POLVEN NIVELRUSTOVAURIOIDEN OPERATIIVINEN HOITO JA KUNTOUTUS LIIKUNNAN AVULLA

POLVEN NIVELRUSTOVAURIOIDEN OPERATIIVINEN HOITO JA KUNTOUTUS LIIKUNNAN AVULLA Johanna Jäppinen Kandidaatintutkielma Liikuntalääketiede Itä-Suomen yliopisto Lääketieteen laitos Tammikuu 2013

ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO, Terveystieteiden tiedekunta Lääketieteen laitos Liikuntalääketiede JÄPPINEN, JOHANNA: Polven nivelrustovaurioiden operatiivinen hoito ja kuntoutus liikunnan avulla Kandidaatintutkielma 52 sivua Ohjaajat: FT Mika Venojärvi, TtM Marja Randelin Tammikuu 2013 Avainsanat: polvinivel, nivelrusto, rustovaurio, kirurginen hoito, kuntoutus, liikunta Tämä kandidaatintutkielma käsittelee polven nivelrustovaurioiden operatiivisia hoitomenetelmiä ja operatiivisen hoidon jälkeistä liikunnallista kuntoutusta. Ensimmäisessä kappaleessa käsitellään polven nivelruston rakennetta, toimintaa ja ominaisuuksia. Rustokudoksen uusiutumiskyvyn on todettu olevan vaurioitumisen jälkeen heikko. Polven nivelrusto saattaa vaurioitua tapaturmaisesti tai pitkällä aikavälillä liiallisen kuormituksen seurauksena. Toinen kappale sisältää operatiivisten hoitomuotoja sekä niiden keskinäistä vertailua viimeisimpään tutkimustietoon pohjautuen. Tässä kappaleessa käsitellään lisäksi operatiivisen menetelmän valintaan liittyviä tekijöitä ja tuodaan esille operatiivisista hoitomenetelmistä mm. varhaisimmat menetelmät, mikrofraktuura-menetelmä, rustoluu- ja rustosolusiirre sekä biomateriaalien avulla tapahtuvia nivelrustonkorjausmenetelmiä. Kolmas kappale käsittelee postoperatiivista kuntoutusvaihetta, mikä on olennaista operatiivisen hoidon jälkeen, jotta potilas palautuu toivotussa aikataulussa toiminta- ja työkuntoiseksi. Kuntoutusprosessi määräytyy jokaiselle potilaalle yksilöllisesti nivelrustovaurion operaatiotavan, vaurioasteen ja potilaan lähtötilanteen mukaan. Liikeja liikuntaharjoittelun onnistuminen on polven rustovaurion operoinnin jälkeen kuntoutuksessa erittäin tärkeä. Tutkielmassa käsitellään polven nivelruston rakenteen, toiminnan ja ominaisuuksien, sekä operatiivisten menetelmien lisäksi liikunnan merkitystä kuntoutuksen tukena. Työssä esitellään polven nivelrustovaurioleikkauksen jälkeisiä ohjeellisia toipumisaikoja sekä kuntoutusperiaatteita lähdekirjallisuuteen pohjautuen. Operatiivinen menetelmä ja sen jälkeinen kuntoutusvaihe määräytyy tapauskohtaisesti rustovaurioalueen koon, syvyyden ja sijainnin mukaan. Mikrofraktuuramenetelmää käytetään pienten rustovaurioalueiden korjaamisessa, kun mosaiikkiplastialla pystytään puolestaan hoitamaan hieman suurempia vaurioalueita. Autologinen rustosolusiirre on käytössä kaikkein suurimmissa rustovaurioalueiden korjauksissa, mutta on kaksivaiheisen operatiivisen hoidon ja näin ollen myös kuntoutuksen suunnittelun kannalta haasteellisempi. Mikrofraktuura ja mosaiikkiplastiamenetelmä ovat käytetympiä sekä kustannuksiltaan edullisempia kuin autologisen rustosolusiirteen avulla tehtävät nivelruston korjaukset. Autologiset rustosolusiirteet ovat yleistymässä, mutta ovat toistaiseksi vielä melko vähän käytettyjä.

SISÄLTÖ 1. JOHDANTO.. 4 2. POLVINIVELEN RUSTOVAURIOT. 6 2.1 Nivelruston rakenne, toiminta ja ominaisuudet. 6 2.2 Nivelrustovaurioiden yleisimmät syyt.. 8 2.3 Nivelrustovaurioiden luokittelu 9 3 POLVEN RUSTOVAURIOIDEN OPERATIIVISET HOITOMUODOT. 11 3.1 Hoitomuodon ja leikkausmenetelmän valinta 11 3.2 Varhaisimmat menetelmät. 12 3.3 Mikrofraktuura eli mikromurtumamenetelmä 13 3.4 Rustoluusiirre eli mosaiikkiplastia. 17 3.5 Autologinen rustosolusiirre-menetelmä. 19 3.6 Biomateriaalit. 22 3.7 Operatiivisten hoitomuotojen yhteenveto 25 4 RUSTOVAURIOIDEN KUNTOUTUS LIIKUNNAN AVULLA 27 4.1 Kuntoutuksesta keskeisimmät periaatteet.. 27 4.2 Mikrofraktuuraoperaation jälkeinen kuntoutus. 29 4.3 Mosaiikkiplastian jälkeinen kuntoutus. 32 4.4 Autologisen rustosolusiirteen ja biomateriaalien käytön jälkeinen kuntoutus 33 4.5 Kuntoutuksen yhteenveto.... 36 5 POHDINTA. 38 LÄHTEET. 41

4 1 JOHDANTO Polven rustovauriot ovat varsin yleisiä tuki- ja liikuntaelinsairauksia. Rustovaurio voi syntyä esimerkiksi tapaturmaisesti tai pitkäaikaisen toistuvan mekaanisen rasituksen seurauksena. Vaurion voi aiheuttaa chondromalasia eli ruston pehmentymäsairaus tai osteochondritis dissecans eli luu- ja rustonkappaleita irrottava sairaus. Rustovaurio voi syntyä myös polvinivelen muun trauman (esim. nivelkierukkavamma, ristisidevamma) yhteydessä eli ns. liitännäisvammana. (Johnsson ym. 1998; Kiviranta & Vasara 2004) Polven tähystysleikkauksen yhteydessä yli 60%:lta tähystetyistä potilaista löytyy vaurioitunut rustovaurioalue. Valitsemalla potilaalle parhaiten soveltuva hoitovaihtoehto pyritään siihen, että nivelrusto korjaantuisi leikkauksen ja kuntoutuksen jälkeen lähelle tervettä nivelrustoa. Onnistunut nivelruston korjausleikkaus on hyvä keino estää myöhemmän nivelrikon kehittyminen. (Kiviranta & Vasara 2004; Kiviranta ym. 2010) Polven rustovaurioiden leikkaushoidot ovat kehittyneet viime vuosina huomattavan harppauksen ja kehitystyötä tehdään jatkuvasti. Aikaisemmin käytössä olleiden hoitomuotojen rinnalle on tullut kantasoluja ja kasvutekijöitä geenitekniikan avulla hyödyntäviä hoitoja. Nivelruston korjausmateriaalina voidaan nykyään käyttää ihmisen oman rustoluu- tai rustosolusiirteen lisäksi tätä varten kehitettyjä biomateriaaleja. (Kiviranta & Vasara 2004; Falah ym. 2010; Kiviranta ym. 2010). Haasteelliseksi rustovaurioiden hoidon tekee se, että rustokudoksen regeneraatio- eli korjaantumiskyky on erittäin heikko. Liiallinen rasitus tai täydellinen liikkumattomuus ei ole nivelrustokudokselle hyväksi. Vielä ei tiedetä, missä nivelrustojen fysiologisen kuormituksen raja kulkee eli millainen kuormitus on hyödyllistä ja millainen puolestaan haitaksi nivelrustojen toiminnalle. (Helminen ym. 2000; Kiviranta & Vasara 2004; Kiviranta ym. 2010; Suokas ym. 2010; Kujala, 2011) Tämä kandidaatintutkielma tarkastelee polven nivelrustovaurioiden käytössä olevia operatiivisia menetelmiä, joista esitellään yleisimmin käytössä olevat. Operatiivinen hoito näyttää tuovan parhaita hoitotuloksia nuorilla, ensi kertaa operoitavilla potilailla. Lisäksi tutkielmassa käsitellään operatiivisen hoidon jälkeistä liikunnallista kuntoutusta, mikä on olennainen osa nivelruston korjausprosessia. Oikein toteutettu liike- ja

5 liikuntaharjoittelu tukee nivelruston paranemisprosessia ja auttaa potilasta palaamaan nopeammin tavalliseen arkielämään.

