Az ízületi hialinporc életképességének vizsgálata tápláltsági és biomechanikai tényezők függvényében
Doktori értekezés
Dr. Szerb Imre Semmelweis Egyetem Patológiai Doktori Iskola
Témavezető:
Dr. Antal Magda, Ph.D.
Hivatalos bírálók: kandidátusa
Dr. Kalabay László, az orvostudomány Dr. Bakay András, Ph.D.
Szigorlati bizottság elnöke: Dr. Sárváry András, egyetemi tanár Szigorlati bizottság tagjai: Dr. Poór Gyula, egyetemi tanár Dr. Bucsi László, az orvostudomány kandidátusa
Budapest 2005.
1. ÖSSZEFOGLALÁS ..................................................................................................... 3 SUMMARY ..................................................................................................................... 5 2. BEVEZETÉS, CÉLKITŰZÉSEK ................................................................................ 7 3. A TERHELŐFELSZÍNI PORCDEFEKTUSOK KEZELÉSÉRE HASZNÁLT FELSZÍNKÉPZŐ ELJÁRÁSOK ................................................................................... 10 3.1. A terhelőfelszíni porcdefektusok pathologiai jelentősége................................... 11 3.2. A kezelés és utókezelés elvei............................................................................... 11 3.3. Hagyományos porcfelszínképző eljárások .......................................................... 12 3.3.1. Debridement ................................................................................................. 13 3.3.2. Pridie-féle felfúrás ........................................................................................ 14 3.3.3. Abrasios arthroplastica ................................................................................. 14 3.3.4. „Microfracture” technika.............................................................................. 15 3.4. Modern porcfelszínképző eljárások..................................................................... 16 3.4.1. Periosteumátültetés....................................................................................... 16 3.4.2. Perichondriumátültetés ................................................................................. 17 3.4.3. „Morselized autologous osteochondral graft technique”.............................. 18 3.4.4. Autolog chondrocyta implantatio ................................................................. 19 3.4.5. Bioprotetika .................................................................................................. 22 3.4.6. Osteochondralis allograftok.......................................................................... 24 3.4.7. Osteochondralis autograftok......................................................................... 24 4. AZ OBESITAS ÉS METABOLICUS SYNDROMA ELMÉLETI ALAPJAI .......... 27 4.1. Az obesitas fogalma ............................................................................................ 27 4.2. Az obesitas kapcsolata egyéb betegségekkel és anyagcsere paraméterekkel. A metabolicus syndroma ................................................................................................ 28 4.2.1. A metabolicus syndroma története ............................................................... 29 4.2.2. A metabolicus syndroma háttere .................................................................. 30 4.2.3. A metabolicus syndroma kezelése................................................................ 34 4.3. Az obesitassal kapcsolatos saját vizsgálatok ....................................................... 35 5. ANYAG ÉS MÓDSZER ............................................................................................ 37 5.1. Az obesitas vizsgálatával kapcsolatos anyag és módszertan............................... 37 5.2. Az ízületi hialinporc biomechanikai tulajdonságainak in vivo vizsgálatával kapcsolatos anyag és módszertan ............................................................................... 38 5.2.1. Az ízületi hialinporc szerkezete és biomechanikai tulajdonságai közötti összefüggés............................................................................................................. 38 5.2.2. Az ízületi porc in vivo vizsgálatára jelenleg rendelkezésre álló eszközök... 40 5.2.4. Mérési helyek ............................................................................................... 44 5.2.5. Beteganyag ................................................................................................... 45 5.2.6. Mérés technikája........................................................................................... 45
1
5.3. A térdízületi hialinporc keménysége és szövettani degenerációja közötti összefüggés in vivo vizsgálatával kapcsolatos anyag és módszer.............................. 46 6. EREDMÉNYEK......................................................................................................... 51 7. MEGBESZÉLÉS ........................................................................................................ 60 8. IRODALOMJEGYZÉK ............................................................................................. 68 9. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS .................................................................................... 85
2
1. ÖSSZEFOGLALÁS
A szakirodalmi adatok szerint a térdízület terhelőfelszínén a porckárosodások előfordulási gyakorisága különböző feltárásos vagy arthroscopos műtétek során elérheti a 40%-t. Az ízületi hialinporc regenerációs készsége igen csekély. A mindennapi ortopéd sebészi gyakorlatban az elhízott betegek körében gyakrabban találunk ízületi porckárosodást. E három tényező indított el téziseim megfogalmazására. Az első, mely szerint összefüggésnek kell lennie az obesitas és a térdízületi chondropathiák prevalenciája között. Ennek gyakorlati haszna, hogy ha bizonyított összefüggés van, akkor táplálkozási intervencióval, a testsúly csökkentésével csökkenthető lenne a térdízületi chondropathiák előfordulási gyakorisága. 200, randomszerűen kiválasztott beteg vizsgálatával, adatainak feldolgozásával egyértelműen bizonyítani lehetett az obesitas
és
a
térdízületi
chondropathiák
gyakorisága
közötti
összefüggést.
Szignifikánsan magasabb testtömeg index értékeket (32,8) és derék-csípő körfogat hányados értékeket (férfiakban: 1,07, nőkben 0,91) találtam a chondropathiás betegcsoportban, összehasonlítva a nem károsodott porcú betegekkel: testtömeg index átlag: 26,1, derék-csípő körfogat hányados átlag férfiakban: 0,96, nőkben: 0,84. Második célom az volt, hogy mérőműszer segítségével feltérképezzem az egészséges térdízületet borító porcfelszínek keménységét, mintegy etalont adva további vizsgálataimhoz, s hogy nemzetközileg is korai és új adatokat szolgáltassak az emberi térdízület biomechanikájának megértéséhez. Ez 87, diagnosticus és therapiás arthroscopián átesett beteg porckeménység mérésével sikerült. Összesen 696 mérést végeztem, a nemzetközileg is teljes mértékben elfogadott, finn gyártmányú Artscan 1000, arthroscopos porckeménységmérővel. Megállapítottam, hogy az egészséges térdízületen belül is különböző az ízületi csontvégeket borító hialinporc keménysége. A legkeményebb a femur lateralis condylusán, 5,2 N, s a femurt borító porcfelszínek keményebbek, mint a patellát vagy tibiát borítók. Célom volt
továbbá
az
arthroscopos
műtéti beavatkozások során detektált
porcdegeneráció mértékének objektivizálása biomechanikai markerrel.
