないようにします。
登録されたすべての参加者は、次のことを行います。
- 心臓専門医による評価を受ける
- 心臓MRI、心電図、心電図(ECG)を持っています
これらの臨床データを分析および比較して、3 つのグループ間に有意差があるかどうかを評価します。
研究の種類
入学 (実際)
連絡先と場所
研究場所
-
-
-
London、イギリス、W1G 8PH
- The Heart Hospital
-
-
London
-
Stanmore、London、イギリス、HA7 4LP
- Royal National Orthopaedic Hospital
-
-
参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
サンプリング方法
調査対象母集団
股関節置換術を受けた患者。 グループ 1 と 2 には、Metal on Metal 股関節置換術を受けた患者が含まれます。 グループ 3 には、Ceramic on Ceramic 人工股関節置換術を含む非金属製人工股関節置換術を受けた患者が含まれます。
3 つのグループはすべて、年齢、性別、人工股関節移植からの経過時間、および糖尿病の状態が一致します。
説明
包含基準:
- 18歳以上
- 男でも女でも
- メタル オン メタル ヒップ インプラント (対照群の患者にはセラミック オン セラミック ヒップ インプラント)
- 12 か月を超えて植え込まれている (つまり、 インプラント期間中の寝具を超えて)
- MRIスキャンに適しています(磁気スキャンの禁忌はありません - 例えば、目/脳/心臓の金属インプラント、および閉所恐怖症)
- 提案された研究活動への同意
除外基準:
- 18歳未満
- 対照群の一部である場合、MOM またはセラミック オン セラミック (COC) とは見なされない金属股関節インプラント
- -MRIスキャンを受けるのに適していません(禁忌または閉所恐怖症)
- 改良された股関節インプラント
- 心房細動
- 腎機能低下 (eGFR<30)
- 同意なし
- 脆弱な成人
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 観測モデル:ケースコントロール
- 時間の展望:見込みのある
コホートと介入
グループ/コホート |
介入・治療 |
|---|---|
|
MoM >7ppb
メタル オン メタル ヒップ インプラントと、医薬品およびヘルスケア製品規制庁 (MHRA) のしきい値である 7 ppb を超える血中金属イオンを使用している患者
|
3 つのグループは、股関節インプラントからの金属破片にさらされた患者によって定義されます。
これは、メタル オン メタル ヒップ インプラントの機能が不十分な患者の金属イオンの上昇、またはメタル ヒップ インプラントの機能が良好な患者の金属イオン レベルの低下、および非溶融ベアリング ヒップ インプラントの患者の 2 番目の対照群のいずれかです。
|
|
MoM <7ppb
メタル オン メタル ヒップ インプラントおよび血中金属イオンが 7 ppb の MHRA 閾値未満の患者
|
|
|
非 MoM
セラミックまたはプラスチックのセラミックなどの非金属ベアリング股関節インプラントを使用している患者
|
この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
|
心臓駆出率
時間枠:1時間
|
心臓の駆出率を評価するための心エコー図と心臓 MRI (ゴールド スタンダード) の使用
|
1時間
|
二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
|
心臓組織内のコバルト金属イオン沈着の検出
時間枠:30分
|
心臓組織内の金属破片と相関する心臓 MRI シリーズ T1 および T2* 緩和時間の使用
|
30分
|
協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者:Alister Hart, MD,FRCSG、Professor of Orthopaedic Surgery at UCL and Consultant Orthopaedic Surgeon at the RNOH. Director of research and development at the RNOH.
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Steens W, von Foerster G, Katzer A. Severe cobalt poisoning with loss of sight after ceramic-metal pairing in a hip--a case report. Acta Orthop. 2006 Oct;77(5):830-2. doi: 10.1080/17453670610013079. No abstract available.
- Rizzetti MC, Liberini P, Zarattini G, Catalani S, Pazzaglia U, Apostoli P, Padovani A. Loss of sight and sound. Could it be the hip? Lancet. 2009 Mar 21;373(9668):1052. doi: 10.1016/S0140-6736(09)60490-6. No abstract available.
- Ikeda T, Takahashi K, Kabata T, Sakagoshi D, Tomita K, Yamada M. Polyneuropathy caused by cobalt-chromium metallosis after total hip replacement. Muscle Nerve. 2010 Jul;42(1):140-3. doi: 10.1002/mus.21638.
- Oldenburg M, Wegner R, Baur X. Severe cobalt intoxication due to prosthesis wear in repeated total hip arthroplasty. J Arthroplasty. 2009 Aug;24(5):825.e15-20. doi: 10.1016/j.arth.2008.07.017. Epub 2008 Oct 2.