6 2 POLVINIVELEN RUSTOVAURIO 2.1 Nivelruston rakenne, toiminta ja ominaisuudet Nivelrusto on pitkälle erilaistunutta sidekudosta, missä ei tapahdu solujakautumista, eikä se sisällä erilaistumiseen kykeneviä kantasoluja. Nivelruston tehtävänä on kantaa kuormaa ja suojella nivelkalvollisten pitkien luiden päitä sekä vähentää kitkaa nivelessä. (Hasler ym. 1999; Kiviranta & Vasara 2004; Mano 2007) Ruston soluväliaineesta 60-80% on vettä. Veden lisäksi soluväliaine sisältää 10% proteoglykaaneja ja noin 20% kollageenia, josta 80-90% on rustolle tyypillistä tyypin II kollageenia. Kiinteän osan rustoa muodostavat pääasiassa tyypin II kollageenisäikeet PG-molekyylien kanssa. Terveessä rustossa on tämän lisäksi yleensä alle 10% tilavuudesta rustosoluja eli kondrosyyttejä. Kondrosyytit vastaavat rustokudoksen aineenvaihdunnasta, koostumuksesta ja asteittaisesta uusiintumisesta, mutta rustokudoksen regeneraatio- eli korjaantumiskyky on erittäin heikko. (Hasler ym. 1999; Kiviranta & Vasara 2004; Mano 2007). Nivelrustossa ei ole hermokudosta, jonka vuoksi rustovaurion oireet ilmenevät usein vasta toissijaisina vaurioina. Siinä ei ole myöskään verisuonitusta eli elimistön tavanomainen korjaus- ja arpikudoksen vauriomekanismi ei pysty toimimaan ja vaurioiden korjaantuminen on monin tavoin hitaampaa. Täysin tuhoutunut nivelrusto voi korvautua säierustolla (koostuu pääasiallisesti tyypin I kollageenisäikeistä), mitä monet kirurgiset rustonkorjausmenetelmät pyrkivät käyttämään apuna. Säierusto ei kuitenkaan ole toiminnallisilta eikä muiltakaan ominaisuuksiltaan alkuperäisen nivelruston kaltaista eikä sitä suositella suurien kantavien pintojen nivelruston korjauskudokseksi. (Julkunen 2008; Kujala 2011). Nivelruston paksuus vaihtelee muutamasta mikrometristä muutamaan millimetriin. Siihen vaikuttaa nivelen osa, missä rustokudos sijaitsee eli onko kyseessä kantava vai ei-kantava nivelpinta. Lisäksi ruston paksuuteen vaikuttaa kuormituksen määrä (Kujala 2011). Polven nivelrusto on paksuimmillaan polvilumpion alla, missä se on paksuimmalta kohdaltaan 4 5 mm, kun puolestaan reisiluun alaosaa suojaava rustokudos on noin 2 3 mm:n paksuista. (Shellock & Powers 2001, 151) Koo tutkimusryhmineen (2003) on puolestaan havainnut rustokudoksen paksuudeksi reisi- ja

7 sääriluun kantavilla nivelpinnoilla 2,5 mm ja vastaavaan päätelmään on tullut myös Cohen ym. (1999). Terve ja toimintakuntoinen nivelrusto ei kulu käytettäessä vaan sen on todettu rakentavan sopivan kuormituksen avulla lisää kuormitusta kantavaa rustokudosta. Nivelrusto kestää siis suurtakin kuormitusta ja tarvitsee sitä sopivissa määrin pysyäkseen toimintakuntoisena. Rustokudokselle tyypillinen ominaisuus on palautua kuormituksen jälkeen entiseen muotoonsa. Raja sopivan ja liiallisen rustokudoksen kuormituksen välillä ei ole vielä tiedossa, mutta alttius rustovammoille lisääntyy, kun rustokudoksen mekaaniset ominaisuudet ovat heikentyneet, esimerkiksi ikääntymisen tai kuormittamattumuuden myötä. (Arokoski ym. 2001; Multanen 2008; Loeser 2009; Kujala 2011) Pitkäaikainen kuormittamattomuus ei ole rustokudokselle edullista vaan palautumattomia rappeutumamuutoksia voi syntyä jo lyhyen (esimerkiksi 2 kuukauden) immobilisaation jälkeen. Kondrosyyttien eli rustosolujen määrä vähenee iän mukana. Niiden toimintateho heikkenee vanhetessa, koska rakennusaineenvaihdunnallinen (anabolinen) toiminta vähenee ja soluja hajottava (katabolinen) toiminta puolestaan voimistuu. Rustokudoksesta tulee näin ollen hauraampaa ja sen korjaantumiskyky heikkenee entisestään. Vaurioalue ei palaudu luonnolliseksi hyaliinirustoksi, mutta kokonaan tuhoutuneen ruston on mahdollista korvautua säierustolla, mikä ei kuitenkaan ole kestävyydeltään alkuperäisen veroista. (Loeser 2009; Kujala 2011; Kujala & Järvinen 2011) Rustokudos vaimentaa niveleen kohdistuvia kuormia ja toimii myös iskunvaimentimena ainutlaatuisten kimmoisuusominaisuuksiensa ansiosta. Tämä perustuu rustosolujen tuottamaan soluväliaineeseen, jonka sisällä itse rustosolu on. Nivelessä oleva nivelneste puolestaan vastaa diffuusion ja konvektion avulla ruston aineenvaihdunnasta ja lisäksi se toimii nivelpintojen välissä tehokkaana voiteluaineena. (Hasler ym. 1999; Kujala 2011)

8 2.2 Nivelrustovaurioiden yleisimmät syyt Traumaperäinen eli tapaturmaisesti syntyvä, äkillinen rustovaurio on varsin yleinen polven nivelruston vaiva. Niitä esiintyy eniten nuorilla ja liikunnallisesti aktiivisilla ihmisillä. Rustovaurio syntyy usein polveen osuvan iskun seurauksena tai polven vääntyessä esimerkiksi liikuntasuorituksen tai liukastumisen yhteydessä. Rustovaurioita esiintyy myös muihin polvivammoihin liittyen ns. liitännäisvammana. Polven eturistisiteen, nivelsiteiden tai nivelkierukan repeämän yhteydessä syntyy usein nivelruston vaurio, mikä havaitaan vasta muun vamman oireita hoidettaessa. (Kiviranta & Vasara 2004; Memon & Quinlan 2012) Pitkäaikainen, toistuva mekaaninen rasitus on aiheuttajana suuressa osassa polven nivelrustovaurioita. Terve nivelrusto kestää suurta kuormaa ja rasitusta, joten pitkäaikainen mekaaninen rasitus vaurioittaa nivelrustoja eniten silloin, kun nivelruston mekaaniset ominaisuudet ovat heikentyneet esimerkiksi kipsi-immobilisaation tai jostakin toisesta syystä aiheutuneen vähäisen kuormittamattomuuden vuoksi. Nivelruston rakenneosien geneettinen virhe saattaa myös olla omalta osaltaan vaikuttamassa nivelrustovauriolle altistumiseen. (Helminen ym. 2004; Kiviranta & Vasara 2004; Kujala 2011) Rustovaurio voi syntyä lisäksi jonkun muun polvinivelen vamman jälkeisen virheasennon aiheuttamana, missä nivelpintojen liikkeet poikkeavat normaalista ja kuluttavat näin ollen nivelrustoa. Toisaalta taas nivelen ylikuormitus saattaa aiheuttaa rustokudoksen vaurioita ja rappeutumismuutoksia. Rajaa tarkoituksen mukaisen ja liiallisen kuormituksen välille ei ole vielä pystytty tarkasti määrittelemään, mutta voidaan kuitenkin todeta että liikkumattomuuskaan ei ole nivelrustolle edullista. (Kujala 2011) Osteochondritis Dissecans eli luu- ja rustonkappaleita irrottava nivelsairaus voi olla joissakin tapauksissa kasvuiässä olevan nuoren nivelrustovaurion aiheuttajana. Nivelpinnalliseen luukuolioalueeseen liittyy usein irtopalojen muodostuminen nivelpinnalle, mikä aiheuttaa vauriota nivelrustojen toiminnalle. (Jalanko 2010; Penttilä ym. 2010; Kujala ym. 2011) Hjell ym. (2002) tutkivat tuhatta polven tähystystä, minkä löydöksistä 2% oli rustonkappaleita irrottavasta sairaudesta johtuvia.