A fentebb
említett műszer segítségével, objektív paraméterrel, N-ban kifejezve tudtam jellemezni az ízületi porc keménységét.
3
Negyedik tézisem az volt, hogy összefüggésnek kell lennie a mért porckeménység és a szövettani degeneráció mértéke között. A már említett 87 beteg vizsgálata során a megmért porcfelszínekből biopsiákat nyertem, összesen 196-ot. Ezeket két független centrumban vizsgáltattam meg. Egyik felét a Debreceni Egyetem EOC Anatómiai Tanszékén, Módis László Professzor Úr segítségével. A szövettani metszetek másik felét a Bristoli Egyetem Akadémiai Reumatológiai Tanszékén, Anthony Hollander Professzor Úr segítségével készítették el számomra. A szövettani degeneráció mértékét a nemzetközileg is elfogadott Mankin-Shapiro pontrendszer segítségével jellemeztem. Ezek után már „csak” numerikus összefüggést kellett keresnem a mért porckeménység érték, s ugyanennek a porcszövetnek számmal jelzett degenerációja között. Linearis regressios analysist végeztem. A determináltsági együtthatók magas értékei egyértelmű, fordított összefüggést mutattak. A determináltsági együttható értéke a lateralis femur condylusra: r2=0,82, míg a medialis femur condylusra 0,79. Ugyanezen értékek a lateralis tibia condylusra: r2=0,75, míg a medialis tibia condylusra 0,72. Azaz minél egészségesebb az ízületi hialinporc, annál keményebb és fordítva. E tézisem bizonyításával lehetővé vált, hogy arthroscopos ízületi műtétek során a porc keménységének mérésével azonnali, indirekt információt nyerjünk a porcszövet degeneráltsági állapotáról. Második és negyedik tézisem bizonyításával lehetővé vált dolgozatom ötödik céljának megvalósítása is, vagyis hogy arthroscopos műtéti beavatkozások során a csúszófelszíni porckárosodások minél korábbi diagnosztizálását tegyem lehetővé, hiszen ez hozzájárulhat az arthrosis megelőzéséhez, esetleges preventív műtétek indikálásával.
4
SUMMARY EXAMINATION OF THE VIABILITY OF HUMAN ARTICULAR CARTILAGE ACCORDING TO NOURISHMENT AND BIOMECHANICAL FACTORS According to the data in the literature, the prevalence of cartilage defects on the weight bearing surfaces of the knee joint may reach 40% during open surgeries or arthroscopies. The regeneration capacity of the articular hyaline cartilage is minimal. Articular cartilage damage occurs more often among obese patients in daily orthopaedic practice. These three factors induced me to define my theses. My first thesis was: there must be a relationship between obesity and the prevalence of knee chondropathies. On the basis of this correlation, the prevalence of cartilage defects could be decreased with nourishment intervention and body weight reduction. With the evaluation of the results of 200 randomly selected patients, the relationship between obesity and the prevalence of knee chondropathies was unambiguously proven. Significantly higher body mass index (BMI) values (32.8) and waist circumference divided by hip circumference values (male: 1.07, female: 0.91) were found in the chondropathic patient subgroup. The next aim was the mapping of the stiffness of the cartilage covering the healthy knee joint to provide an etalon for further measurements and new data to understand the biomechanics of the human knee joint. I managed to achieve this with cartilage stiffness measurements in 87 patients who underwent diagnostic and therapeutic arthroscopies at our department. 696 measurements were performed in total with the internationally accepted Finnish Artscan 1000 arthroscopic articular cartilage stiffness tester. I established that cartilage stiffness varies at different sites even in the intact knee joint. The stiffest cartilage was found on the lateral femoral condyle (5.2 N), and the cartilage covering the femur is always stiffer than the cartilage on the tibia or patella. My further aim was to objectify - with a biomechanical marker - the degree of cartilage degeneration detected during arthroscopic operations. The stiffness of the articular cartilage could be described with objective data provided by the arthroscopic tester and expressed in N. My fourth thesis was to prove the relationship between the in-vivo measured cartilage stiffness and the histological stage of cartilage degeneration. I took 196 biopsies from the above-mentioned 87 patients. Histological analyses were performed at two different
5
centres, at the University of Debrecen and the University of Bristol, UK. Prof. László Módis and Prof. Anthony Hollander were the leaders of the working groups. The stage of the histological degeneration of the biopsies was determined by the Mankin-Shapiro score system. A linear regression analysis was performed to find a correlation between cartilage stiffness and the Mankin scores. The high values of the coefficient of determination yielded an unambiguous, reciprocal correlation. The value of the coefficient of determination was r2=0.82 for the lateral femoral condyle, while it was r2=0.79 for the medial femoral condyle. The same parameter was found for the lateral tibial condyle, r2=0.75, while r2=0.72 for the medial tibial condyle By proving the existence of the above reciprocal correlation, it became possible to indirectly observe cartilage degeneration during arthroscopies, through alterations in cartilage stiffness. The verification of the second and fourth theses enabled the early diagnosis of cartilage degenerations. This early diagnosis may contribute, through the indication of preventive operations, to the prevention of osteoarthritis. This was my fifth goal with my Ph.D. work.
