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锻炼生物学后创伤后骨关节炎研究 - 一项试点和可行性研究 (ExeLoadBioPTOA)

2025年3月21日 更新者:May Arna Risberg

减轻ACL​​损伤的年轻人的持续异常关节负荷的靶向持续异常的关节负荷和股四头肌肌肉功能障碍的负担 - 飞行员和可行性研究

从危险因素到预防十字韧带损伤后的长期后果(ACL损伤) - 这是一个研究项目,我们寻求有关某些人的风险很高的新知识,而另一些人则在ACL手术后会出现长期疼痛,大腿肌肉功能障碍和骨关节炎等长期后果的低风险。 通过更多了解持续疼痛,大腿肌肉功能障碍以及骨关节炎的危险因素,我们有更大的机会为个人量身定制预防治疗措施。

我们知道,接受过ACL手术的人的一个亚组不会恢复股四头肌的正常功能,即它的强度并不像以前那样强,或者不像另一个健康方面那样强。 有些人可能会很好地注意到这一点,另一些人可能在短期内没有注意到那么多。 我们知道,股四头肌功能障碍会影响膝盖的生物力学关节负荷,并且可能是造成长期后果的危险因素,例如ACL损伤后持续性疼痛,大腿肌肉功能和骨关节炎。

我们有测量膝盖中关节载荷条件并确定软骨,膝关节下层骨组织的变化,并测量股四头肌肌肉力量和功能障碍的各个方面的方法。

在这项研究中,我们想建立有关膝关节荷载条件和股四头肌肌肉功能是否存在差异的新知识,并且患有较低风险的人和患有较高风险后发生创伤后骨关节炎的人,以及ACL手术后膝盖和股四肌功能和症状的膝关节载荷条件之间是否存在关联。

研究概览

详细说明

膝盖OA病的主要危险因素是众所周知的:关节损伤和肥胖。 对于患有ACL损伤的人,系统的评论报告说,ACL损伤后发生OA的风险增加了4至6倍。 在我们的Optiknee组最近的系统评价中,已经确定了以下PTOA的危险因素:ACL损伤带有伴随损伤(半月板和软骨损伤),ACL损伤后重新受伤,持久的四头肌功能障碍和关节损伤后的炎症。

更好地理解基于危险因素将患者分类为不同亚组的机制至关重要。 众所周知,驱动OA疾病发展的机制为1)机械和2)炎症。 导致PTOA的机制结合了机械,生物学,结构和神经肌肉因素。

持续异常关节载荷的机械应力是驱动OA疾病发展的无可争议的机制。 ACL损伤和重建后(ACLR)后改变关节力学(不足和过载)会导致关节表面关节软骨的压力不平衡,并且随着时间的流逝,关节表面关节表面的压力变化。

与PTOA风险较低的个体相比,这种持续性异常的膝关节关节载荷模式是否有所不同。

我们不了解关节载荷(下载或过载)或生化变化的主要驱动因素,以及是否可以将这些知识转化为开发联合载荷治疗干预措施。 但是,我们确实知道,股四头肌肌肉无力是非创伤OA和PTOA的可修改风险因素。 ACL损伤显示股四头肌肌肉功能下降,该肌肉功能模仿衰老,称为肌肉减少症。 股四头肌的肌肉功能障碍在ACLR后几年持续数年,即使停止结构化康复,并且已经质疑它是否恢复正常。 尽管数十年的高质量康复,但在所有受ACL受伤和重建的患者中正常化的股四头肌的功能仍未解决。

与低风险PTOA相比,这项研究的总体目的是了解高风险PTOA(与孤立的ACL损伤的人相比,与低风险的PTOA相比,高风险PTOA的个体中的异常机制和股四头肌肌肉功能障碍(相比之下)。