9 Chondromalasia eli nivelruston pehmentymäsairaus voi aiheuttaa rustovaurion. Sairaus on yli puolella potilaista oireeton ja diagnoosi tehdään magneettikuvauksella tai tähystyksessä. Chondromalasian taustalla on usein mekaaninen virhe tai trauma. Polvilumpiossa esiintyvän ruston pehmenemiseen (chondromalasia patellae) liittyy usein myös muiden polvinivelen rustojen pehmentymää. Hoito on pääosin konservatiivista, mutta myös nivelrustoa korjaava operatiivinen hoito on mahdollinen. (Kiviranta 1995; Väätäinen 2001; Saarelma 2012) 2.3 Nivelrustovaurioiden luokittelu Nivelrustovaurioiden luokittelussa käytetään määritteenä sekä vaurioalueen kokoa että syvyyttä rustonalaiseen luuhun nähden (taulukko 1). Nivelrustovaurio on alueellisesti pieni, kun se on halkaisijaltaan alle 1 senttimetrin. Pienten ja keskikokoisten (1-4 cm) vaurioiden hoitoon on valittavissa erilaisia nivelruston korjausmenetelmiä ja tekniikoita kuin suurten (halkaisijaltaan yli 5cm) vaurioalueisiin. (Kiviranta & Vasara 2004; Kiviranta & Vasara 2010). TAULUKKO 1. Nivelrustovaurioiden luokittelu International Cartilage Repair Societyn mukaan. (ICRS 2013) gradus vaurioluokka 0 normaali nivelrusto 1 pinnallinen nivelrustovaurio, ruston pehmentymä, pinnalliset halkeamat 2 rustovaurio ulottuu enintään ruston puoliväliin saakka 3 rustovaurio ulottuu yli ruston puolen välin, muttei rustonalaiseen luuhun 4 rustovaurio ulottuu rustonalaiseen luuhun saakka Polven nivelrusto voi vaurioitua pintakerroksesta (gradus 1), mikä tarkoittaa esimerkiksi ruston pehmentymää tai pieniä pinnallisia halkeamia (taulukko 1). Nämä saattavat aiheuttaa polven alueelle turvotusta ja lievää kipuilua, mutta vaativat harvoin kirurgista hoitoa. Astetta vaikeampi rustovaurio on kyseessä silloin, kun vaurio ulottuu ruston

10 puoliväliin saakka. Tämä saattaa aiheuttaa polvinivelen alueelle edellisten oireiden lisäksi lukkiintumisen tunnetta ja reilua turvotusta. Gradus 3:ssa vauriot ulottuvat yli puoleen väliin nivelruston paksuudesta, mutta eivät kuitenkaan rustonalaiseen luuhun saakka. Tällainen rustovaurio vaatii usein miten kirurgisen hoidon, jotta mahdollisesti myöhemmin kehittyvä nivelrikko olisi mahdollista ennaltaehkäistä. Pahimman vaurioluokan eli luuhun saakka ulottuvien rustovaurioiden hoitomuoto on lähes poikkeuksetta kirurginen operaatio. Rustovaurioiden hoitovaihtoehdot ovat kehittyneet viime vuosina nopeasti ja gradus 4-luokan vaurioihinkin on nykyään olemassa hoitotuloksiltaan hyviä nivelrustonkorjausmenetelmiä. (Kiviranta & Vasara 2004)

11 3 POLVEN NIVELRUSTOVAURIOIDEN OPERATIIVISET HOITOMENETELMÄT 3.1 Hoitomuodon ja leikkausmenetelmän valinta Röntgen-tutkimus kertoo mahdolliset nivelrikkomuutokset polven alueella, mutta pieniä yksittäisiä nivelrustovaurioita ei voida diagnosoida röntgen-tutkimuksen avulla. Rustovaurioiden magneettikuvauksen on todettu antavan riittävän tarkkaa tietoa rustovaurion koosta ja syvyydestä. Myös tähystysleikkaus käytetään rustovaurioiden vaurioluokan arvioinnissa. Tähystyksen aikana on mahdollista poistaa nivelestä irralliset ruston kappaleet ja puhdistaa nivel tulevaa käyttöä varten sekä suorittaa samalla mahdollinen rustonkorjaushoito. (Vasara 2004; Kaartinen 2006; Kiviranta & Multanen 2008; Jackson ym. 2011) Konservatiivinen hoito tulee kysymykseen silloin, kun rustovauriot ovat pieniä ja niiden aiheuttamat oireet lieviä. Konservatiivista hoitoa suositellaan myös potilaalle, joille kirurgisesta hoidosta katsotaan olevan enemmän haittaa kuin hyötyä. Tällainen tilanne saattaa olla esimerkiksi hyvin iäkkäällä potilaalla tai jos operatiiviselle hoidolle on muuten selkeä vasta-aihe. Kuntoutus ja kipulääkkeiden käyttö auttavat rustovauriopotilasta, samoin kuin mahdollisesti myöhemmin nivelrikon kanssa kamppailevaa potilasta selviytymään arjessa. Lääkehoidolla ei kuitenkaan ole mahdollista poistaa nivelen rustopintojen muutoksia. (Lehto 2006) Leikkaushoidon tarvetta arvioitaessa on otettava huomioon se, että toimintakyvyn heikkeneminen aiheuttaa erilaisille potilaille eri tavoin elämänlaadun heikkenemistä. Leikkausmenetelmät ovat monipuolistuneet ja parantuneet viime vuosina todella paljon. Operatiivisen hoidon tavoitteena on palauttaa rustovauriopotilaan toimintakyky ja ennaltaehkäistä mahdollisen myöhemmän nivelrikon kehittymistä. Kaikki leikkausmenetelmät eivät kuitenkaan sovellu kaikille rustovaurioista kärsiville potilaille. (Kiviranta & Vasara 2004; Kaartinen 2006) Pienet alle 2 senttimetrin kokoiset rustovauriot on mahdollista korjata luuydintä stimuloivalla mikrofraktuuramenetelmällä. Operaatio on (yksivaiheinen) tähystysleikkaus, mistä kuntoutuminen kestää useita kuukausia. Mikrofraktuuramenetelmää suositellaan nuorille alle 40-vuotiaille rustovauriopotilaille, joilla ruston uudelleen kasvaminen näyttää olevan tehokkaampaa. Lisäksi

12 mikrofraktuura on yleinen hoitomuoto erityisesti traumaperäisesti syntyneiden nivelrustovaurioiden hoidossa. (Kiviranta & Vasara 2004; Joukainen 2008) Rustoluusiirre eli mosaiikkiplastiamenetelmä sopii puolestaan 1-4 senttimetrin kokoisten rustovaurioiden hoitoon. Menetelmän etu on oman nivelrustokudoksen siirtäminen vaurioalueelle ja suhteellisen lyhyt toipumisaika. Mosaiikkiplastia ei sovellu suuren kokoluokan rustovaurioiden hoitoon. Hoitomuoto on kustannustehokas ja turvallinen. (Kish ym. 1999; Marcazzi ym. 2005; Ozturk ym. 2006; Kiviranta 2010) Autologiset rustosoluriirrot ovat tulleet rustonkorjauskirurgiaan jäädäkseen ja ne kehittyvät jatkuvasti lisää. Rustosolusiirteellä on mahdollista korjata suuria vaurioalueita. Menetelmä on kaksivaiheinen (tähystys- ja avoleikkaus), kustannuksiltaan suhteellisen kallis, toipumisaika on verrattain pitkä, mutta hoitotulokset ovat olleet hyviä. Potilaasta eristetyt rustosolut kasvatetaan laboratoriossa ja ne liitetään jälkimmäisessä operaatiossa paikalleen vaurioalueelle. (Peterson ym. 2002; Ruano-Ravina & Jato Diaz 2006; Kiviranta 2010) Biomateriaalien avulla tapahtuva nivelrustonkorjaushoito on myös kehittynyt nopeasti. Kaksivaiheista rustosolusiirto-operaatiota on kehitetty yksinkertaisempaan suuntaan korvaamalla aiemmin käytössä ollut, jossa potilaalta itseltä siirretty luukalvo toimii biomateriaalina, johon rustosolut istutetaan. Biomateriaalilta vaaditaan kestävyyttä ja helppoa kiinnittymistä vaurioalueelle. Lisäksi sen on oltava biohajoava sekä toimittava hyvänä kasvualustana rustosoluille, kunnes uusi rustokudos on tarpeeksi vahvaa. Biomateriaalien avulla tapahtuva rustonkorjausmenemelmä on kallis, mutta turvallinen ja hoitotuloksiltaan verrattain hyvä. (Säämänen ym. 2008; Getgood 2009; Kiviranta ym. 2010; Panseri ym. 2011; Kock 2012) 3.2 Varhaisimmat menetelmät Pridie (1959) kehitti vuonna 1900-luvun puolivälissä luunporausmenetelmän, minkä hän havaitsi edesauttavan rustokudoksen korjaantumisessa. Vuosikymmeniä käytössä ollut leikkausmenetelmä on ns. porausmenetelmä, missä rustoalueet verestetään poraamalla 6 mm:n kokoisia reikiä rustovauriokohdan rustonalaisluuhun. Menetelmä on saanut aikaan säieruston kehittymistä laajoillakin rustovaurioalueilla, mutta hoitotulokset eivät ole olleet ruston kestävyyden kannalta hyviä. Porausmenetelmän