6
2. BEVEZETÉS, CÉLKITŰZÉSEK
A napi térdsebészeti gyakorlat egyik leggyakoribb problémája az ízületi csúszófelszínek degenerációjának kezelése. Az ízületet alkotó csontok egymáshoz képest történő kontrollált elmozdulása biztosítja az ízületi funkciót. A mozgás kontrollját az ízfelszín alakja, valamint a körülvevő tok-, szalag- és izomrendszer biztosítja. Maga a mozgás pedig az illeszkedő csontvégeket borító hialinporcon jön létre. Mivel a porc nagy terhelésnek van kitéve, érthető, hogy a biomechanikai viszonyokban létrejövő legkisebb káros változás is korai, súlyos strukturális károsodást okoz. Az irodalmi adatok szerint ezen károsodások előfordulási gyakorisága különböző feltárásos vagy arthroscopos műtétek során elérheti a 40%-t (41,45,81). A károsodások nagyobb hányada a terhelő felszíneket érinti. A betegek panaszai az esetek döntő többségében jól korrelálnak a porckárosodás kiterjedtségével, súlyosságával, illetve elhelyezkedésével. Ismert továbbá a hialinporc igen csekély regenerációs képessége (58). Bíró, Antal és Zajkás a populáció egészére vonatkozó reprezentatív vizsgálatával mintegy 2600 felnőtt körében az elhízás előfordulását 21,1%-nak észlelte. A túlsúlyosok prevalenciája 34,3% volt (18). A klinikai gyakorlatban a túlsúlyos és elhízott betegek körében gyakrabban találkoztam arthrosissal. Ezért fordult érdeklődésem a hilanporc életképességének vizsgálata felé, hiszen igen nagyszámú beteget érint ez a probléma és súlyos panaszokat is okoz, annak ellenére, hogy néhány szerző beszámolt panaszokat nem okozó, teljesvastagságú, terhelőfelszíni porcelváltozásokról (28,45). A panaszok mellett ezek a károsodások részben mechanikai, részben gyulladásos tényezőkön keresztül a népbetegségnek számító arthrosishoz vezetnek. A teljesvastagságú porckárosodások sebészi kezelése során hialin jellegű ízületi felszín kialakítására kell törekedni, mivel a hialinporc bradytrop jellegű, gyógyhajlama elenyésző, így van esély az arthrosis kialakulásának késleltetésére vagy elkerülésére. A később ismertetendő hagyományos és modern porcfelszínképző eljárások sikerei és részben sikertelenségei, viszonylag bonyolult utókezelésük fordította figyelmemet a porckárosodások megelőzése, illetve korai diagnózisa felé. Ebben segítségemre volt az arthroscopos műtéti technika széleskörű elterjedése, valamint az ízületi hialinporc biomechanikai vizsgálatára külföldön kifejlesztett készülék. Ezek alapján az alábbi célokat tűztem ki magam elé: 7
•
Összefüggést kívántam keresni a népbetegségnek számító obesitas és a terhelőfelszíni porckárosodások előfordulása között. Hiszen ha van összefüggés, akkor táplálkozási intervencióval, a testsúly csökkentésével megelőzhető, illetve csökkenthető lenne az alsóvégtagi ízületi porckárosodások prevalenciája.
•
Mérőműszer segítségével fel akartam térképezni az egészséges térdízületet borító
porcfelszínek
keménységét,
mintegy
etalont
adva
további
vizsgálataimhoz, s hogy nemzetközileg is korai és új adatokat szolgáltassak az emberi térdízület biomechanikájának megértéséhez. •
Célom volt továbbá az arthroscopos műtéti beavatkozások során detektált porcdegeneráció mértékének objektivizálása biomechanikai markerrel.
•
Bizonyítani akartam a térdízületi hialinporc keménysége és szövettani degenerációja közötti összefüggést, hiszen ha van összefüggés, akkor arthroscopia során, indirekt módon lehet azonnali információt szerezni a porcdegenerációról.
•
Célul tűztem ki azt is, hogy arthroscopos műtéti beavatkozások során a csúszófelszíni porckárosodások minél korábbi diagnosztizálását tegyem lehetővé, hiszen ez hozzájárulhat az arthrosis megelőzéséhez, esetleges preventív műtétek indikálásával.
Célkitűzéseim megvalósításához az alábbi vizsgálatokat végeztem el: •
A Fővárosi Önkormányzat Uzsoki utcai Kórház Orthopéd-Traumatológiai Osztályán 2002. január 1. és 2004. december 31. között 200, térdízületi arthroscopián átesett beteg adatait dolgoztam fel az obesitas és a porcfelszínkárosodások
előfordulási
gyakorisága
(prevalenciája)
közötti
összefüggés vizsgálatára. •
A Fővárosi Önkormányzat Uzsoki utcai Kórház Orthopéd-Traumatológiai Osztályán 87, arthroscopos műtéti beavatkozáson átesett betegnél vizsgáltam a
8
térdízületi
hialinporc
keménysége
és
szövettani
összefüggést. Linearis regressios analysist végeztem.
9
degenerációja
közötti
3. A TERHELŐFELSZÍNI PORCDEFEKTUSOK KEZELÉSÉRE HASZNÁLT FELSZÍNKÉPZŐ ELJÁRÁSOK
Sir William Hunter már 1743-ban megfogalmazta a porckárosodások alapproblémáját, mely szerint a teljes vastagságban elpusztult porcfelület nem tud regenerálódni (74). A szövet alapállományába bezárt, érett chondrocyták a porcsérülést követően csak nagyon rövid ideig - 10-14 napig – képesek osztódni, s ez idő alatt is csak korlátozott mértékig (25,28,41,45,64,81). A regeneráció a spongiosa pluripotens, mesenchymalis sejtjeiből történik, melyek számára az út a subchondralis corticalis berepedésein keresztül nyílik meg. A reparációs folyamat érbetörés → alvadékképződés → kötőszövet benövés → fibrosus metaplasia → reparatív rostos porc állomásokon keresztül valósul meg, a szervezet spontán regenerációs képességét jelezve. Ez a folyamat hatásfokában igen gyenge, mivel nem képződik összefüggő és kielégítő vastagságú csúszófelület, valamint a kialakult rostos porc biomechanikailag gyenge, nem felel meg a terhelőfelszíni igénybevételnek (28,41,45,64,81,116). Az ortopéd sebészek mégis hosszú időn keresztül ezen spontán regenerációs folyamat előmozdításában látták az egyetlen esélyt egy valamelyest elfogadható ízületi csúszó felszín kialakítására. A mérsékelt eredmények arra ösztönözték a kutatókat, hogy megkíséreljenek hialin vagy hialin jellegű csúszó felszínt létrehozni. Az elmúlt tizenöt évben ezek a kutatások intenzívebbé váltak, s ez végül a klinikai alkalmazásban is eredményeket hozott. A következő alfejezetekben röviden ismertetem a klinikai gyakorlatban, széles körben alkalmazott ún. hagyományos felszínképző eljárásokat, illetve a korlátozottabb klinikai utánkövetéssel rendelkező ún. modern porcfelszínképző technikákat. Az előbbiek kedvező esetben is csak reparatív rostos porcfelszínt eredményeznek, míg az utóbbiak célja hialinporc jellegű felszín létrehozása.