- Tower SS. Arthroprosthetic cobaltism: neurological and cardiac manifestations in two patients with metal-on-metal arthroplasty: a case report. J Bone Joint Surg Am. 2010 Dec 1;92(17):2847-51. doi: 10.2106/JBJS.J.00125. Epub 2010 Oct 29. No abstract available.
- Tower SS. Arthroprosthetic cobaltism associated with metal on metal hip implants. BMJ. 2012 Jan 17;344:e430. doi: 10.1136/bmj.e430. No abstract available.
- Mao X, Wong AA, Crawford RW. Cobalt toxicity--an emerging clinical problem in patients with metal-on-metal hip prostheses? Med J Aust. 2011 Jun 20;194(12):649-51. doi: 10.5694/j.1326-5377.2011.tb03151.x.
- Gilbert CJ, Cheung A, Butany J, Zywiel MG, Syed K, McDonald M, Wong F, Overgaard C. Hip pain and heart failure: the missing link. Can J Cardiol. 2013 May;29(5):639.e1-2. doi: 10.1016/j.cjca.2012.10.015. Epub 2013 Jan 9.
- Prentice JR, Clark MJ, Hoggard N, Morton AC, Tooth C, Paley MN, Stockley I, Hadjivassiliou M, Wilkinson JM. Metal-on-metal hip prostheses and systemic health: a cross-sectional association study 8 years after implantation. PLoS One. 2013 Jun 10;8(6):e66186. doi: 10.1371/journal.pone.0066186. Print 2013.
- Machado C, Appelbe A, Wood R. Arthroprosthetic cobaltism and cardiomyopathy. Heart Lung Circ. 2012 Nov;21(11):759-60. doi: 10.1016/j.hlc.2012.03.013. Epub 2012 Apr 18.
- Cohen D. How safe are metal-on-metal hip implants? BMJ. 2012 Feb 28;344:e1410. doi: 10.1136/bmj.e1410. No abstract available.
- Jacobs JJ, Skipor AK, Patterson LM, Hallab NJ, Paprosky WG, Black J, Galante JO. Metal release in patients who have had a primary total hip arthroplasty. A prospective, controlled, longitudinal study. J Bone Joint Surg Am. 1998 Oct;80(10):1447-58. doi: 10.2106/00004623-199810000-00006.
- Case CP, Langkamer VG, James C, Palmer MR, Kemp AJ, Heap PF, Solomon L. Widespread dissemination of metal debris from implants. J Bone Joint Surg Br. 1994 Sep;76(5):701-12.
- Merritt K, Brown SA. Release of hexavalent chromium from corrosion of stainless steel and cobalt-chromium alloys. J Biomed Mater Res. 1995 May;29(5):627-33. doi: 10.1002/jbm.820290510.
- De Haan R, Pattyn C, Gill HS, Murray DW, Campbell PA, De Smet K. Correlation between inclination of the acetabular component and metal ion levels in metal-on-metal hip resurfacing replacement. J Bone Joint Surg Br. 2008 Oct;90(10):1291-7. doi: 10.1302/0301-620X.90B10.20533. Erratum In: J Bone Joint Surg Br. 2009 May;91(5):700.
- Langton DJ, Sprowson AP, Joyce TJ, Reed M, Carluke I, Partington P, Nargol AV. Blood metal ion concentrations after hip resurfacing arthroplasty: a comparative study of articular surface replacement and Birmingham Hip Resurfacing arthroplasties. J Bone Joint Surg Br. 2009 Oct;91(10):1287-95. doi: 10.1302/0301-620X.91B10.22308.
- Langton DJ, Jameson SS, Joyce TJ, Webb J, Nargol AV. The effect of component size and orientation on the concentrations of metal ions after resurfacing arthroplasty of the hip. J Bone Joint Surg Br. 2008 Sep;90(9):1143-51. doi: 10.1302/0301-620X.90B9.20785.
- Hart AJ, Skinner JA, Henckel J, Sampson B, Gordon F. Insufficient acetabular version increases blood metal ion levels after metal-on-metal hip resurfacing. Clin Orthop Relat Res. 2011 Sep;469(9):2590-7. doi: 10.1007/s11999-011-1930-y. Epub 2011 Jun 9.
- Matthies AK, Henckel J, Cro S, Suarez A, Noble PC, Skinner J, Hart AJ. Predicting wear and blood metal ion levels in metal-on-metal hip resurfacing. J Orthop Res. 2014 Jan;32(1):167-74. doi: 10.1002/jor.22459. Epub 2013 Sep 21.