13 voidaan katsoa olevan edelleen käyttökelpoinen nivelrikon ja rustonkappaleita irrottavan nivelsairauden (osteokondritis dissecans) hoidossa, mutta varsinaisen rustovaurion korjaamisessa sitä ei enää pidetä tarkoituksen mukaisena. (Pridie 1959; Kiviranta & Vasara 2004; Kujala 2011, 583) Polven rustovaurioita on aikaisemmin korjattu poistamalle revenneitä ja irtonaisia rustonpalasia sekä muita irtokappaleita polvinivelen sisältä yksinkertaisella nivelen tähystysoperaatiolla. Tällä hoitomenetelmällä on saatu aikaan hyviä hoitotuloksia lyhyellä tähtäimellä, koska hoidon on todettu lieventävän rustovaurion aiheuttamia oireita jopa 80%:lla potilaista (Jackson & Gilbert & Sharkey 2011). Irtonaisten kappaleiden poisto ja polvinivelen puhdistus ei kuitenkaan poista varsinaista rustovauriota, mikä voi pahimmillaan ulottua luuhun saakka. Menetelmä ei toimi pitkällä aikavälillä eikä varsinkaan usein rustovaurioista aiheutuvan nivelrikon ennaltaehkäisijänä eikä katkaisijana. (Falah ym. 2010; Kiviranta & Vasara 2004; Joukainen 2008) Luu- ja rustonkalvon siirto on aikaisemmin käytetty nivelruston korjausmenetelmä. Rustokalvo pystyy tuottamaan uutta rustoa kantasoluista edullisissa olosuhteissa. Toimenpiteessä vaurioitunut rusto poistetaan kokonaan luuta myöten ja tilalle laitetaan rustokalvosiirre. Kudossiirrettä kutsutaan autograftiksi eli samassa yksilössä paikasta toiseen siirretyksi kudokseksi. Siirre otetaan potilaalta itseltään nivelen ei-kantavalta pinnalta. Luu- ja rustonkalvonsiirto ei sovellu tämän päivän tietämyksen mukaan kantavien, suurten rustopintojen korjaukseen, koska muodostuvalla uudella rustolla on rappeutumisriski eikä luutuminen välttämättä ole täydellistä. (Jaroma & Ritsilä 1987; Hangody ym. 1997; Mäkelä ym. 2004) 3.3 Mikrofraktuura eli mikromurtumamenetelmä Mikromurtumamenetelmä eli mikrofraktuura on edelleen kehitetty versio aikaisemmin käytössä olleesta Pridien porausmenetelmästä. Steadmanin mikrofraktuuratekniikka soveltuu parhaiten pienten, 1-2 neliösenttimetrin, rustovaurioiden hoitoon, mistä on saatu hyviä pitkäaikaistuloksia (Engebretsen, 2007; Kiviranta & Vasara, 2004; Knutsen ym. 2007)

14 Rustonalaiseen luuhun porataan tähystysteitse pieniä 2mm:n reikiä 3-4 mm:n välein toimenpidettä varten kehitetyllä instrumentilla, shaverilla, eli luun pinta verestetään (kuva 1). Menetelmä on suhteellisen helppo, yksivaiheinen leikkaustekniikka sekä kustannustehokas, mikä ei vaadi suuria ennakkovalmisteluja. Mikrofraktuuratekniikka ei myöskään aiheuta vaurioita terveelle rustokudokselle. Kuntoutusvaihe on varsin olennainen hoidon onnistumisen kannalta. (Kiviranta & Vasara 2004; Smith ym. 2005; Säämänen ym. 2008; Yen ym. 2008; Seo ym. 2011) 1.Vaurioituneen 2. Luun rei ttäminen 3. Uuden ruston ruston poisto muodostuminen KUVA 1. Mikrofraktuuratekniikan vaiheet. (modifioitu lähteestä: Mithoefer & Williams & 2006). Mikrofraktuuramenetelmä on luuydintä stimuloiva toimenpide, joka perustuu subkondraalisen luun solujen ja kasvutekijöiden toimintaan. Vaurioalueen reunoilta alkaen rei itetään luuta 3-4 millimetrin välein aina subkondraaliseen hohkaluuhun saakka, jotta vaurioalueelle saadaan aikaan verenvuoto. Vaurioalueen ja luuytimen välinen yhteys auttaa mesenkyymisolujen sekä kasvutekijöiden pääsyä uuden arpiruston muodostumisprosessiin. Samalla poistetaan irralliset ruston kappaleet tervettä rustoa säästäen. (Rodrigo, 2001; Steadman & Rodkey 2001; Kiviranta & Vasara 2004; Joukainen 2008; Säämänen ym. 2008; Memon & Quinlan 2012) Mikrofraktuuramenetelmän tavoite on saada rakennettua vaurioita kärsineelle nivelrustoalueelle uutta korjauskudosta, joka estää laajemman rustovaurion syntymisen. Hoidon korjausvasteena on syy eli säierusto, samoin kuin aikaisemmin käytetyssä

15 porausmenetelmässä (Pridie 1959). Säieruston kestävyydestä nivelen kantavilla pinnoilla ollaan edelleen hieman epävarmoja. Tutkimustuloksia näiden kahden hoitomuodon välillä on vain vähäisesti. On kuitenkin todettu, että mikrofraktuurahoidon jälkeinen subkondraalisen luun pinta, mihin korjauskudos rakentuu, on pitävämpää kuin porausmetelmän jälkeinen (Smith ym. 2005; Joukainen 2008; Kiviranta ym. 2010; Kreutz ym. 2012) Knutsenin (2004) tutkimusryhmä havaitsi, että mikrofraktuurahoidon jälkeisestä korjauskudoksesta 11,4% oli pääasiassa hyaliinirustoa, kun taas 17,1% syy- ja hyaliiniruston sekoitusta. Steadmann ym.(1999) puolestaan havaitsivat, että uusi syyrusto pystyy täyttämään rustovaurioalueen suhteellisen hyvin, mutta se ei ole histologisilta eikä biomekaanisilta ominaisuuksiltaan hyaliiniruston vertainen. Mikromurtumamenetelmä sopii nivelrustovaurioiden hoidoksi erityisesti nuorille alle 40-vuotiaille potilaille, joilla ruston uudelleen kasvaminen näyttää olevan tehokkaampaa kuin iäkkäämmillä potilailla. Nuoremman potilaan mikrofraktuurahoidon hoitotulos on lähes poikkeuksetta parempi kuin iäkkäämmän. Traumaperäisen, äkillisesti sattuneen rustovaurion hoito näyttää puolestaan tuottavan parempia hoitotuloksia kuin iän mukana tulleiden rustovaurioiden tai nivelrikko-oireiden hoitaminen. (Steadman ym. 1997; Seo ym. 2011; Saltzmann 2012) Varsinaiseen mikrofaktuuran hoitotulokseen vaikuttaa potilaan iän lisäksi oireiden kesto, rustovaurion koko, painoindeksi, leikkausta edeltävä fyysisen aktiivisuuden taso sekä mahdollinen edellinen operaatio. Vasta-aiheena mikrofraktuurahoidolle voidaan katsoa olevan pitkäkestoinen niveltulehdus, kuntoutushaluttomuus sekä huomattavan korkea ikä. (Mithoefer ym. 2009; Seo ym. 2011) Tutkimustietoa mikrofraktuuramenetelmän toimivuudesta lapsilla ja nuorilla potilailla on vasta vähän saatavilla. Kuitenkin Saltzmann ym. 2012 ovat havainneet, että lasten ja nuorten kaikki hoitotulokseen vaikuttavat osa-alueet näyttävät olevan parempia kuin aikuisten vastaaviin verrattuna. Lapsilla ja nuorilla on yleisesti aikuisia parempi kudosten korjaantumiskapasiteetti, mikä vaikuttanee suoraan mikrofraktuurahoidon hoitotulokseen. (Salzmann 2012) Tutkimustietoa mikrofraktuuramenetelmän ja luonnollisen paranemisen välillä ei ole saatavilla. Leikkauspäätös ei ole välttämättä ole aina ainoa oikea ratkaisu.