10
3.1. A terhelőfelszíni porcdefektusok pathologiai jelentősége
Az irodalmi adatok szerint e károsodások előfordulási gyakorisága különböző feltárásos vagy arthroscopos műtétek során elérheti a 40%-t (41,45,81). A károsodások nagyobb hányada a terhelő felszíneket érinti. A betegek panaszai az esetek döntő többségében jól korrelálnak a porckárosodás kiterjedtségével, súlyosságával, illetve elhelyezkedésével. Meg kell azonban jegyezni, hogy több szerző beszámolt panaszokat nem okozó, teljes vastagságú terhelőfelszíni porckárosodásról (28,45). Nem vitatva ezek létezését, megállapítható azonban, hogy a terhelőfelszínt érintő, csontig hatoló vagy még azt is destruáló defektusok a betegnek rendszerint komoly panaszokat okoznak, s részben mechanikai okok, részben pedig gyulladásos tényezők miatt arthrosishoz vezetnek. Eredményes kezelésük a rostos porc gyenge kvalitásai miatt csak hialin jellegű ízületi felszín kialakításával lehetséges, s ez utóbbi jelenthet esélyt az arthrosisos folyamat késleltetésére vagy jobb esetben megelőzésére. Ezzel szemben a kevésbé terhelő felszínen kialakult porckárosodások jelentősége kisebb, éppen a rájuk háruló kisebb mértékű terhelés miatt. A fentieknek megfelelően az elmúlt tizenöt év törekvései a hialin értékű porcfelszín létrehozására a terhelő felszínt célozták meg, míg a kevéssé terhelő zónákban továbbra is kielégítőnek látszik a hagyományos felszínképzések valamelyik formája.
3.2. A kezelés és utókezelés elvei
Annak ellenére, hogy a figyelem az utóbbi időben döntően a porcfelszínképzés technikájára összpontosult, nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy a fennálló súlyos porckárosodások az esetek zömében valamilyen aktuálisan is ható kiváltó ok következményei. Az esetek kisebb részében már lezajlott vagy egyszeri károsító tényező felelős a porcdefektusért (egyszeri traumás erőbehatás, átmeneti vérellátási zavar, gyulladásos vagy rendszerbetegség). Még fennálló kiváltó ok mellett nem számíthatunk tartós sikerre, mert akármilyen jó minőségben is pótoltuk meg a porcdefektust, az újra ki fog alakulni. 11
Az első lépés tehát a porcdefektus okának meghatározása. Amennyiben gyulladásos vagy rendszerbetegség, úgy ennek konzervatív vagy esetenként műtéti kezelése jótékony hatású, de a kiváltó ok jellege miatt újabb hialin értékű porcfelszín létrehozására nincs reális esély. Az esetek nagyobb részében azonban valamilyen biomechanikai eltérés, egyszeri trauma vagy vérellátási zavar az oka a körülírt, de súlyos porcbántalomnak. Ezekben az esetekben az esetleg még fennálló biomechanikai eltérés orvoslása és minél jobb minőségű porcfelület létrehozása a cél. Mind a beteg mind pedig a várható eredmény szempontjából az a legkedvezőbb, ha az előbb említett két beavatkozás egy lépésben történik meg. Az utókezelésnek ugyanennek a szemléletnek megfelelően kell alakulnia. Pontos tervét a szerint kell alakítani, hogy sikerült-e a műtét során a kiváltó okot is kezelni, vagy technikai illetve egyéb okok miatt ketté kellett választani az egyébként egy időben elvégezhető két műtéti megoldást. További befolyásoló tényező az, hogy milyen ok miatt és milyen típusú kísérő beavatkozást kellett elvégezni (keresztszalag plasztika, tengelykorrekciós osteotomia, meniscus varrat stb.).
3.3. Hagyományos porcfelszínképző eljárások
Ezek az eljárások a szervezet spontán regenerációs képességét támogatják oly módon, hogy a subchondralis spongiosa csontvelő tartalmából mesenchymalis őssejteket mobilizálnak az ízületi felszín felé. Ezek az őssejtek szaporodásra képesek, s arra is, hogy kötőszöveti reakcióval reagáljanak, ami a fibrosus metaplasia útján reparatív rostos porc képződéséhez vezet (28,33,64,81,96,). Ezen eljárásoknak közlekedést kell kialakítaniuk a spongiosa velőürege és az ízület ürege között. Ugyanakkor a keletkezendő csúszófelület kellő alátámasztása érdekében minél jobban meg kell őrizni a subchondralis csontszerkezet eredeti görbületét és folytonosságát (81, 96).
12
3.3.1. Debridement
A degeneratív folyamatok során destruált, pusztuló, leváló porcrészek bomlása enzimatikus úton gyulladásos reakciókhoz vezet. További porckárosodást okoz a synovitis, folyadékszaporulat, megváltozott ízületi folyadékösszetétel. Ezeket a folyamatokat felismerve és megértve a porckárosodások kezelésében az első lépés a további felszínkárosodások késleltetése, illetve a folyamat progressziójának lassítása volt. Ez még kiterjedt degeneratív elváltozások esetében is átmeneti állapotjavulást, a panaszok csökkenését eredményezheti. A Magnusson által bevezetett ízületi kitakarítás ideje a destrukció korábbi fázisai felé tolódott (15,80,108). Lényegéből következően ez az eljárás csak átmeneti és mérsékelt javulást eredményezhet. A klasszikus ajánlás szerint, arthrotomiából végzett beavatkozás okozta későbbi panaszok nincsenek arányban a várható javulással. Ezért napjainkban nyitott debridement-t már csak rheumatoid arthritis esetén végeznek, s ott is csak válogatott esetekben (112). Az arthroscopia széleskörű elterjedése, valamint minimál invazív jellege az ízületi debridement reneszánszát eredményezte, mert a fentebb tárgyalt, a beavatkozás kozkázata és ígért előnyei közötti negatív egyensúly jó irányba változott. Ehhez társult még az ízületi öblítés, a lavage jótékony hatása. Ennek eredményeképpen kiterjedtebb destrukció esetében, különösen, ha protetikai vagy egyéb nyitott beavatkozás ellenjavallt, kompromisszumos megoldásként szóba jöhet. Néhány szerző az utóbbi időben is közölt meglepően jó eredményeket. Jackson 1988-ban 68%, Bert 1989-ben 66%, Baumgartner 1990-ben 52%, Timoney 1990-ben 63% és Rand 1991-ben 67% jó eredményről számolt be (80). A szerzők többsége szerint azonban súlyos destrukció esetében hosszútávon nem várható jó eredmény a debridement-tól. Fentieknek megfelelően a mai ortopéd sebészi gyakorlatban a debridement, mint önálló műtéti beavatkozás nemigen jön szóba, de más sebészeti tevékenység kiegészítéseként vagy bevezetéseként, részbeavatkozásként igen.
