Alterations in Muscle After Total Knee Arthroplasty
7 czerwca 2021 zaktualizowane przez: University of Colorado, Denver
Alterations in Skeletal Muscle Gene Expression Following Total Knee Arthroplasty
The overall goals of this work are: 1) to elucidate alterations in gene expression and downstream protein synthesis 2 weeks after Total Knee Arthroplasty (TKA) to better explain quadriceps muscle atrophy after TKA and 2) understand the mechanisms responsible for improved maintenance of muscle strength with Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) utilization.
Furthermore, this investigation seeks to expand previous findings regarding attenuation of strength and functional performance deficits with NMES application to better understand how altered gene expression influences muscle function.
Przegląd badań
Status
Zakończony
Typ studiów
Interwencyjne
Zapisy (Oczekiwany)
20
Faza
- Nie dotyczy
Kontakty i lokalizacje
Ta sekcja zawiera dane kontaktowe osób prowadzących badanie oraz informacje o tym, gdzie badanie jest przeprowadzane.
Lokalizacje studiów
-
-
Colorado
-
Aurora, Colorado, Stany Zjednoczone, 80045
- University of Colorado School of Medicine
-
Aurora, Colorado, Stany Zjednoczone, 80045
- Univeristy of Colorado Anschutz Medical Campus
-
-
Kryteria uczestnictwa
Badacze szukają osób, które pasują do określonego opisu, zwanego kryteriami kwalifikacyjnymi. Niektóre przykłady tych kryteriów to ogólny stan zdrowia danej osoby lub wcześniejsze leczenie.
Kryteria kwalifikacji
Wiek uprawniający do nauki
50 lat do 75 lat (Dorosły, Starszy dorosły)
Akceptuje zdrowych ochotników
Nie
Płeć kwalifikująca się do nauki
Wszystko
Opis
Inclusion Criteria:
- 50 to 75 years of age
- Scheduled for unilateral TKA at University of Colorado Hospital
- Diagnosed with osteoarthritis
- Cognitive status that allows patients to consistently comprehend and repeat back directions regarding the details of the study
Exclusion Criteria:
- Neurological, vascular or cardiac problems that significantly limit function
- BMI > 35
- Testosterone supplementation
- Pregnancy
- Anticoagulant therapy
Plan studiów
Ta sekcja zawiera szczegółowe informacje na temat planu badania, w tym sposób zaprojektowania badania i jego pomiary.
Jak projektuje się badanie?
Szczegóły projektu
- Główny cel: Leczenie
- Przydział: Randomizowane
- Model interwencyjny: Przydział równoległy
- Maskowanie: Pojedynczy
Broń i interwencje
Grupa uczestników / Arm |
Interwencja / Leczenie |
|---|---|
|
Eksperymentalny: Neuromuscular Electrical Stimulation
Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) 48 hours after TKA, 5x/week, 2x/day, for 45 minutes/session. Standard Rehabilitation Protocol |
5x/week, 2x/day, for 45 minutes/session
Standard physical therapy after TKA
|
|
Aktywny komparator: Control
Standard Rehabilitation Protocol
|
Standard physical therapy after TKA
|
Co mierzy badanie?
Podstawowe miary wyniku
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Catabolic gene expression
Ramy czasowe: Change in gene expression from immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
Standard procedures including total RNA isolation, cDNA synthesis, cRNA labeling, microarray hybridization and image acquisition will be performed.
Protein content (translation of MAFbx, MuRF1, myostatin) will be analyzed.
Total RNA (500 ng) will be reverse transcribed with the iScript cDNA synthesis kit (Bio-Rad, Hercules, CA), and quantitative PCR will be performed using primer sets for genes of interest, reference genes and iQ SYBR Supermix (Bio-Rad) following manufacturer's protocols.
|
Change in gene expression from immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
Miary wyników drugorzędnych
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Changes in quadriceps strength
Ramy czasowe: 3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
Isometric quadriceps strength will be using a doublet interpolation test performed by research assistants blinded to participants' treatment randomization.
Briefly, patients will be seated and stabilized in a HUMAC NORM (Computer Sports Medicine Incorporated, Stoughton, MA) dynamometer with their knee flexed to 60 degrees.
After proper warm up, patients will be asked to perform a maximum voluntary isometric contraction of their quadriceps while receiving verbal reinforcement.
|
3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
|
Changes in quadriceps size
Ramy czasowe: 3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
Peripheral Quantitative Computed Tomography scans of the distal femur will be used to assess the changes in quadriceps muscle morphology quantitatively.
The maximal cross-sectional area of the quadriceps will be determined prior to TKA and ~14 days after TKA by manually placing the scanner at a line marked on the vastus lateralis one third of the distance between the greater trochanter and the lateral epicondyle of the femur.
The pQCT software will analyze the image and calculate muscle cross-sectional area.
A previous investigation by Cramer, et al. validated the pQCT to measurement of muscle cross-sectional area by comparison to MRI and (R2 values of 0.979 and 0.983).