16 Rustovauriolle on hyvin tyypillistä oireilla välillä enemmän ja välillä vähemmän. Luuhun saakka menevissä, erittäin syvissä rustovaurioissa leikkaushoito on sitä vastoin lähes aina tarkoituksenmukainen. (Riyami & Rolf 2009; Fravel & Shaffer 2011) Mikrofraktuuraleikkauksen toipumisaika on suhteellisen pitkä, useita kuukausia. Leikkauksen jälkeen polvinivelen liikuttelun saa aloittaa saman tien, mutta osavarausta suositellaan 6-8 viikon ajaksi leikkauksen jälkeen. Varsinaisen kuntoutusohjelman sisällön määrää vaurioalueen sijainti ja koko (Seo ym. 2011). Marder ym. (2007) ovat myös tutkineet mikrofraktuuraleikkauksen jälkeistä kuntoutumista. Näyttää siltä, että kuuden viikon passiivimobilisointi sekä varaamattomuus ei tuottanut parempaa lopputulosta kuin varaaminen kivun sallimissa rajoissa. Yen ym. (2008) puolestaan ovat todenneet, että vesijuoksu ja kuntopyörän polkeminen ilman vastusta kivun sallimissa rajoissa ovat hyödyllisiä kuntoutusmuotoja ensimmäisen 8 viikon aikana toimenpiteen jälkeen. Steadman (1997) raportoi, että hänen tutkimastaan 1200:sta mikrofraktuura- operoidusta potilaasta 75% kertoi saaneensa operaatiosta apua kipuihin ja vointinsa parantuneen. Tutkituista 20% sitä vastoin ilmoitti vointinsa olevan ennallaan ja 5 % koki tilansa heikentyneen. Negatiivista hoitotulosta näytti ennustavan krooniset kivut, ikääntyminen sekä kuntoutusvaiheen epäonnistuminen. Myöhemmässä tutkimuksessaan, jossa oli mukana 71 potilasta, Steadman (2003) raportoi, että hyötyä oli saanut 80% operoiduista potilaista, 16% oli ennallaan ja 4% oli kokenut kipujen lisääntyneen ja voinnin huonontuneen. Passler (2000) tutki 162 potilasta saaden hyvin yhteneväisiä tuloksia Steadmanin (2003) kanssa. Riyami & Rolf (2009) raportoivat, että 83% jalkapallo- ja rugbyammattilaisista kuntoutui pelikuntoiseksi 5-7 kuukauden kuluttua siitä, kun polvinivelen kantavien pintojen rustovaurioalueet oli korjattu mikrofraktuuralla. Menetelmä oli tehokas apu ja turvallinen menetelmä urheilu-uran jatkumisen kannalta. Lisäksi toipumisaikaa (4-6 kuukautta) pidettiin varsin kohtuullisena. Lupa juoksu- ja hyppelyharjoituksiin pelaajille annettiin vasta kun kliiniset kokeet näyttivät edistymisen merkkejä, esimerkiksi polvi tunnusteltaessa kivuton. Lisäksi harjoittelulupa edellytti vaurioalueen paranemisen näkymistä röntgen- ja magneettikuvissa. Steadman ym. (2003b) puolestaan raportoivat 76%:n huipputason jalkapalloilijoista kuntoutuvan seuraavaksi kaudeksi pelikuntoon mikrofraktuuran jälkeen.

17 3.4 Rustoluusiirre eli mosaiikkiplastiamenetelmä Mosaiikkiplastia-menetelmässä otetaan polvinivelen ei-kantavalta pinnalta tervettä nivelrustoa (kuva 2), mikä liitetään vaurioituneen nivelruston tilalle. Tekniikka soveltuu erityisesti pienten (1-2 cm2) rustovaurioiden hoitoon ja on kustannuksiltaan varsin edullinen. Hangody tutkimusryhmineen (1997) julkaisi mosaiikkiplastiatekniikan 1990- luvulla. Nykyään sitä käytetään maailmanlaajuisesti nivelrustovaurioiden korjaamisessa. (Hangody & Fules 2003; Kiviranta ym. 2010) Mosaiikkiplastia-menetelmän etuna pidetään sitä, että korjauskudos on potilaan omaa, normaalia nivelrustoa. Se on mahdollista liittää suoraan korjattavaan kohtaan. Kyseessä on autograftikudossiirto eli riskiä hylkimisreaktiolle ei ole olemassa. Vaurioalueelle liitettävillä rusto-luusylintereillä täytetään 80-90% rustovaurioalueesta (kuva 3) ja sylintereiden välille kasvaa sekä lasi- eli hyaliini että syy- eli säierustoa. Operaatio suoritetaan yleensä tähystysteitse, minkä jälkeen osapainovarausta suositellaan 2-4 viikoksi. (Mäkelä ym. 2004; Smith ym. 2005; Kiviranta ym. 2010) rustovaurioalue rustoluusylinterien ottopaikka KUVA 2 Mosaiikkiplastia-tekniikka. (modifioitu lähteestä: Vijayan ym. 2010) Mosaiikkiplastiamenetelmässä rustoluu-sylinterien tarve määräytyy rustovaurion koon mukaan. Yleensä siirteitä pyritään käyttämään vain 1-2 kappaletta ja ne otetaan useimmiten reisiluun polvilumpiota vasten olevalta nivelpinnalta. Sylinterit ovat halkaisijaltaan 3-10 mm ja niiden korkeus (15-25 mm) määräytyy rustovaurion syvyyden mukaan. On havaittu, että vuoden kohdalla mosaiikkiplastian jälkeen

18 rustoluusiirteiden eli sylinterien reunat ovat vielä selvästi näkyvissä, mutta kahden vuoden kuluttua operaatiosta niitä ei enää pystytä havaitsemaan. Syntyvä rustokudos on pääosin lasi- eli hyaliinirustoa (74%) ja lisäksi syy- eli säierustoa (26%). Lopputulos on toiminnallisilta ominaisuuksiltaan lähellä alkuperäistä nivelrustoa. (Kiviranta & Vasara 2004; Radelescu ym. 2010) Ruston pinnan tasaiseksi saaminen on haasteellista ja siirre saattaa jäädä vinoon. Mosaiikkiplastia-menetelmän haittapuolena pidetään myös terveen nivelruston tuhoamista ei-kantavalta alueella, mistä siirre otetaan. Noin 5%:lla potilaista saattaa esiintyä toimenpiteen jälkeistä tähystyksen vaativaa verenvuotoa rustoluusiirteen ottokohdassa. Mosaiikkiplastiaa ei suositella suurten rustovaurioden hoitoon. Sylinterinmallisten siirteiden on pystyttävä kiinnittymään kunnolla ympäröivään luuhun ja ellei näin tapahdu, siirre on toimintakelvoton. (Aeschlicmann ym. 2000; Hangody & Fules 2003; Kiviranta ym. 2010). Hangody ja Fules (2003) ovat raportoineet erinomaisia hoitotuloksia rustovaurioiden korjaamisessa mosaiikkiplastian avulla. Reisiluun alueella tehtyjen operaatioiden tulokset olivat hyviä tai erinomaisia 92%:lla potilaista, kun sääriluun alueen vaurion korjaamisen yhteydessä vastaavien hoitotulosten raportoitiin olevan 87%. Reisiluun ja polvilumpion välisellä nivelpinnalla puolestaan hyviä ja erinomaisia hoitotuloksia on raportoitu 79%:lla potilaista. Kish ym. (1999) raportoivat, että 63% mosaiikkiplastialla hoidetuista kilpaurheilijoista oli palannut vuoden sisällä operaatiosta takaisin normaaliin lajiharjoittelun pariin. Chow (2004) tutkimusryhmineen puolestaan raportoi, että pienen (1-2,5cm 2 ) vaurioalueen mosaiikkiplastia-operaatio tuotti erinomaisen hoitotuloksen 83%:lla potilaista. Ozturk ym. (2006) puolestaan raportoivat, että gradus 4 luokan syvistä rustovaurioista (alle 2,5 cm 2 ) noin 90% oli parantunut erinomaisesti tai hyvin, mikä oli yhteneväinen tulos aikaisempien tutkimustulosten kanssa. Mosaiikkiplastiaa pidetään yleisesti turvallisena ja kustannustehokkaana hoitomuotona. Ikä näyttää vaikuttavan mosaiikkiplastian hoitotuloksiin siten, että nuoremmilla potilailla raportoidaan parempia tuloksia kuin iäkkäämmillä potilailla. Mosaiikkiplastian etuna voidaan pitää kertaluontoista operointia ja pientä komplikaatioiden riskiä. Menetelmällä saadaan tehokkaasti keskeytettyä nuoren potilaan nivelrikon kehitys. (Marcazzi ym. 2005; Ozturk ym. 2006)