13
3.3.2. Pridie-féle felfúrás
Ennél a beavatkozásnál már valóban porcfelszínképzés volt a cél. Lényege a subchondralis corticalis csontréteg perforálása fúrás révén. Az egymástól néhány milliméter távolságban készített fúrt lyukak lehetőséget biztosítottak a vérerek, s velük együtt a mesenchymalis őssejtek ízületbe törésére. Különböző szerzők különböző átmérőjű fúrcsatornákat ajánlanak (1,5mm – 5,0mm), de ez nem befolyásolja a subchondralis tér dekompressziójára kifejtett előnyös hatásukat. Ismeretes, hogy degeneratív elváltozásokban az érintett helyen megnő az intraossealis nyomás, s ez jelentős fájdalmat okoz a betegnek. A Pridie által 1959-ben ajánlott felfúrások csökkentik az emelkedett intraossealis nyomást, ez magyarázza az eljárás szinte azonnali fájdalomcsillapító hatását (56,77,78,96,140). Sajnos a fájdalomcsillapító effektus csak átmeneti, mivel a fúrt csatornák idővel elzáródnak, s nem hoznak létre megfelelő minőségű ízületi csúszófelszínt. A porcdegeneráció során a csökkenő biomechanikai értékű porcréteg már nem nyújt kellő védelmet a subchondralis csontnak, ahogy azt Lanny Johnson munkáiban kifejtette, s a csont scleroticus átalakulással reagál a fokozott terhelésre. Így ez egy subchondralis sequester réteg, amely nem élő szövetként alkalmatlan felület a Pridie csatornákon keresztül benövő kötőszövet, illetve reparatív rostos porc megtapadására. Ennek következményeként a reparatív szövet nem tud folytonos csúszófelszínt létrehozni, legjobb esetben is csak szigetekben elhelyezkedő regenerátum alakulhat ki (81,96). Hátránya még az eljárásnak, hogy a viszonylag vastag és mély fúrcsatornák oly mértékben gyengíthetik meg a subchondralis corticalist, hogy jelentősebb erőbehatásra beroppanhat, s így kevésbé kongruens ízfelszín keletkezik.
3.3.3. Abrasios arthroplastica
Lanny Johnson, a Pridie-féle felfúrás hátrányait vizsgálva, 1986-ban elméletileg új eljárást ajánlott az elpusztult porcfelszín újraképzésére (81). Szerinte döntő jelentőségű 14
a sikeres kezelésben a subchondralis sequester réteg eltávolítása, ami gátja a reparatív szövet szétterjedésének. Ugyancsak fontos szerinte a subchondralis gerendázat megóvása a mechanikai behatások miatt. Ezek a megfontolások a viszonylag mély és vastag fúrcsatornák helyett a felszíni sequester réteg eltávolítását szorgalmazták. A szerző a velőűr és az ízületi üreg közötti összeköttetés létrehozása érdekében a mély fúrtcsatornák helyett apró bemélyedések kialakítását javasolta. Új eljárásához megfelelő műszert is szerkesztett. A károsodott felszínek eltávolításához, synovectomiához és szalagcsonkok resectiojához korábban kifejlesztett forgómotorokhoz új feltéteket alkalmazott, melyek egy forgó gömbmaró segítségével mind a defektus alapjának polírozására mind pedig a pontszerű vérzéseket előidéző gödrök bemarására alkalmasak voltak. A gyakorlat nem igazolta Johnson várakozásait, aki eredményként akár hialin értékű felszínképzést sem tartott elképzelhetetlennek. Friedman 1984-ben 60%-os, maga az eljárás kifejlesztője 1986-ban az esetek 77%-ában jó eredményről számolt be ezzel a technikával. A módszer alkalmazása a kezdeti nagy fellendülés után, a mérsékelt eredmények hatására jelentősen visszaszorult a gyakorlatban (15,56,80,81,116).
3.3.4. „Microfracture” technika
Az abrasios arthroplastica sikertelenségei után a figyelem a felszínképzési eljárásokban ismételten a velőűr és az ízületi üreg között minél tökéletesebb összeköttetés létrehozására irányult. Ezek a megfontolások vezettek a Richard J. Steadman által bevezetett „microfracture” technika kialakulásához. Ő is megfelelő műszerkészletet fejlesztett ki (155). Fontosnak tartotta a subchondralis csontréteg megfúrása során korábban észlelt hőkárosodások kiküszöbölését. A különböző szögben görbített, árszerű eszközei lehetővé tették szinte bármelyik ízületi felszín kezelését arthroscopia során. Az árral létrehozott mikrotöréseket olyan sűrűn kell elhelyezni, hogy a defektus alapja összefüggően feltöredezett legyen (1.ábra). 15
Sajnos a történelem ebben az esetben is ismételte önmagát. Steadmen elődjéhez, Johnsonhoz hasonlóan úgy vélte, hogy eljárása akár hialin minőségű új felszínt eredményezhet. Azonban a reparatív szövet minősége itt is csak a biológiailag gyengébb értékű rostos porcnak felelt meg. A módszer azonban előrelépést jelentett a regenerátum kiterjedését és összefüggését illetően. Mivel a módszer igen egyszerű és műszer igénye is csekély, megállapítható, hogy a hagyományos felszínképző eljárások között ma világszerte a legnépszerűbb és legelfogadottabb (22,25,64,116,155,156).
3.4. Modern porcfelszínképző eljárások
Az elmúlt tizenöt évben az érdeklődés a komolyabb igényű, tartósabb eredményt biztosító hialin jellegű csúszófelszínek kialakítása felé fordult. Ezek a kutatások, az eddigi egy irány helyett, több szálon, több irányba haladnak. A kutatók egy része azt reméli, hogy valamilyen módon mégis előmozdítható a hialinporc felnőtt korban eddig nem ismert újdonképződése, míg a másik irányzat megpróbálja pótolni az elpusztult üvegporcot. Mivel a hialinporc életképességének vizsgálatához nagyon fontosak ezek az új ismeretek, a hagyományos porcfelszínképző metodikákkal szemben ezeket az eljárásokat nemcsak a történeti hűség kedvéért szeretném ismertetni.