这项横断面研究包括ACLR后9个月至2年的40名参与者,其生物力学,神经肌肉和生物学评估和测试的测试协议广泛。 因此,对于计划的随机对照试验,这也是一项可行性研究,该试验是针对患有PTOA风险的人的联合载荷治疗干预措施对膝关节负荷变化的影响的影响。 此外,将包括40个个体的样本,以研究为未来随机对照试验计算样本量所需的主要结果的平均值和标准偏差。

横断面研究的具体目的是:

  1. 在步态,跑步和跳跃期间,膝关节负荷研究股四头肌肌肉的肌肉,形态,肌肉抑制和力量,以及ACLR后9个月至2年的个体中的炎症膝关节标记。
  2. 与分类为低风险的人(隔离的ACL损伤和无或最小的膝盖疼痛)相比,在分类为高风险的人(伴随损伤,持续性症状)的个体中表征生物力学,神经肌肉和炎症因子。
  3. 探索ACLR后9个月至2年的膝关节肌肉功能障碍和炎症标记之间的异常膝关节负荷,股四头肌肌肉功能障碍和炎症标记之间的关联
  4. 描述有关募集广泛测试协议的研究的可行性
  5. 一项针对未来机械性RCT的试点研究,涉及肌肉和联合负荷治疗运动计划对膝关节负荷的变化以及PTOA的替代结果的有效性。

研究类型

观察性的

注册 (估计的)

40

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

      • Oslo、挪威、0806
        • Department of Sport Medicine, Norwegian School Sport Sciences

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

  • 孩子
  • 成人

接受健康志愿者

不

取样方法

概率样本

研究人群

参与者将通过挪威膝盖韧带注册表(NKLR)招募。 其当前数据成立于2004年,显示1800至2000个人在挪威每年通过ACL重建。 NKLR在挪威包含> 90%的手术数据覆盖率的全国数据。

描述

纳入标准:

  • 单侧ACL损伤和ACLR(受伤和手术之间的一年)

    • 使用BPTB或绳肌移植进行的手术
    • 年龄在16至40岁之间
    • 手术时孤立的ACL或伴随的半月板损伤/软骨受伤
    • 奥斯陆或维肯地区的位置(生活)(由于需要在挪威体育科学学院和奥斯陆大学医院进行测试)
    • 健康,未受伤的对侧膝盖

排除标准:

  • 超过40岁,年龄低于16岁
  • 先前的ACL损伤(在受伤和手术之间重新爆发移植物或ACL损伤超过一年)
  • MCL/LCL 3级伤害
  • 纳入前不到一年的其他下肢伤害,或先前的炎症性关节炎或全身感染或炎症
  • 双侧ACL受伤的参与者

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

队列和干预

团体/队列
第1组:孤立伤害
第2组:综合伤害(伴随伤害)

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
胫骨接触力
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年

内侧和横向接触力是步态的站立阶段的时间的函数以及跑步和跳跃的加载阶段:

  • 步行和奔跑在地板上的力板(美国马萨诸塞州沃特敦,美国沃特敦)
  • 垂直和水平的单腿反向运动随着起飞和降落在力平台上而跳跃。

MSK建模和统计参数映射(SPM)分析将用于对步态的整个姿势阶段以及每个运动的着陆阶段的负载特性提供全面的理解

参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
Patelofemoral接触力
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
步行,跑步和跳跃 - 与胫骨接触力相同。
参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
股四头肌和腿筋等肌力量测试
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
测功机(Humac Norm,CSMI,Stoughton,MA,USA)中的最大同动腿伸展和屈曲强度在60°/s
参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
腿部压力/功率测试
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年

坐着的腿部压力测试:带有A420软件(Keisersport)的Keizer Air300水平气动设备。

调整座位的位置,以使每个参与者可导致大约90°的膝盖屈曲。 参与者将在10次重复方案期间以每次重复的最大努力延伸两条腿。 每条腿的力 - 速度轮廓的最大功率和最大力将用于进一步分析

参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
自愿股四头肌激活测试
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
插值抽搐技术(ITT)用于评估自愿性肌肉激活。 将两个经皮表面刺激电极放在股四头肌的远端和近端部位上
参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年