19 3.5 Autologinen rustosolusiirre-menetelmä Nivelrustovaurioiden kirurgiset korjausmenetelmät siirtyivät uudelle aikakaudelle vuonna 1994, kun Brittberg tutkimusryhmineen esitteli uudentyyppisen hoitomenetelmän, autologisen rustosolusiirteen. Menetelmän perusajatuksena oli käyttää potilaan omia, eristettyjä rustosoluja. (Brittberg ym. 1994; Kiviranta ja Vasara 2004) Autologiseen rustosolusiirre-menetelmään (ACI eli Autologous Chondrosyte Implantation) kuuluu kaksi erillistä operaatiota, joista ensimmäinen on tähystysleikkaus ja toinen noin kuukauden kuluttua tehtävä avoleikkaus. Tähystyksessä arvioidaan rustovaurion koko, mahdollisen luupuutoksen määrä, muun nivelruston kunto ja lopulta rustosolusiirteen tarkoituksenmukaisuus. Menetelmä soveltuu suurten ja useilla nivelpinnoilla olevien rustovaurioiden hoidoksi. Korjauskudoksen on tarkoitus olla mahdollisimman lähellä vahvaa ja kestävää hyaliinirustoa niin rakenteeltaan kuin ominaisuuksiltaankin. (Kiviranta ym. 2010; Memon & Quinlan 2012) Rustosolusiirre eli pala tervettä nivelrustoa, otetaan reisiluusta nivelen ei-kantavalta pinnalta tähystysleikkauksella. Siirre on kooltaan yleensä noin 300-500mg. Seuraavaksi rustosolusiirrettä käsitellään ja viljellään laboratoriossa (kuva 3), missä rustosolujen määrä 20-50-kertaistuu. Soluja on mahdollista myös pakastaa myöhempää käyttöä varten. (Kiviranta ym. 2010) solut ruiskutetaan luukalvon alle viljelyvaihe laboratoriossa siirre otetaan nivelen ei-kantavalta pinnalta KUVA 3. Autologinen rustosolusiirremenetelmä. (modifioitu lähteestä: Rönn ym. 2011)

20 Autologiseen rustosolu-siirremenetelmän toinen leikkaus on avoleikkaus, mikä suoritetaan yleensä noin kuukauden 3-4 viikon kuluttua tähystyksestä. Aluksi vaurioitunut alue puhdistetaan poistamalla rusto luun pintaa myöten. Tilalle laitetaan sääriluun etupinnalta otettu luukalvo, mikä kiinnitetään ympäröivään rustoon. Viljellyt rustosolut ruiskutetaan vauriokohtaan luukalvon alle, luukalvon aukko suljetaan ja viimeistelyvaiheessa saumat tiivistetään kudosliimalla. (Kiviranta ym. 2008; Säämänen ym. 2008) Autologisen rustosolusiirre-operaation jälkeinen toipumisaika on pitkä. Osavarausta suositellaan 6-8 viikoksi leikkauksen jälkeen, kun työkyvyttömyysaika puolestaan on 3-6 kuukautta työn fyysisestä kuormittavuudesta riippuen. Mikrofraktuuramenetelmän tavoin rustosolusiirremenetelmä on solujen uudistuotantoon perustuva menetelmä ja näin ollen kuntoutusvaiheen osuus on varsin merkittävä hoidon onnistumisen kannalta. (Kiviranta ym. 2010; Seo ym. 2011). Autologisen rustosolusiirteen korjauskudoksen on todettu jatkavan kypsymistään vielä useita vuosia operaation jälkeen. Kolmen kuukautta operaation jälkeen siirre on vielä pehmeää, mutta puolen vuoden kohdalla se on merkittävästi jähmeämpää. Nivelruston toimivuuden kannalta tarvittavat biomekaaniset ominaisuuden rustosolusiirre saavuttaa vatsa noin 9-12 kuukauden kuluttua siirteen paikoilleen asettamisesta. (Kiviranta ym. 2001; Kiviranta & Vasara 2004) Rustosolusiirre saattaa olla operaation jälkeen hypertrofinen eli siinä esiintyy liikakasvua (Kreutz ym. 2007; Seo ym. 2009) ja nivelen normaalia liikettä rajoittava liikakasvu saattaa vaatia korjausleikkauksen. Muita komplikaatioita ovat esimerkiksi polven napsuminen ja jäykkyyden tunne (Kiviranta ja Vasara 2004). Autologista rustosolusiirremenetelmää suositellaan nuorille potilaille, joilla ei ole nivelsiteiden tai nivelkierukoiden vaurioita. Menetelmän vasta-aiheena puolestaan on tulehduksellinen nivelsairaus, esimerkiksi nivelreuma. Kudossiirrettä ei myöskään suositella yli 50- vuotilaille, koska kudosten korjaantumiskyky heikkenee iän mukana. (Kiviranta ym. 2001; Peterson ym. 2002; Kiviranta & Vasara 2004; Memon & Quinlan 2012) Rustosolusiirremenetelmä on turvallinen ja tuottanut varsin hyviä tutkimustuloksia, mutta sen haittapuolena ovat kaksivaiheinen leikkausmenetelmä sekä muihin menetelmiin verrattuna korkeat hoitokustannukset. (Peterson ym. 2002; Ruano-Ravina & Jato Diaz 2006). Horas (2003) on havainnut rustosolusiirreoperaatiosta toipumisen

21 olevan hitaampaa kuin aikaisemmasta rustoluusiirremenetelmästä eli mosaiikkiplastiasta. Bentley (2003) puolestaan osoitti erinomaisia ja hyviä rustosolusiirteen hoitotuloksia 89%:lla potilaista verrattuna mosaiikkiplastian vastaavaan lukemaan 69%. Dozin (2005) havaitsi parannusta 88%: mosaiikkiplastialla hoidetuista potilaista kun rustosolusiirteen jälkeinen paranemisprosentti oli ainoastaan 68%. Rustosolusiirrettä on verrattu myös mikrofraktuuratekniikkaan. Rustosolusiirre näyttää tuottavan histologisesti parempia hoitotuloksia ja kestävämpää rustokudosta kuin mikrofraktuuramenetelmä. Kliinisissä tutkimuksissa eroa ei kuitenkaan ollut havaittavissa. (Saris ym. 2008) Knutsen (2007) ei myöskään löytänyt eroa rustosolusiirteen ja mikrofraktuuran välille kliinisessä eikä radiologisessa tutkimuksessa. Rustosolusiirrettä tutkitaan paljon ja sitä pyritään kehittämään edelleen toimivammaksi nivelruston korjausmenetelmäksi. Heikkoja hoitotuloksia on raportoitu ainakin Petersonin ym. (2000) ja Minaksen (2001) vuosituhannen vaihteen tienoilla julkaisemissa tutkimuksissa 2-13% rustosolusiirteellä hoidetuista potilaista. Näissä tapauksissa paraneminen on vaatinut kokonaan uuden leikkauksen esimerkiksi siirteen irtoamisen vuoksi. Myös aikaisemmin tehdyllä mosaiikkiplastialla tai mikrofraktuuralla näyttää olevan merkitystä rustosolusiirre-operaation onnistumisen kannalta. Aiempi operaatio näyttää heikentävän onnistuneiden hoitotulosten osuutta (Minas ym. 2009). Ossendorf (2011) tutkimusryhmineen havaitsi 51 potilaan tutkimuksessaan, että rustosolusiirremenetelmä on erinomainen hoitomuoto suurten rustovaurioalueiden korjaamisessa, mutta toi esille myös sen, että korjausoperaation mahdollisuus on verrattain suuri. Uusintaoperaatiota voi edellyttää edellä mainittu siirteen hypertrofia (Kreutz ym. 2007; Seo ym. 2009), tai polvinivelen jäykkyys- ja lukkiintumistuntemukset. Yleisin korjausoperaatiossa suoritettu toimenpide Ossendorffin tutkimuksessa oli nivelen puhdistus, mutta myös mikrofraktuuralle ja uudelle rustosolusiirre-operaatiolle osoitettiin olleen tarvetta.