- Devlin JJ, Pomerleau AC, Brent J, Morgan BW, Deitchman S, Schwartz M. Clinical features, testing, and management of patients with suspected prosthetic hip-associated cobalt toxicity: a systematic review of cases. J Med Toxicol. 2013 Dec;9(4):405-15. doi: 10.1007/s13181-013-0320-0.
- Baur LH. Early detection of iron overload in the heart: a key role for MRI! Int J Cardiovasc Imaging. 2009 Dec;25(8):789-90. doi: 10.1007/s10554-009-9538-y. Epub 2009 Nov 24. No abstract available.
- Chu WC, Au WY, Lam WW. MRI of cardiac iron overload. J Magn Reson Imaging. 2012 Nov;36(5):1052-9. doi: 10.1002/jmri.23628.
- Gulati V, Harikrishnan P, Palaniswamy C, Aronow WS, Jain D, Frishman WH. Cardiac involvement in hemochromatosis. Cardiol Rev. 2014 Mar-Apr;22(2):56-68. doi: 10.1097/CRD.0b013e3182a67805.
- Pepe A, Positano V, Santarelli MF, Sorrentino F, Cracolici E, De Marchi D, Maggio A, Midiri M, Landini L, Lombardi M. Multislice multiecho T2* cardiovascular magnetic resonance for detection of the heterogeneous distribution of myocardial iron overload. J Magn Reson Imaging. 2006 May;23(5):662-8. doi: 10.1002/jmri.20566.
- Anderson LJ, Holden S, Davis B, Prescott E, Charrier CC, Bunce NH, Firmin DN, Wonke B, Porter J, Walker JM, Pennell DJ. Cardiovascular T2-star (T2*) magnetic resonance for the early diagnosis of myocardial iron overload. Eur Heart J. 2001 Dec;22(23):2171-9. doi: 10.1053/euhj.2001.2822.
- Hundley WG, Bluemke D, Bogaert JG, Friedrich MG, Higgins CB, Lawson MA, McConnell MV, Raman SV, van Rossum AC, Flamm S, Kramer CM, Nagel E, Neubauer S. Society for Cardiovascular Magnetic Resonance guidelines for reporting cardiovascular magnetic resonance examinations. J Cardiovasc Magn Reson. 2009 Mar 3;11(1):5. doi: 10.1186/1532-429X-11-5.
- Kramer CM, Barkhausen J, Flamm SD, Kim RJ, Nagel E; Society for Cardiovascular Magnetic Resonance Board of Trustees Task Force on Standardized Protocols. Standardized cardiovascular magnetic resonance (CMR) protocols 2013 update. J Cardiovasc Magn Reson. 2013 Oct 8;15(1):91. doi: 10.1186/1532-429X-15-91.
- Quarta G, Sado DM, Moon JC. Cardiomyopathies: focus on cardiovascular magnetic resonance. Br J Radiol. 2011 Dec;84 Spec No 3(Spec Iss 3):S296-305. doi: 10.1259/bjr/67212179.
- Hart AJ, Satchithananda K, Liddle AD, Sabah SA, McRobbie D, Henckel J, Cobb JP, Skinner JA, Mitchell AW. Pseudotumors in association with well-functioning metal-on-metal hip prostheses: a case-control study using three-dimensional computed tomography and magnetic resonance imaging. J Bone Joint Surg Am. 2012 Feb 15;94(4):317-25. doi: 10.2106/JBJS.J.01508.
- Hart AJ, Sabah S, Henckel J, Lewis A, Cobb J, Sampson B, Mitchell A, Skinner JA. The painful metal-on-metal hip resurfacing. J Bone Joint Surg Br. 2009 Jun;91(6):738-44. doi: 10.1302/0301-620X.91B6.21682.
- Hart AJ, Sabah SA, Bandi AS, Maggiore P, Tarassoli P, Sampson B, A Skinner J. Sensitivity and specificity of blood cobalt and chromium metal ions for predicting failure of metal-on-metal hip replacement. J Bone Joint Surg Br. 2011 Oct;93(10):1308-13. doi: 10.1302/0301-620X.93B10.26249.
- Back DL, Young DA, Shimmin AJ. How do serum cobalt and chromium levels change after metal-on-metal hip resurfacing? Clin Orthop Relat Res. 2005 Sep;438:177-81. doi: 10.1097/01.blo.0000166901.84323.5d.
- Ball ST, Severns D, Linn M, Meyer RS, Swenson FC. What happens to serum metal ion levels after a metal-on-metal bearing is removed? J Arthroplasty. 2013 Sep;28(8 Suppl):53-5. doi: 10.1016/j.arth.2013.06.040. Epub 2013 Aug 12.
