1.1 试验设计 前瞻性、随机、阳性平行对照、非劣效性临床试验。
1.2 试验完成地点 试验在中国湖北省,十堰市太和医院骨科1病区完成。
1.3 试验设计执行流程 共招募符合标准的、需要进行膝关节置换的膝关节疾病患者72例,采用区组随机化方法按1∶1的分配比例进行分组,其中试验组和对照组各36例患者。
试验组和对照组分别采用武汉医佳宝生物材料有限公司的新研制的膝关节假体及已获得CFDA批准的北京爱康宜诚医疗器材有限公司的膝关节假体(国械注准20153461366)进行人工膝关节置换,分别于置换前、置换后2周(±5 d)、置换后6周(±15 d)、置换后3个月(±15 d)、置换后6个月(±15 d)及置换后12个月(±15 d)对两组的有效性和安全性结果指标进行随访。
试验观察周期选择为12个月,预计全部临床试验病例做完约需8个月,所以每位手术者的预期参与持续时间为12个月,总体持续时间约20个月。
试验于2017年2月开始招募对象,预计2017年9月完成招募,2018年11月完成数据分析。
试验流程图见图1。
1.4 受试对象
1.4.1 纳入标准 患者必须满足以下所有要求,方可纳入:
(1)患有如下至少一种膝关节疾病:如原发性或继发性膝关节骨关节炎、创伤性关节炎、类风湿性关节炎或强直性脊柱炎等全身疾病累及膝关节、退行性关节炎、膝关节肿瘤切除、膝内翻或外翻矫形及膝部创伤骨折的老龄患者;
(2)受试者年龄在35周岁以上,性别不限;
(3)患者骨骼已成熟,即膝关节X射线平片显示骨骺闭合者;
(4)受试侧患肢为初次接受全膝关节置换;
(5)受试者愿意并且能够签署知情同意书者。
1.4.2 排除标准 符合如下条件之一者将被排除研究:
(1)患者神经肌肉功能不全(如麻痹、肌溶解或外展肌无力)会导致置换后膝关节不稳定或步态异常者;
(2)患者精神上无能力或者不能理解参与研究的要求;
(3)预计无依从性(如酗酒、吸毒、药物滥用者;不愿意接受12个月的研究计划;患者的预期值不现实或者患者有明显的情绪问题);
(4)已知患者对一种或多种植入的材料有过敏史;
(5)膝关节或身体其他部位存在活动性感染病灶者;
(6)膝关节周围具有严重的骨质疏松、骨缺损、代谢性骨病、放射性骨病者;
(7)体质虚弱或因全身其他疾病不能耐受手术者,或预期寿命不足2年者;
(8)怀孕或哺乳期妇女,或期望生育的妇女;
(9)受试者合并的其他疾病限制其参加研究,不能依从随访或影响研究的科学性和完整性(如下肢其他关节(踝)疾患致功能严重受损,影响评估者;全身其他主要关节(膝、髋)曾经植入人工关节假体者);
(10)受试者入选前曾参加过其他药物、生物制剂或器械临床研究,而未达到主要研究终点时限者。
1.4.3 撤出标准 所有填写了知情同意书并筛选合格进入试验的受试者,无论何时何因退出试验研究,只要没有完成方案所规定的观察周期,均为脱落病例:
(1)受试者因各种原因撤回知情同意书,退出试验;
(2)严重违反验证方案者;
(3)因不良事件尤其是严重不良事件,伦理委员会从伦理道德角度考虑中止研究者;
(4)试验期间如有发生不良事件不得不取出植入物或采取其他治疗者;
(5)因知情同意过程不完善或无知情同意过程者;
(6)研究者认为不再适合继续进行临床验证者;
(7)失访而无任何疗效数据者;
(8)随访时受试者患有非试验引起的重大疾病或者死亡,影响试验数据评定;
(9)其他原因需中止试验者。
1.4.4 撤出病例的处理
(1)所有退出受试者均应保留全部源数据和源文件,既作留档,也是进行意向性分析(ITT Analysis)所需。当受试者退出后,研究者应采取多种形式如电话、邮件等尽可能与受试者联系,询问理由;
(2)将终止验证的时间和原因详细记录在病例报告表上;
(3)因不良事件而脱落者如经随访最终判断与试验器械存在因果关系,必须记录在CRF表中,并通知申办者。对因不良事件而终止验证的患者必须随访至不良事件得到解决或稳定。
1.5 基线分析 收集对象基线资料见
表1。