其他结果措施

结果测量
措施说明
大体时间
问卷包括舞会
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
参与者将获得电子问卷调查(Nettskjema;敏感数据(TSD),奥斯陆大学)。 参与者的特征,ACL损伤/诊断日期,ACLR的日期,先前的伤害或手术以及手术和包容性之间的重新调整是可以回答的数据的类型。 此外,两项经过验证的患者报告的结局指标(PROM)膝关节骨关节炎结果评分(KOOS)子量表和来自(IKDC)的国际膝盖文档(IKDC)也包括在电子问卷中。 所有舞会都是0(最差)-100(最佳)的比例。
参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
磁共振成像(MRI) - 双侧
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年

- MRI骨关节炎的膝盖评分(Moaks)(Hunter等,2011)将作为半定量评分方法,用于在0(最佳)-4(最差)的两个膝盖中的不同特征。

还将包括以下量化的MRI序列:

  • 快速变质的梯度回声(FSPGR)
  • T2和T2*映射
  • 脂肪 - 选择T2映射
参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
股四头肌的超声(美国)成像
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
肌肉结构和3D卷。 将使用专用软件3D切片机(3D切片器图像计算平台)分析US成像数据。 (n.d。)。 3D切片机。 从https://slicer.org/取回2025年2月3日 和斐济(Schindelin等人(2012)。 斐济:生物形象分析的开源平台。 自然方法,9(7),676-682。 https://doi.org/10.1038/nmeth.2019)。
参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
肌肉的活检
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
静止的肌肉活检将从m的中部获得。双腿的巨大外侧。 活检与局部麻醉(10 mg·Ml-1 Xylocaine + 5 µL·ML-1肾上腺素,阿斯利康,伦敦,英国,英国)一起收集。 活检分析的主要结果将与未受伤的一侧进行比较:不同纤维类型的肌肉纤维尺寸(例如 类型I(慢)和II型(快速)),纤维类型分布(描述),卫星单元(与未受伤的一侧相比)和肌核核的数量,毛细管化(描述)以及线粒体酶的含量(描述)。
参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
滑液样品
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年

使用无菌技术,将通过用19克针的指数从指数中抽出滑液。 最多将吸气10毫升(至少可以存储200 ul,但至少瞄准5毫升)。

生物标志物:临床标志物(积液等级,血肿级)和滑液分子标记(候选炎症标志物IL-6和MCP-1,作为预测结果的预测“高风险标记”的有限面板的一部分),以比较高风险组和低风险组。 在尝试抽吸之前,所有参加面对面探访的参与者的积液等级将记录在尝试之前(无/轻度/中等/大,使用标准临床分级),按照已发表的方法对血液含量(无/轻度/中度/严重的血液染色)进行分级,并在20°C的受控温度下以3000g的速度在3000G处进行离心。 上清液将在-80°C下存储在冰冻瓶中,直到使用为止。

参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
X射线 - 双边
大体时间:参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年
X光片(X射线)将使用标准化协议,重量,后X线片,10°Caudal X射线​​光束角度使用SYNAFLEXER定位框架,进行10°尾部X射线束角。 X射线将根据国际骨关节炎研究协会(OARSI)得分和Kellgren&Lawrence(KL)得分从0(正常)-4(最坏)得分。
参与者进行一次测试,因为这是一项横断面研究,在ACLR之后9个月至2年

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2024年9月19日

初级完成 (估计的)

2025年4月1日

研究完成 (估计的)

2025年7月1日

研究注册日期

首次提交

2025年2月8日

首先提交符合 QC 标准的

2025年3月21日

首次发布 (实际的)

2025年3月25日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2025年3月25日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2025年3月21日

最后验证

2024年9月1日

更多信息

与本研究相关的术语

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

未定

IPD 计划说明

因为这也是一项可行性和试点研究。 PI,Co-Pis和科学顾问委员会将讨论此问题。

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

在美国制造并从美国出口的产品

不

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