- Ebreo D, Khan A, El-Meligy M, Armstrong C, Peter V. Metal ion levels decrease after revision for metallosis arising from large-diameter metal-on-metal hip arthroplasty. Acta Orthop Belg. 2011 Dec;77(6):777-81.
- Newton AW, Ranganath L, Armstrong C, Peter V, Roberts NB. Differential distribution of cobalt, chromium, and nickel between whole blood, plasma and urine in patients after metal-on-metal (MoM) hip arthroplasty. J Orthop Res. 2012 Oct;30(10):1640-6. doi: 10.1002/jor.22107. Epub 2012 Mar 23.
- Urban RM, Jacobs JJ, Tomlinson MJ, Gavrilovic J, Black J, Peoc'h M. Dissemination of wear particles to the liver, spleen, and abdominal lymph nodes of patients with hip or knee replacement. J Bone Joint Surg Am. 2000 Apr;82(4):457-76. doi: 10.2106/00004623-200004000-00002.
- Afolaranmi GA, Akbar M, Brewer J, Grant MH. Distribution of metal released from cobalt-chromium alloy orthopaedic wear particles implanted into air pouches in mice. J Biomed Mater Res A. 2012 Jun;100(6):1529-38. doi: 10.1002/jbm.a.34091. Epub 2012 Mar 15.
- Pelclova D, Sklensky M, Janicek P, Lach K. Severe cobalt intoxication following hip replacement revision: clinical features and outcome. Clin Toxicol (Phila). 2012 Apr;50(4):262-5. doi: 10.3109/15563650.2012.670244.
- Zywiel MG, Brandt JM, Overgaard CB, Cheung AC, Turgeon TR, Syed KA. Fatal cardiomyopathy after revision total hip replacement for fracture of a ceramic liner. Bone Joint J. 2013 Jan;95-B(1):31-7. doi: 10.1302/0301-620X.95B1.30060.
- van Lingen CP, Ettema HB, Timmer JR, de Jong G, Verheyen CC. Clinical manifestations in ten patients with asymptomatic metal-on-metal hip arthroplasty with very high cobalt levels. Hip Int. 2013 Sep-Oct;23(5):441-4. doi: 10.5301/hipint.5000054. Epub 2013 Jun 28.
- Alexander CS. Cobalt-beer cardiomyopathy. A clinical and pathologic study of twenty-eight cases. Am J Med. 1972 Oct;53(4):395-417. doi: 10.1016/0002-9343(72)90136-2. No abstract available.
- Linna A, Oksa P, Groundstroem K, Halkosaari M, Palmroos P, Huikko S, Uitti J. Exposure to cobalt in the production of cobalt and cobalt compounds and its effect on the heart. Occup Environ Med. 2004 Nov;61(11):877-85. doi: 10.1136/oem.2003.009605.
- CARTWRIGHT GE. The relationship of copper, cobalt, and other trace elements to hemopoiesis. Am J Clin Nutr. 1955 Jan-Feb;3(1):11-9. doi: 10.1093/ajcn/3.1.11. No abstract available.
- Brock T, Stopford W. Bioaccessibility of metals in human health risk assessment: evaluating risk from exposure to cobalt compounds. J Environ Monit. 2003 Aug;5(4):71N-76N. doi: 10.1039/b307520f. No abstract available.
- KRISS JP, CARNES WH, GROSS RT. Hypothyroidism and thyroid hyperplasia in patients treated with cobalt. J Am Med Assoc. 1955 Jan 8;157(2):117-21. doi: 10.1001/jama.1955.02950190017004. No abstract available.
- Hallab N, Merritt K, Jacobs JJ. Metal sensitivity in patients with orthopaedic implants. J Bone Joint Surg Am. 2001 Mar;83(3):428-36. doi: 10.2106/00004623-200103000-00017.
- Hallab NJ. Lymphocyte transformation testing for quantifying metal-implant-related hypersensitivity responses. Dermatitis. 2004 Jun;15(2):82-90. doi: 10.2310/6620.2004.03054.
- Atanaskova Mesinkovska N, Tellez A, Molina L, Honari G, Sood A, Barsoum W, Taylor JS. The effect of patch testing on surgical practices and outcomes in orthopedic patients with metal implants. Arch Dermatol. 2012 Jun;148(6):687-93. doi: 10.1001/archdermatol.2011.2561.
- Leikin JB, Karydes HC, Whiteley PM, Wills BK, Cumpston KL, Jacobs JJ. Outpatient toxicology clinic experience of patients with hip implants. Clin Toxicol (Phila). 2013 May;51(4):230-6. doi: 10.3109/15563650.2013.768343. Epub 2013 Feb 20.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (見積もり)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (見積もり)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。