3.4.1. Periosteumátültetés
A modern felszínképző technikák között a legrégebbi múltra tekint vissza. Már az 1940es években folytak állatkísérletek a témával kapcsolatban. Az első eredményesebb próbálkozás Rubak nevéhez fűződik, aki osteochondralis defektusokon idézett elő neochondrogenesist periosteum alkalmazásával (145). Az idők folyamán sokat változott 16
a szemlélet a csonthártya alkalmazhatóságával kapcsolatban. Az eredeti elképzelés szerint periosteum kambium rétegének multipotens sejtjei voltak hivatva hialin típusú regenerátumot produkálni. Ennek az elméletnek némileg ellentmond az, hogy több kísérletben a periosteumot megfordítva – azaz a kambiumréteggel az ízület felé – ültették be. 1980. és 1996. között kiterjedt vizsgálatokat Homminga, Shawn O’Driscoll, Moran, Niedermann, Hoikka, Korkala, Delaney és az utóbbi időben Brittberg, Bonfield, Bader és Cebamanos, Ritsila végzett a klinikai hasznosíthatóságot illetően. Homminga még a transplantatumok nagy százalékban történő elmeszesedése miatt negatív véleményt fogalmazott meg. Később O’Driscoll, aki egész életét a periosteum kutatásra tette fel, úgy fogalmazott, hogy az eljárás még nem kész a klinikai gyakorlatra. Ezt a szabad transplantatum kalcifikációjából fakadó 66,3%-os sikerrátája alapján fogalmazta meg. Ő és Moran már hangsúlyozták az utókezelében a continuous passive motion (CPM) szerepét Salter munkái alapján (148). Később Brittberg, Bader és Cebamanos már sikeresebb klinikai alkalmazásokról számolt be. Összefoglalva megállapítható, hogy a periosteum szabad lebenyként történő klinikai használata javuló eredményeket mutat. Alkalmazása után – eddig tisztázatlan mechanizmus útján – kialakulhat egy csúszófelszín, amely hasonlít a hialinporchoz, de több tulajdonságában jelentősen el is tér attól (25,73,130,132,143,145,148).
3.4.2. Perichondriumátültetés
Lényegesen kevesebb a tapasztalat a perichondrium felhasználásával. Bár már 1976-ban Skoog, 1979-ben Engkvist, 1981-ben Hvid majd 1985-ben Amiel részéről is jelent meg közlemény, mégis az alapkutatásnak számító hátteret elsősorban Coutts nyulakon és Bruns birkatérdeken végzett kísérletei jelentik (26,34,42,75). Az 1992-ben publikált munkák autolog borda-perichondriumot ültettek be szabad lebenyként. 1990-ben Homminga majd az utóbbi két évben Bruns a klinikai gyakorlatban is megkezdte az autolog borda-perichondrium használatát (26,77). A korai eredményeik mérsékelt sikereket mutatnak. Néhány esetben sikerült hialinszerű csúszófelszínt kialakítani de az esetek nagyobb részében lebenyleválás, calcifikáció ill. értéktelen kötőszöveti reakció eredményezték az eljárás kudarcát. A módszer további nehézkessége az, hogy szemben
17
a periosteummal, ami relatíve jól preparálható és varrható struktúra, a perichondrium műtéttechnikai kezelése sokkal problémásabb. A két szövetről Ritsila közölt összehasonlító tanulmányt (143).
3.4.3. „Morselized autologous osteochondral graft technique”
Ez az első hallásra bizarrnak tűnő technika Kevin Robert Stone nevéhez fűződik. Ő és közvetlen munkatársa, Ann Wagenblach az egyedüli szerzők, akik ezt az eljárást alkalmazták a klinikai gyakorlatban. Bár beszámolóik szerint állatkísérletes háttér nem áll a módszer mögött, mégis több megfontolás alapján a klinikai gyakorlat megkezdése nem tűnt veszélyesnek. Ez egy arthroscopos technikával végzett autolog szöveti transplantatio, melynek során az első lépés a körülírt teljesvastagságú porcdefektus éles kimetszése. Ezt követően a defektus alapjának a „microfracture” technika szerinti előkészítése következik. A 8-10 mm átmérőjű autolog graftot a notch területének porcos-csontos átmenetéből nyerik egy erre a célra kialakított körfűrésszel. A 10-15 mm hosszú eltávolított csonthengert a vétel helyének megfelelően félig porc félig pedig periosteum illetve synovium fedi. Stone szerint a lényeges rész a kettő közti határvonalon van. Itt találhatók ugyanis azok a kevéssé differenciált multipotens sejtek, amelyek például a notch – elülső keresztszalag hiányában - történő beszűkülését képesek
okozni.
Ismeretes,
hogy
az
egyébként
boltív
alakú
terület
ún.
„chondroosteophyta” képződése által jelentősen be tud szűkülni. Számos szerző szerint az ezen található hialinporc hisztológiailag egészségesnek minősül, bár ezt legalább ugyanennyien cáfolják. Mindenesetre az tény, hogy ezen a helyen hialinporc újdonképződés történik felnőtt korban, ha nem is regenerációs céllal. Erre épít Stone technikája. A következő műtéti lépés ugyanis a multipotens sejteket is tartalmazó henger ledarálása s végül ennek a finom, kenőcsszerű őrleménynek az előkészített defektusra való helyezése. Folyadékközegben végzett arthroscopos műtét során ez utóbbi lépés tűnik a legkevésbé megbízhatónak. Stone szerint a „microfracture” által feltöredezett, göröngyös, relatíve nagy felületű, vérző alapon a véralvadási mechanizmus alapján a bevitt graft szuszpenziónak legalább egy része biztosan
18
megtapad. Ezt az eddigi kongresszusokon bemutatott intraoperatív filmek nemigen támasztották alá. 1997 végén 19 beteg eredményeiről számolt be, melyekkel kapcsolatos klinikai tapasztalatokat 1991 óta gyűjti. Átlagosan 3 cm2–es (0,5-6,0) defektusokat kezelt nagyobb részt femur- kisebb arányban tibiacondylusokon. Összes betege a vizsgálat szerint kitűnő eredményről számolt be a fájdalom csökkenését illetően. 6 esetben kontroll arthroscopia és biopsia is történt, melyek közül háromban a vizsgált szövet hialin, a másik háromban pedig hialin és rostos porc keveréke volt. Mind a hat esetben folytonos, szürkésfehér, kissé puha tapintatú csúszófelszínt mutatott a tükrözés, melyek közül négy enyhén elődomborodott. Stone szerint módszere elsősorban a kedvező fájdalomcsökkentő effektus és alacsony kockázati tényező miatt érdemel figyelmet s csak kevésbé alkalmas kifogástalan hialin típusú porcfelület kialakítására (156).