1.6 样本量 根据课题组以往行膝关节验证的结果推断,试验估计试验组置换后1年的HSS平均得分为80-90分,若与平均86分的数据对照,应有实际分差,这个分差设定为-1.5分。HSS评价满分100,临床上认为分差小于10分不能区分疗效的实质优劣;另一方面HSS评价70分以上视为优良疗效,而对照组为同类型优质膝关节假体,置换后6个月以上的疗效数据平均在85分以上,多为优效,因此,其作为试验的阳性对照,有效性证据充分。
经骨科临床专家讨论,试验设定对照组(阳性对照)的优良率πC为98%,非劣效界值为δ=10.0%,取单侧α=0.05,β=0.2,Power=0.8,试验组与对照组的分配比例为1∶1,采用PASS 11.0软件(PASS,Keysville,UT,USA)计算后可得试验试验组与对照组各需36例,两组合计共72例,按10%脱落病例计算,应纳入80例。但由于入组标准因素的限制,最终实验确定试验样本量为72例,试验组与对照组各36例,在试验中尽可能做到全部病例全部得到随访。
1.7 招募 通过十堰市太和医院门诊招募方式招募患者。研究者或者参与试验的其他人员,不强迫或者以其他不正当方式诱使受试者参加试验。
1.8 随机化 由统计学专业人员提供试验随机分组电子版表格文件,利用SAS 9.3软件(SAS Institute Inc.,Cary,NC,USA)固定种子数产生,采用区组随机法和计算机系统的中央随机法,在计算机上自动分配随机号及随机结果。研究者应根据随机结果使用对应的膝关节假体对受试者进行治疗,并打印随机结果清单保存。
1.9 盲法 试验采用单盲法评估,试验中主要疗效指标的HSS评分是由独立第3方人员进行评价,第3方人员无法区分哪些X射线片为试验组还是对照组,以此排除对疗效判断的干扰。
1.10 干预
1.10.1 新型膝关节假体 试验使用的膝关节假体包含了股骨髁、半月板、胫骨托及髌骨4个主要部件。每个部件具有多种不同规格,医生可根据患者情况进行选择组合使用。膝关节假体采用铸造钴铬钼合金制造的股骨髁和高交联聚乙烯制造的半月板作为关节活动摩擦工作面,股骨髁表面经精密磨床加工而成,具有极高的表面质量,可有效减少活动磨损;半月板经精密机械加工而成,与普通聚乙烯产品相比,其化学性能稳定,耐磨损性能大大提高,生物相容性能优良,在发达国家已经大量被使用,临床效果优异。人工膝关节是仿照人体膝关节结构,采用生物相容性和力学性能良好的材料设计制造的植入式关节假体,用于置换被疾病或创伤损坏的膝关节。手术过程中根据患者情况选择合适的型号规格实施人工膝关节置换。
对照组使用的膝关节假体包含了A3型股骨髁、胫骨垫片、A3胫骨平台、髌骨4个主要部件。每个部件具有多种不同规格,医生可根据患者情况进行选择组合使用。股骨髁及胫骨平台使用铸造钴铬钼合金制造,与验证关节相同,胫骨垫片使用超高分子量聚乙烯制造。验证关节半月板表面更光滑,耐磨损性能更高。
1.10.2 新型假体使用规范 试验产品及配套手术工具必须有申办方提供给研究者,试验产品必须被锁存在只有授权人可以进入的区域内。试验产品保存条件必须符合申办方提供的产品说明书中的要求。研究者或他的指定人或器械保管人员将负责和了解试验品的库存及运输情况。其他的术中需要的器械必须由医院按照常规程序由院方提供给受试者。每个临床研究单位都应该制定相关负责人负责试验产品的管理。研究者必须保证试验品是严格按照规定方法使用的。该试验产品负责人准确记录试验产品的运输、接收、分发及销毁记录,且全部记录需最终进行保存。
1.10.3 膝关节置换方法 试验组和对照组采用的置换方法一致,具体步骤如下:手术选择膝关节正中纵切口,于股骨髁间窝开髓,开髓点多位于股骨髁间窝最高点与股骨髌骨滑车最低点之间,少许偏内侧,需要按照置换前X射线线片股骨纵轴与髁间窝交点的位置调整,随后将股骨髓内定位杆插入股骨髓腔内。股骨假体旋转轴应该与膝关节股骨内、外上髁连线一致。清理关节后方软组织并取出关节后方增生的骨赘和游离体,使用关节间隙测块在屈膝90°位和伸膝位时测量屈伸间隙是否平衡。在内、外翻应力下屈曲90°位或伸直位的内、外侧张口程度不应超过2 mm,然后进行股骨和胫骨假体试模复位。置换后记录手术情况和产品使用情况,留存手术影像记录。