In addition, the use of the pQCT to measure muscle cross sectional area had high test-retest reliability, with ICC values of 0.996 and 0.998.
|
3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
|
Changes in quadriceps activation
Ramy czasowe: 3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
Isometric quadriceps activation testing will be using a doublet interpolation test performed by research assistants blinded to participants' treatment randomization.
Briefly, patients will be seated and stabilized in a HUMAC NORM (Computer Sports Medicine Incorporated, Stoughton, MA) dynamometer with their knee flexed to 60 degrees.
After proper warm up, patients will be asked to perform a maximum voluntary isometric contraction of their quadriceps while receiving verbal reinforcement.
During the contraction, a 2 pulse, 600 µs duration/pulse, supramaximal 100Hz stimulus will be delivered to the muscle to assess whether the subject is indeed maximally contracting the quadriceps muscle and again at rest.
|
3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
|
Functional Performance Measures (4 meter walk test, timed up and go, stair climbing test)
Ramy czasowe: 3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
The timed Stair Climbing Test (SCT) places a high demand on the quadriceps and therefore measures a higher level of function and, therefore, minimizes the possibility of a ceiling effect.
The SCT has been shown to significantly correlate to the Timed Up and Go (TUG).
The TUG measures the time it takes a patient to rise from an arm chair (seat height of 46 cm), walk 3 m, turn and return to sitting in the same chair without physical assistance.25
This test has excellent inter-rater (ICC=0.99)
and intra-rater reliability (ICC=0.99),
as measured in a group of 60 functionally disabled older adults (mean age 80 years).25
The 4 meter Walk Test (4mWT) will be assessed at the fastest safe speed for each participant.
|
3 days Pre operative and 2 weeks post operative
|
|
Anabolic Gene Expression
Ramy czasowe: Immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
Standard procedures including total RNA isolation, cDNA synthesis, cRNA labeling, microarray hybridization and image acquisition will be performed.
Protein content (translation of mTOR, myogenin, and MyoD) will be analyzed.
Total RNA (500 ng) will be reverse transcribed with the iScript cDNA synthesis kit (Bio-Rad, Hercules, CA), and quantitative PCR will be performed using primer sets for genes of interest, reference genes and iQ SYBR Supermix (Bio-Rad) following manufacturer's protocols.
|
Immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
|
Muscle Fiber Cross-Sectional Area
Ramy czasowe: Immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
Cross sectional area of individual myofibrils taken from the vastus lateralis muscle using immunohistochemical staining and microscopy to determine change in cross sectional area comparing one hour before surgery to two weeks after surgery
|
Immediately pre surgery to 2 weeks after surgery
|
|
Changes in neural cell adhesion molecule (NCAM) concentration
Ramy czasowe: Preop and 2 weeks postop
|
NCAM will be assessed by immunohistochemistry with anti-CD56/NCAM antibody (555514; BD Biosciences, San Jose, CA), followed by goat anti-mouse AF555 (A-21127, ThermoFisher).
NCAM is a multifunctional cell-surface protein that has been shown to be associated with muscle regeneration, through its roles in neurite outgrowth and synaptic plasticity.
NCAM immunohistochemistry will be able to assess 1) denervation status, 2) skeletal muscle response to an intervention, and 3) the capacity for skeletal muscle to improve.
|
Preop and 2 weeks postop
|
Współpracownicy i badacze
Tutaj znajdziesz osoby i organizacje zaangażowane w to badanie.
Sponsor
Śledczy
- Główny śledczy: Victor Cheuy, PhD, University of Colorado, Denver
Daty zapisu na studia
Daty te śledzą postęp w przesyłaniu rekordów badań i podsumowań wyników do ClinicalTrials.gov. Zapisy badań i zgłoszone wyniki są przeglądane przez National Library of Medicine (NLM), aby upewnić się, że spełniają określone standardy kontroli jakości, zanim zostaną opublikowane na publicznej stronie internetowej.
Główne daty studiów
Rozpoczęcie studiów
1 października 2014
Zakończenie podstawowe (Rzeczywisty)
9 marca 2020
Ukończenie studiów (Rzeczywisty)
9 marca 2020
Daty rejestracji na studia
Pierwszy przesłany
7 października 2014
Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości
30 października 2014
Pierwszy wysłany (Oszacować)
4 listopada 2014
Aktualizacje rekordów badań
Ostatnia wysłana aktualizacja (Rzeczywisty)
9 czerwca 2021
Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości
7 czerwca 2021
Ostatnia weryfikacja
1 czerwca 2021
Więcej informacji
Terminy związane z tym badaniem
Słowa kluczowe
Dodatkowe istotne warunki MeSH
Inne numery identyfikacyjne badania
- 14-0905
Te informacje zostały pobrane bezpośrednio ze strony internetowej clinicaltrials.gov bez żadnych zmian. Jeśli chcesz zmienić, usunąć lub zaktualizować dane swojego badania, skontaktuj się z register@clinicaltrials.gov. Gdy tylko zmiana zostanie wprowadzona na stronie clinicaltrials.gov, zostanie ona automatycznie zaktualizowana również na naszej stronie internetowej .