Periprosthetic Joint Infections of the Knee Lastingly Impact the Bone Homeostasis
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT After periprosthetic joint infection (PJI)-dependent revision surgery, a significantly elevated number of patients suffer from prosthesis failure due to aseptic loosening and require additional revision surgery despite clearance of the initial infection. The mechanisms underlying this pathology are not well understood, as it has been assumed that the bone stock recovers after revision surgery. Despite clinical evidence suggesting decreased osteogenic potential in PJI, understanding of the underlying biology remains limited. In this study, we investigated the impact of PJI on bone homeostasis in a two-stage exchange approach at explantation and reimplantation. Sixty-four human tibial and femoral specimens (20 control, 20 PJI septic explantation, and 24 PJI prosthesis reimplantation samples) were analyzed for their bone microstructure, cellular composition, and expression of relevant genetic markers. Samples were analyzed using X-ray microtomography, Alcian blue and tartrate-resistant acid phosphatase staining, and RT-qPCR. In patients with PJI, bone volume (BV/TV; 0.173 ± 0.026; p < 0.001), trabecular thickness (164.262 ± 18.841 μm; p < 0.001), and bone mineral density (0.824 ± 0.017 g/cm2; p = 0.049) were reduced; trabecular separation (1833.939 ± 178.501 μm; p = 0.005) was increased. While prevalence of osteoclasts was elevated (N.Oc/BS: 0.663 ± 0.102, p < 0.001), osteoblast cell numbers were lower at explantation (N.Ob/BS: 0.149 ± 0.021; p = 0.047). Mean expression of bone homeostasis markers osteocalcin, osteopontin, Runx2, TSG-6, and FGF-2 was significantly reduced at prosthesis explantation. Despite partial recovery, all analyzed parameters were still significantly impacted at reimplantation. In contrast, mean expression of osteoclastogenesis-stimulating cytokine IL-17a was significantly increased at both explantation and reimplantation. In this study, we found a strong and lasting impact of PJI on the bone homeostasis on a molecular, cellular, and microstructural level. These changes may be responsible for the increased risk of prosthesis failure due to aseptic loosening. Our data suggest there is significant potential in modulating bone homeostasis to improve prosthesis fixation and long-term clinical outcome in affected patients. © 2023 The Authors. Journal of Bone and Mineral Research published by Wiley Periodicals LLC on behalf of American Society for Bone and Mineral Research (ASBMR).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».