3.4.4. Autolog chondrocyta implantatio
A legnagyobb érdeklődést és a legtöbb vitát jelenleg ez a technika váltja ki. Mats Brittberg 1994-ben a New England Journal of Medicine-ben megjelent cikke a figyelmet egycsapásra erre a módszerre irányította (25). Többéves biztató kutatások után az 1984-ben publikált állatkísérletes modellben az esetek kétharmadában sikerült autolog chondrocytatenyészet replantációjával hialin jellegű porc újdonképződését elérni. Ezek ismeretében a Göteborgi Orvostudományi Egyetem Etikai Bizottsága megadta az engedélyt a humán gyakorlatban való alkalmazásra. Chesterman, Green, Grande, és több más szerző hasonló tárgyú kutatásai után Lars Petersen és Mats Brittberg a következő műtéti technikát dolgozta ki (31,60,61,137). Az első lépés egy arthroscopos vizsgálat, mely azon túl, hogy ellenőrzi az indikációs körben meghatározott feltételeket (körülírt teljes vastagságú porcdefektus, egyebekben egészséges porcfelszínekkel), lehetőséget biztosít a beteg saját hialin porcából történő mintavételre.
A
medialis
femurcondylus
19
medialis,
felső
széléről
kb.
fél
köbcentiméternyi porcot távolítanak el egy speciális eszközzel és azt zárt rendszerben egy laboratóriumba küldik (2. ábra). Itt az alapállomány enzimatikus bontása után a chondrocytákat dedifferenciálódásra és szaporodásra bírják, majd az aktivált chondrocytákat tartalmazó suspensiót visszaküldik az ellátó intézménynek. Itt újabb – most már nyitott műtét során – megtörténik a replantatio. A defektus éles szélű kimetszése és alapjának óvatos debridement-ja után a pes anserinus alól és elől a porcfosztott területtel azonos méretű szabad periosteumlebenyt nyernek óvatos tompa preparálással. Ezt 6/0-ás felszívódó fonallal bevarrják a defektus fölé úgy, hogy az a kambiumréteggel lefelé nézve vízzáró fedést biztosítson. Ezt a folyadékot át nem eresztő fedést a varratsoron fibrinragasztóval biztosítják. Utolsó lépésként injektálják a chondrocyta tenyészetet a periosteum alá. Az utókezelésben hosszú – 8-12 hetes – teljes tehermentesítés és azonnali folyamatos passzív mozgatás játsszák a fő szerepet. Az 1994-ben megjelent cikkben 23 eset kapcsán a 16 femoralis beültetés után 14-ben jó és kitűnő, a 7 patella felszínképzés közül csak kettő esetében számoltak be jó eredményről. Hialin jellegű porcot femoralis beültetésnél tizenötből 11 esetben, míg patellánál hétből egyszer igazoltak. Mint több más szerző a térdkalács esetében talált gyenge eredményeket a biomechanikai kiváltó tényező nem tökéletes megoldásával magyarázták. Mint azt már említettem, ez a cikk porcszakemberek sokaságának határozta meg a további kutatási irányt mind az alaptudományban mind pedig a klinikai gyakorlatban. A svéd csoport mellé nagynevű vezető ortopéd sebészek csatlakoztak és multicentrikus összehasonlító vizsgálatot végeztek. A Cartilage Repair Registry félévenként ad jelentést az utánvizsgálatok aktuális eredményeiről. Randomizált kiválasztással az indikációs standardnak megfelelt betegek egy része a fentiekben ismertetett technikájú chondrocyta implantation esik át, míg a többiek esetében a tradicionálisnak számító abrasios artroplastica és “microfracture” kerül elvégzésre. A porckutatás olyan szaktekintélyei, mint John E. Browne, Freddie Fu, Bert Mandelbaum, Lyle Micheli és Bruce Moseley nevei fémjelzik a nemzetközi tanácsadó testületet, mely felügyeli az utánvizsgálatot. Az eddigi eredmények már lényegesen jobbak – különösen a patella vonatkozásában – mint az 1994-ben közöltek. Sokak számára úgy tűnik tehát, hogy az imént leírt módszer, ha még nem is teljesen tökéletes, de várhatóan továbbfejlesztett változatában, a jövő egyik megoldása lehet. 20
A kedvező hírek mellett azonban meg kell emlékezni az árnyoldalakról is. Ez a technika hihetetlen drága. Csak a laboratóriumi költség 10 000 USD, és a szükséges egyszerhasználatos eszközök árával a két műtét teljes költsége meghaladja a 30 000 USD-t. További hátrány a két műtéti beavatkozás, melyből a második egy széles anteromedialis vagy anterolateralis behatolás és egy kiegészítő feltárás a periosteum nyeréséhez. Az első beavatkozástól számítva minimálisan öt hónap, de néha hosszabb a rehabilitáció. Ezek a paraméterek még várhatóan javulnak. Ezeknél nagyobb problémának tűnik, hogy a több jó nevű porckutató ellenére, akik óvatos nyilatkozatokkal ugyan, de támogatják a módszerrel szinte teljesen összefonódó amerikai céget, az ortopéd társadalom túlnyomó többsége nem tartja hitelesnek az eredményeket és kétségbe vonja az eljárás értékét. Többen komoly kísérletes és klinikai anyaggal támasztják alá megállapításaikat. 1997 októberében a Journal of Bone and Joint Surgery-ben megjelent egy állatkísérletes közlemény, mely az elsőként kidolgozott chondrocyta transplantatiós eljárás összehasonlító vizsgálatának eredményeit értékelte. A kutyákon végzett kísérletek során 3 csoportban végeztek beavatkozásokat. Az elsőben a terhelőfelszíni defektust kezeletlenül
hagyták
–
ez
volt
a
kontrollcsoport.