1.10.4 置换后处理 为预防下肢深静脉血栓形成进行抗凝治疗,预防感染,指导患者进行膝关节功能锻炼。
1.11 结局指标
1.11.1 主要观察指标 置换后12个月(±15 d)膝关节HSS评分的优良率:即各组置换后评HSS分达到优、良的患者例数百分比。
HSS评分标准[13]:满分100分,85-100分为优,70-84分为良,60-69分为一般,小于59分为差。
1.11.2 次要评价指标
(1)置换前、置换后2周(±5 d)、6周(±15 d)、3个月(±15 d)、6个月(±15 d)、12个月(±15 d)膝关节正侧位X射线形态:评价置换后膝关节形态恢复情况。
(2)置换后2周(±5 d)、6周(±15 d)、3个月(±15 d)、6个月(±15 d)、12个月(±15 d)的不良反应发生率:不良反应发生率=发生不良反应的患者例数/患者总例数×100%,以评价假体置入后安全性。
(3)置换后2周(±5 d)、6周(±15 d)、3个月(±15 d)、6个月(±15 d)、12个月(±15 d)的各种类型不良反应与植入膝关节假体的相关性:记录各组并发症的类型、数量、百分比,并采用相关性分析分析其与植入髋关节假体(假体松动及下沉)的相关性。
1.12 试验主要及次要观察指标和观察流程 见
表2。
1.13 不良事件
1.13.1 不良事件定义 自患者签署知情同意书并入选择试验开始,在研究周期内发生的任何不良医疗事件,无论与试验器械是否有因果关系,均判定为事件。试验期间如实记录不良事件,包括不良事件的名称、发生和终止的时间、严重程度、与已知事件的关系、采取的措施和转归。
不良事件严重程度判定:①轻度:不影响日常活动;②中度:影响日常活动;③重度:丧失日常活动能力。
1.13.2 严重不良事件 是指临床试验过程中发生的导致:死亡、延长住院时间或再入院、致命的疾病或者伤害、身体结构或者身体功能的永久性缺陷、需要进行医疗或者手术干预以避免对身体结构或者身体功能造成永久性缺陷等事件。
1.13.3 严重不良的报告程 试验过程中发现不良事件时,应对受试者进行积极干预,直至受试者病情得到控制。并将不良事件表如实记录在病例报告表中,最后进行统计学分析。当判断该不良事件属于严重不良事件,无论与试验产品有无关系,必须立即采取适当的治疗措施,同时在获悉后24 h内报告给主要研究者、临床研究单位的伦理委员会及临床监查员。
1.13.4 不良事件的预测及处理 与假体相关的不良反应:包括假体断裂、松动、脱位、功能恢复不理想、过度磨损、植入部位应力骨折。严密的观察和评估患者置换后情况和假体的稳定性,如对患者造成损害,应及时终止研究,并对患者采取及时治疗。
与置换相关的不良反应:包括肺栓塞及下肢深静脉血栓形成。处理措施包括:置换前即开始按照常规进行下肢静脉血栓筛查;置换后应预防性应用抗凝药物,并同时采取机械性辅助措施;对疑似患者复查下肢静脉彩超,出现下肢深静脉血栓后及时按照常规处理。
置换后假体周围感染的应对措施:所提供的假体按照国家标准在洁净间清洗、包装并经射线辐射消毒,同一批消毒的产品需要做微生物学检测,保证无菌状态;临床医务人员应重视对感染的预防。置换前应积极治疗患者存在的各部位隐匿感染,术中严格遵循无菌原则并精细操作,预防性应用抗生素等均为必要的预防措施;一旦发生置换后假体周围感染需正确使用抗生素和彻底清创。清创术时可考虑一期或二期假体置换,若患者体质和病情不允许,也可考虑单纯取出假体行关节旷置。
假体型号选用不当或位置、角度安置不佳引起肢体功能恢复不良的应对措施:由经验丰富的医生完成手术;手置换前通过影像学资料测量,模版比对,确定使用假体的型号和大小,选择合适的假体备用;术中使用试模调试后最终确认植入假体型号,如果发现错误必要时拆除再次安装;置换后通过影像学观察再次确认假体植入位置及大小是否准确。
1.14 数据收集、管理、分析、开放
数据收集:由研究者填写纸质病例报告表(CRF),每位入选病例必须完成病例报告表。如实、详细、认真记录CRF表中各项内容,以确保病例报告表内容完整真实、可靠。
