Ihmisen polven nivelruston ja -kierukan mikrorakenteiden kolmiulotteinen kvantitointi mikrotietokonetomografian avulla

Tässä väitöskirjassa esitellään uusi, korkean erotuskyvyn omaava mikrotietokonetomografiamenetelmä (mikro-TT-menetelmä) polvinivelen pehmytkudoksille. Työssä osoitettiin, että tällä menetelmällä voidaan kuvata ja analysoida saman kokoluokan rakenteellisia piirteitä nivelrustossa ja -kierukassa kolmiulotteisesti kuin perinteisessä leikepohjaisessa histologiassa kaksiulotteisesti.

Nivelrikko on yleinen nivelsairaus, joka usein johtaa liikuntakyvyn menetykseen, ja jonka suurimpia riskitekijöitä ovat ikä ja ylipaino. Sairauden aiheuttama yhteiskunnallinen taakka on suuri, ja se kasvaa edelleen, koska erityisesti länsimaissa ihmiset elävät pidempään ja ylipaino yleistyy. Nivelrikon alkuvaiheen muutoksista mikrorakennetasolla ei kuitenkaan vielä tiedetä paljoa, etenkään nivelen pehmytkudosten osalta. Näiden kudosten kolmiulotteinen kuvantaminen ja mikrorakennetason muutosten tutkiminen voisi auttaa ymmärtämään nivelrikkoa ja sen alkuvaiheen muutoksia paremmin. Tämä taas voisi johtaa uusien hoitomuotojen kehittämiseen.

Tämän väitöskirjan tavoitteena oli kehittää kontrastitehostettu mikro-TT-menetelmä, joka mahdollistaa polvinivelen pehmytkudosten kolmiulotteisen kuvantamisen. Menetelmää testattiin tutkimalla nivelruston ja -kierukan mikrorakenteita näytteissä, jotka oli saatu nivelrikkopotilailta ja nivelrikkoa sairastamattomilta kudoslahjoittajilta. Perinteinen kaksiulotteinen histologia toimi vertailumenetelmänä.

Tulokset osoittivat, että kehitetyllä menetelmällä pystytään kuvaamaan saman kokoluokan rakenteellisia piirteitä nivelrustossa ja -kierukassa kolmiulotteisesti kuin perinteisen histologian avulla kaksiulotteisesti. Menetelmä mahdollisti myös kyseisten kudosten mikrorakenteiden tarkemman analyysin. Nivelrustossa solut olivat nivelrikkonäytteissä suurempia ja pitkulaisempia kuin terveissä näytteissä. Nivelkierukassa taas nivelrikkoinen kudos oli epäjärjestäytyneempää kuin terve kudos. Lisäksi havaittiin kahdentyyppistä nivelkierukan rappeutumista: ensimmäisessä tyypissä oli erittäin vähäinen määrä kalkkeumia ja toisessa tyypissä oli suuria tai laajasti levinneitä kalkkeumia.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tässä väitöskirjassa esitetty kontrastitehostettu mikro-TT-menetelmä tarjoaa uuden, korkean erotuskyvyn työkalun polvinivelen pehmytkudosten mikrorakenteiden kolmiulotteiseen tutkimiseen. Nivelruston ja -kierukan lisäksi tällä menetelmällä voidaan tutkia myös muita nivelen pehmytkudoksia ja niissä tapahtuvia nivelrikon aiheuttamia muutoksia.