22 3.6 Biomateriaalit Biomateriaalin avulla tapahtuvaa rustosolusiirrettä voidaan kutsua kolmannen sukupolven nivelruston korjausmenetelmäksi ja autologiseksi rustosolusiirteeksi biomateriaaliin istutettuna. Menetelmä on jatkuvan tutkimuksen kohteena mm. tekniikan, kemian, solubiologian ja lääketieteen alan poikkitieteellisissä tutkimuksissa. Perusperiaatteena on löytää sopiva kolmiulotteinen kasvuympäristö potilaasta eristetyille rustosoluillle. Kehitystyön tarkoitus on yksinkertaistaa varsin hankalaa, kaksivaiheista rustosolusiirremenetelmää ja saada aikaisempaa parempia nivelrustovaurioiden hoitotuloksia. (Säämänen ym. 2008; Kiviranta ym. 2010; Panseri ym. 2011) Käyttökelpoiselle biomateriaalille asetetaan useita vaatimuksia. Sen tulee olla biohajoavaa ja bioyhteensopivaa rustosolujen kanssa sekä helposti kiinnitettävissä ja edistettävä rustosolujen ja kasvutekijöiden toimintaa sekä kasvua. Biomateriaalin tulee tarjota rustosoluille kaikin tavoin sopiva kasvualusta siihen saakka, kunnes uusi rustokudos on tarpeeksi vahvaa. (Getgood 2009; Kock ym. 2012) Materiaali voi olla luonnollista, synteettistä tai keraamista. Luonnollinen materiaali on vaikea jalostaa, mekaanisesti heikko ja saattaa hajota ennen varsinaisen istutuksen onnistumista. Synteettisiä materiaaleja on puolestaan varsin helppoa tuottaa ja ovat hyvin toimivia niin liukenemisen kuin hajoamisenkin kannalta (Capito & Spector 2003). Toisaalta taas rustosolujen kiinnittyminen synteettiseen materiaaliin ei ole yhtä hyvää kuin luonnolliseen (Getgood 2009). Keraamisia materiaaleja on puolestaan tutkittu viime vuosikymmeninä suhteellisen paljon ja ne näyttävät soveltuvan paremmin luunkorvausmenetelmien hoitoon. (Marcazzi ym. 2007) Ensimmäinen ortopediseen rustonkorjauskirurgiaan sovellettu biomateriaalimenetelmä on MACI-menetelmä (Matrix-Induced autologous chondrosyte implantation). Kyseisessä menetelmässä potilaan omat, eristetyt rustosolut kasvatetaan huokoiseen I/III porsaan kollageenikalvoon ja lopulta siirre kiinnitetään paikalleen fibriiniliimalla. Kliiniset tulokset ovat osoittautuneet vastaaviksi aikaisemman rustosolusiirremenetelmän kanssa. Bartlett ym (2005) ovat todenneet, että eläinperäinen (esimerkiksi sian) tyypin I/III kollageenikalvo rustosolusiirteen biomateriaalina ja oman luukalvon korvikkeena näyttää toimivan hyvin. Aikaisemmin ongelmana ollut rustosolusiirteen jälkeinen luukalvon liikakasvu näyttää vähentyvän eläinperäisen I/III

23 kollageenikalvon käytön yhteydessä. (Bartlett ym. 2005; Gooding ym. 2006) Ensimmäisessä tähystysoperaatiossa otetaan kudossiirre potilaan nivelen ei-kantavalta pinnalta samoin kuin tavallisessa rustosolusiirremenetelmässä. Toimenpiteen yhteydessä pystytään arvioimaan nivelrustojen kokonaistilanne ja siirteen tarve sekä määrällisesti että laadullisesti. Toinen operaatio, siirresolujen paikalleen istutus, seuraa noin neljän viikon kuluttua. Menetelmä ei sovellu nivelrikon hoitoon. Polvinivelen täytyy myös olla stabiili ja liikeradoiltaan hyvä. Autologinen rustosolusiirre tulee kysymykseen silloin, kun yksinkertaisimmilla hoitomuodoilla ei ole saatu toivottua hoitotulosta tai kun niitä ei ole voitu käyttää. (Kim ym. 2008; Säämänen ym. 2008; Suokas 2010; Jacobi ym. 2011) Autologinen rustosolusiirreoperaatio tähtää siihen, että siirrettävät rustosolut kiinnittyisivät alustaansa paremmin. Ne pääsevät kasvamaan laboratorio-olosuhteissa ja kiinnittymään lopulliseen sijaintiinsa biomateriaalin avulla, mikä näyttääkin lisäävän rustosolujen paikallaan pysyvyyttä. Toimenpide helpottuu myös siltä osin, ettei potilaalta tarvitse ottaa erikseen sääriluun yläosan luukalvoa siirteen kiinnittämistä varten, mikä lyhentää osaltaan leikkausaikaa ja mahdollistaa joissakin tapauksissa jopa molempien leikkauksien tekemisen tähystystekniikan avulla tavanomaisen avoleikkauksen sijasta. Menetelmä ei ole kustannuksiltaan edullinen, mutta sen on todettu olevan turvallinen ja varsin tehokas nivelruston korjausvaihtoehto. (Gooding ym. 2006; Säämänen ym. 2008) MACI-tekniikkaa on verrattu useissa tutkimuksissa aikaisempiin luuydintä stimuloiviin rustonkorjausmenetelmiin ja sen on todettu olevan hoitotuloksiltaan erinomainen menetelmä esimerkiksi mikrofraktuura-menetelmään verrattuna. Mikrofraktuuran hoitotuloksissa on havaittu 2-5 vuoden kohdalla joissakin tutkimuksissa nivelrustokudoksen tai polven toiminnallisten ominaisuuksien heikentymistä, mutta autologisella rustosolusiirteellä hoidetut potilaat näyttävät voivan edelleen hyvin. Mosaiikkiplastian (rustoluusiirteen) ja autologisen rustosolusiirteen välistä yhteyttä on toistaiseksi tutkittu vähän. Tähänastiset hoitotulokset näyttävät yhteneväisiltä. Pitkäaikaisia tutkimustuloksia ei vielä toistaiseksi ole saatavilla. (Bartlett ym. 2005; Basad ym. 2010)

24 Toinen vaihtoehto biomateriaaliksi on hyaluronaatti bentsyyliesteristä valmistettu implantti, mikä on vettyvää huopaa. Valmiste tunnetaan nimellä Hyalograft-C. Menetelmässä on mahdollista tehdä molemmat operaatiot tähystysteitse, mikä nopeuttaa toimenpiteestä palautumista, mutta perinteistä avoleikkausta käytetään useimmiten sen sijaan. Hyalocraft-siirteen avulla tehtäviä rustonkostonkorjauksia tehdään laaja-alaisesti Keski-Euroopassa (Kiviranta ym. 2010). Etuna näyttää olevan rustosolujen parempi soluväliaineen tuotantokyky ja hyaluronaattihuopa-siirteen hyvä kiinnittyminen puhdistettuun luupintaan. Hyalograft-C on tuottanut vastaavanlaisia kliinisiä hoitotuloksia perinteisen rustosolusiirremetelmän ja MACI:n kanssa. Mikromurtumanetelmään verrattuna Hyalocraft-C siirteellä ja tähystysleikkauksella hoidetut potilaat ovat puolestaan saaneet huomattavasti parempia kliinisiä tuloksia. (D Anchise ym. 2005; Marcazzi ym. 2005a; Gigas ym. 2009; Kon ym. 2009; Suokas ym. 2010) Edellä mainittujen lisäksi käytössä on BioCeed-C-menetelmä (Ossendorf 2007). Siinä kondrosyyttien kasvu- ja kiinnittymisalustana käytetään kaksikomponenttista bioresorboituvaa geelipolymeeritelinettä. BioCeed-C-menetelmän etuna pidetään siirteen helppoa käsittelyä ja ankkurointia eli kiinnitystä. Kreutz (2008) tutmimusryhmineen havaitsi merkittävää edistystä BioCeed-C-metelmällä operoitujen potilaiden kliinisissä tutkimuksissa ja potilastyytyväisyydessä 6 kuukauden, vuoden ja neljän vuoden kohdalla. Uusintaoperaatiota vaatineiden potilaiden osuus 10% oli puolestaan vastaava aikaisempien Minaksen (2001) ja Petersonin ym. (2000) rustosolusiirremenetelmän tutkimusten kanssa. BioCeed-C soveltuu myös nivelrikon hoitoon. Muita biomateriaalimenetelmiä ovat mm. Saksassa kehitetty Novocart-3D (Gigante 2005), mikä perustuu kollageeni-kondroitiini-sulfaatti- kalvoon ja ranskalainen Cartipatch (Selmi ym. 2008), missä on puolestaan agaroosi-alginaatti-kasvualusta rustosoluille. Näitä menetelmiä on toistaiseksi tutkittu vasta vähän eivätkä ne ole esimerkiksi Yhdysvalloissa käytössä lainkaan. (Jacobi ym. 2011) Mikromurtumamenetelmän ja kollageenikalvotekniikan yhdistäminen (AMIC eli Autologous Matrix Induced Chondrogenesis) on myös yleisesti käytössä oleva, suurillekin rustovaurioille sopiva, yksivaiheinen nivelruston korjausmenetelmä. Siinä verestetty rustonalaisen luun pinta peitetään tyypin I/III kollageenikalvolla (Chondro-