数据管理:整个试验过程严格执行临床试验质量管理规范,所有纸质CRF记录完整、真实、清晰、客观后将试验数据输入计算机,锁定数据后储存。完成的病例报告表由监查员审查后,第一联移交数据管理员,进行数据录入与管理工作。第一联移交后,病例报告表的内容不再做修改。
数据分析:试验方案确定后,由统计人员负责与主要研究者协商制订统计分析计划书。数据统计分析使用SAS 9.3软件完成。统计分析内容包括:实际两组受试者入选数量,脱落和剔除病例情况,人口统计学和其他基线特征,疗效分析及安全性分析。除了下文所列的统计方法外,可能还需要进行详细和附加的探索性分析,并在研究报告和分析计划(SAP)中确认。统计分析内容包括:两组受试者入组、脱落和剔除病例情况,人口统计学和其他基线特征,疗效分析及安全性分析。
数据开放:若研究者出版或其他公开关于此次临床试验的试验产品所获得的结果,都必须得到申办方的事先书面同意,申办方应在30个工作日内就拟披露内容进行审阅并予以答复。未获得研究者同意的前提下,申办方不会在试验器械宣传及广告等商业用途上应用研究者的名义,但就试验器械开展临床试验及向CFDA提出试验器械准产许可时,可无需研究者同意直接使用此次临床试验过程中所得出医疗器械临床试验报告等一切成果。
1.15 质量控制 研究人员应严格遵照国家关于医疗器械临床试验的管理规定及有关操作规程。机构和人员要求:研究中心必须取得骨科专业的国家药物临床试验机构资格。在临床试验启动前,对临床试验相关人员进行培训,包括临床方案,知情过程,器械使用,文件填写等各个方面进行培训。在试验过程中,根据临床实际情况对研究者和试验相关人员针对性培训。
1.16 统计学分析
1.16.1 统计学方法 使用SAS 9.3软件进行数据分析。计量资料采用均值、标准差、中位数、最小值、最大值进行统计描述;计量资料及登记资料指标采用频数及频率进行统计描述。对主要疗效指标计算试验组与对照组优良率之差及其95%CI,其下限大于-10.0%即可认为非劣效成立。两组间计量指标的组间比较采用两样本t 检验或Mann Whitney U秩和检验,两组分类指标的组间比较采用Peasonχ2检验或Fisher精确概率法,两组等级资料采用Wilcoxon秩和检验或CMHχ2检验。
1.16.2 疗效评价 将试验组和对照组临床优良率之间进行非劣效性检验,非劣效界值为δ=10.0%,检验假设为:
H0:试验组与对照组临床优良率之差(πT-πC)≤-δ
H1:试验组与对照组临床优良率之差(πT-πC)> -δ
采用考虑中心效应的CMHχ2检验对试验组与对照组的临床优良率进行差异比较,并计算率之差的单侧95%CI下限,当下限大于-10.0%时即可认为非劣效成立。
1.16.3 安全性评价 两组不良事件发生率比较采用卡方检验。
1.16.4 双膝患者数据处理 针对双膝患者,若指标为双侧分别评价,分两种情况采用其中一侧数据纳入统计分析集。双膝同台手术,取置换后疗效结果较差的一侧数据纳入分析集;双膝分期手术,取第二次手术一侧疗效数据纳入分析集。
1.16.5 报告偏离原定统计计划的程序 如果发生“未完全执行方案统计分析计划”的情况下,其变更程序应提前申请,比如统计计划的变更应该如实的记录在统计分析计划中,包括改动的地方、改动的原因、改动的时间等修订记录。
1.16.6 纳入分析中的受试者的选择标准及集合分析 纳入分析的研究人群分为以下几类:
(1)全分析集(FAS):按照意向性治疗(Intention To Treat)原则的受试者集:指所有参与治疗、且具有基线疗效评价的受试者所构成的数据集。对于未能观察到全部疗效评价的受试者,采取LOCF(last observation carry forward)原则进行数据换转。
(2)符合方案集(PPS):指所完成试验,且排除了严重违背方案(指研究对象违背入选标准或排除标准)的治疗人群小组。
(3)安全性分析集(SS):指所有使用了受试器械、并且至少有一次基线层安全性评价的受试者集。疗效分析将在全分析集和符合方案集的基础上进行。所有基线人口统计学资料分析将在全分析集的基础上进行,安全性评价将在安全集上进行。