25 Gide-kalvolla). Kollageenikalvon tarkoitus on pitää kantasoluja ja kasvutekijöitä sisältävä verihyytymä paikallaan ja edesauttaa näin uuden rustokudoksen kasvua vaurioalueella. (Kiviranta ym. 2010; Piontek ym. 2011) AMIC-tekniikka on edullinen soluviljelyyn perustuviin menetelmiin, esimerkiksi samankaltaiseen Hyclocraft-C-menetelmään verrattuna. Chondro-Gide-kollageenikalvo kiinnitetään paikalleen yleensä fibriiniliimalla, koska ompeleiden on osoitettu olevan tarpeettomia luuhun saakka yltämättömien rustovaurioiden korjauksessa (Benthien & Behrens 2011). Zanthop & Petersen (2009) ovat puolestaan esittäneet ChondroGidekollageenikalvon kiinnitykseen fibriiniliiman sijasta biohajoavia nastoja. Chondro-Gide kiinnittyy vain kuivassa ympäristössä eli ylimääräinen neste on poistettava vaurioalueelta ennen varsinaista kollageenikalvon kiinnitystä. AMICmenetelmän haittapuolena saattaa olla kollageenikalvon paikallaan pysyminen, mutta ainakaan Marcazzi (2002) eikä myöskään Piontek (2011) tutkimusryhmineen havainneet edellä mainitun kaltaisia ongelmia AMIC-tekniikalla hoidetuilla potilailla. (Kiviranta ym. 2010; Piontek ym. 2011) 3.7 Operatiivisten hoitomuotojen yhteenveto Polven nivelrustovaurioiden hoitoon ja operointiin on olemassa useita eri menetelmiä, joista pyritään löytämään jokaiselle rustovaurio-potilaalle sopivin. Operatiivisen menetelmän valintaan vaikuttavat potilaan iän ohella rustovaurioalueen koko, syvyys ja sijainti sekä fyysisen aktiivisuuden taso. Jos aikaisempi operaatio ei ole tuottanut toivottua hoitotulosta, saatetaan päätyä käyttämään toista operatiivista menetelmää. On kuitenkin huomioitava, että esimerkiksi autologinen rustosolunsiirto ei välttämättä sovi kaksivaiheisen leikkausmenetelmän ja kuntoutuksen haasteellisuuden vuoksi kaikille potilaille. Luuydintä stimuloiva mikrofraktuuramenetelmä on puolestaan toimenpiteenä huomattavasti yksinkertaisempi, mutta se ei sovi suurten (yli 3cm2) rustovaurioiden hoitomuodoksi. Mosaiikkiplastiamenetelmä eli rustoluusiirre on kustannuksiltaan edullinen ja yksivaiheinen operatiivinen menetelmä. Etuna menetelmässä on se, että siirre on potilaalta itseltään nivelen ei-kantavalta pinnalta, mutta toisaalta menetelmässä joudutaan tuhoamaan pieni alue tervettä nivelrustoa siirteen saamiseksi.

26 Mosaiikkiplastiamenetelmä on sopiva pienille 1-2cm 2 :n kokoisille nivelrustovauriolle. Yhtä ainoaa oikeaa, kaikille potilaille sopivaa nivelruston korjausmenetelmää ei ole olemassa. Oikea hoitomuoto ja operatiivinen menetelmä valitaan jokaisen potilaan kohdalla tapauskohtaisesti monta osatekijää huomioiden.

27 4 OPERAATION JÄLKEINEN POLVEN NIVELRUSTOVAURIOIDEN LIIKUNNALLINEN KUNTOUTUS 4.1 Kuntoutuksen keskeisimmät periaatteet Polvinivelen rustovaurion operoinnin jälkeinen kuntoutusvaihe on olennainen lopullisen hoitotuloksen kannalta. Kuntoutusohjelma määräytyy potilaslähtöisesti ja siihen vaikuttaa rustovaurion sijainti, koko ja laatu. Lisäksi käytetty leikkausmenetelmä asettaa omat vaatimuksensa esimerkiksi raajan varauksettomuuden (kyynärsauvojen käytön) kestolle. Kuntoutuksen suunnittelussa on keskeistä huomioida potilaan yksilölliset lähtökohdat (taulukko 2), esimerkiksi leikkausta edeltävä fyysisen aktiivisuuden määrä. (Reinold ym. 2006) TAULUKKO 2. Kuntoutuksen suunnittelun periaatteet. (modifioitu lähteestä Reinold ym. 2006) MUUTTUJA VAURIO sijainti (kantavalla vai ei-kantavalla pinnalla) koko (cm2), syvyys (mm) liitännäisvammat vauriokohtaa ympäröivän kudoksen laatu POTILAS ikä BMI (Body Mass Index) yleinen terveydentila ravitsemustila nivelrustokudoksen laatu aikaisempi aktiivisuustaso yksilöidyt tavoitteet motivaatiotaso OPERAATIO leikkausmenetelmä samalla tehtävät muut korjaukset (liitännäisvammat)

28 Kuntoutusta suunniteltaessa tarvitaan tietoa polven anatomista, nivelruston biomekaanisista ominaisuuksista ja uuden rustokudoksen biologisesta uusiutumisprosessista, koska niillä kaikilla on merkitystä nivelrustokudoksen paranemisen kannalta. Kuntoutuksen tavoitteena on saada potilas mahdollisimman pian toiminta- ja työkuntoiseksi, mutta kuitenkin niin, että vaurioalueelle annetaan riittävästi aikaa palautua operaation jälkeen. Uuden rustokudoksen eli korjauskudoksen, ylikuormittamista tulee välttää. Kipu ja turvotus ovat usein merkkejä liiallisesta kuormituksesta. Sopivan ja liiallisen kuormituksen rajaa ei välttämättä ole helppoa löytää ja yksilölliset erot potilaiden välillä ovat suuria. Kuntoutusprosessi on moniammatillisen yhteistyön tulos. Potilas-lääkäri-fysioterapeutti- ketju on olennainen hoidon onnistumisen kannalta. (Reinold ym. 2006) Tutkijoiden näkemys on se, että pienten rustovaurioiden hoitoon käytettävät menetelmät, esimerkiksi mikrofraktuuramenetelmä, ei vaadi yhtä pitkää kuntoutumisjaksoa kuin suurempien vaurioiden hoidossa käytettävät menetelmät, esimerkiksi mosaiikkiplastia ja autologinen rustosolusiirto (ACI). Jokaisella kirurgisella hoitomenetelmällä on erilainen, muista poikkeava paranemisprosessi, joten eroja kuntoutusmenetelmien välillä on löydettävissä. Mahdolliset samalla korjattavat, polven muissa rakenteissa sijaitsevat liitännäisvammat (esimerkiksi kierukka- tai ristisidevamma), asettavat lisävaatimuksia kuntoutusvaiheelle. (Reinold ym. 2006) Rustosolujen kypsymisen biologiset vaiheet eri leikkausmenetelmien jälkeen on pystytty määrittelemään useissa eri tutkimuksissa. Tutkijat ovat vakuuttaneet siitä, että uutta muodostuvaa rustokudosta on kannattavinta rasittaa asteittain. Alun kevyen, painovarauksettoman, jakson jälkeen rustokudokselle kohdistuvien voimien on oltava edelleen pieniä. Potilaan kannalta alkuvaiheen kuntoutuksen on hyvä olla maltillista ja asteittain nousevaa sekä lääkärin antaman kuntoutusohjeen mukaista. Varomaton toiminta ja liiallinen kuormittaminen saattaa aiheuttaa esimerkiksi uuden rustokudoksen kasvun hidastumista ja häiriintymistä tai mahdollisen rustoluusiirteen irtoamisen. (Brittberg ym. 1994; Peterson ym. 2002; Reinold ym. 2006) Kuntoutuksen kaksi keskeistä periaatetta ovat operoidulle raajalle kohdistettavan painon määrän rajoitus sekä polvinivelen liikelaajuuden rajoitus (ROM=Range Of Motion). Tutkimuksissa on todettu, että täydellinen immobilisaatio (liikumattomuus) ja raajalle varaamattomuus ovat haitallisia nivelrustokudoksen paranemisprosessissa. Ne