A
másodikban
szabad
periosteumlebenyt varrtak fölé fedésnek, míg a harmadikban a periosteumlebeny alá még autolog, aktivált chondrocyta tenyészet is került. Ez utóbbi csoport teljes egészében megfelelt az ellátás szempontjából az eredeti eljárásnak. Az eredmények zöme nem volt kielégítő sem, s ami a leginkább gondolkodásra késztető az, hogy nem volt szignifikáns eltérés a három csoport között a makroszkópos és hisztológiai értékelés tekintetében. Másik ugyanebben az időben és ugyanebben az újságban megjelent állatkísérletes tanulmány szerint a szövettani vizsgálatok azt mutatják, hogy a sok esetben nem összefüggően kialakult csúszófelszín analizálása nem hialin típusú porcot mutatott, hanem rostos porcot vagy kötőszövetet. Ugyancsak aggasztó, hogy a periosteumlebenyt rögzítő öltések mentén újabb porcnecrosis mutatkozik, tehát a technika a meglévő defektust még tovább nagyobbítja. A függetlennek tűnő szerzők tollából fakadó klinikai értékelések – hasonlóan a támogatókhoz – számban és utánkövetési időben ugyan limitáltak, de eredményeik közel sem érik el a svéd csoport által megadott – egyébként sem kifogástalan – sikerrátát. 21
Nehéz a chondrocyta implantatio kérdésében tisztán látni. Egyfelől a hosszú kísérletes munka, a kedvező eredményű publikációk, valamint számos elméleti megfontolás azt sugallja, hogy a jövő megoldása valami hasonló, korlátlan reprodukciós kézségű autolog módszer lehet. Másfelől a kétkedők nagy tábora, a módszert nem igazoló állatkísérletek és klinikai tapasztalatok óvatosságra intenek. További zavaró tényező a módszer erős összefonódása az üzlettel. Egy olyan technika, melynek az esetenkénti laboratóriumi díja 10 000 USD - míg a költségelemzők szerint a közvetlen ráfordítás alig 300 USD – túlzottan üzletorientáltnak tűnik, ami viszont megfertőzheti a cég által a tudomány szolgálatába állított kutatási erőfeszítéseket. Jelentős változásokon ment át ez a porcfelszínképző eljárás az utóbbi időben. A tenyésztett és szaporított chondrocytákat egy vázrendszerbe (matrix) ültetve helyezik vissza a betegbe. Ez a műtét második generációs változata, sőt már megjelent az ún. harmadik generációs változat is, amikor a vázrendszer alapját hialuronsav képezi. A szivacshoz vagy itatóspapírhoz hasonló konzisztenciájú anyagot a sebész szabhatja, varrhatja. Ez lerövidíti és könnyebbé teszi a műtétet. Jelenleg úgy tűnik, hogy ez a jövő útja az autolog chondrocyta implantatio vonatkozásában. Hazánkban egy ilyen műtét történt, az Uzsoki Kórház Ortopédiai Osztályán, 2005. októberében.
3.4.5. Bioprotetika
Az eddig megszerzett protetikai ismeretek kapcsán világossá vált, hogy nincs és nem is várható olyan anyag, amely az eredeti, élő csúszófelszínt tökéletesen helyettesíthetné. A nem élő felszínek, implantátumok az illeszkedési ponton vagy felszíneken mindig lazulási veszélyekkel járnak, az igénybevétel arányában kopásuk várható. Ezek a megfontolások előtérbe helyezték az önmagukat megújítani tudó vagy más, élő struktúrák jellemzőivel bíró megoldások keresését.
A bioprotetika ugyancsak a jövő egyik lehetséges megoldásaként tarható számon bár valószínűleg nem önállóan, hanem a sejttransplantatiós módszerek valamelyikével kombinálva. A vegyipar ill. az orvosi műszergyártás háttériparának fejlődésével
22
lehetővé vált, hogy a biológiai igények függvényében olyan változtatásokat hajthassanak végre különböző szintetikus polimereken, amelyek tulajdonságai a legkedvezőbbek az ízületen belüli feltételek és a csúszófelszínek kialakulása szempontjából. Kezdetben döntően szénszálas szerkezetű rudak, hálók és egyéb idomok, majd egyre inkább poliuretán, dacron és teflon típusú implantátumok kerültek vizsgálat
alá.
A
későbbiekben
kardinális
igényponttá
vált
az
implantátum
biodegradábilis jellemzője. Ez újabb anyagok felé nyitotta meg az utat. A polilaktát majd a poliglikolát képezik jelenleg a legjobb szilárdságú és leginkább szabályozható lebomlású anyagokat. Ezek ill. ezeknek a hidroxilapatittal képzett különböző arányú kombinációi azok az anyagok, amelyek mögött a legtöbb experimentális háttér áll, illetve amelyekről a legtöbb irodalom áll rendelkezésre (14,114,122,127,153). Lényeges eleme ezeknek a módszereknek, hogy révükön egy átmeneti térszerkezet kerül csak beültetésre, amelyet a szervezet saját sejtjei vagy kívülről bejuttatott sejtpopuláció borít be különböző minőségű csúszófelszínnel. Ez a magyarázata a biodegradábilis anyagok előtérbe kerülésének. Böstman, Messner mellett elsősorban japán szerzők, mint például Matsusue számoltak be az ilyen típusú kutatásokról (24, 114,120,). A bioprotetika területén talán a legígéretesebbek a fibrinragasztók és collagen szivacs származékokból fejlesztett implantátumok. Speer experimentális munkái fémjelzik leginkább ezt az irányt (153). A bioprotetikából már kivált újabb terület a „tissue engineering”. Ez az allotransplantatio egy különleges formája. Valamilyen sejtféleségnek in vitro dedifferenciálásával elérik, hogy az korlátlan mértékben szaporodjon és termelje a saját magára jellemző szövetféleséget. Ezt követően a sejtek kiérnek és megszűnik a szövettenyészet jellegük. Ilyen technikával porcszövetet is tudnak kialakítani. Napjainkban a fenti célokra leggyakrabban a mesenchymalis őssejteket használják. Összegezve a jelen ismereteink szerint ugyan számos biztató állatkísérletes tanulmány mellett in vitro stimulált szövetpopulációkkal szerzett tapasztalatok bőven állnak rendelkezésre, de klinikai használattal kapcsolatos tapasztalatok alig vannak.
23
3.4.6. Osteochondralis allograftok
Az első ilyentárgyú publikáció már röviddel a századforduló után – 1908-ban napvilágot látott Lexer tollából. Ő még kiterjedt – teljes vagy félízületet kitevő – friss allograftot ültetett be súlyos osteochondralis destrukciók esetében. Szövettipizálás, részletesebb infektológiai vizsgálatok nélkül végzett beültetései az akkori igényszint szerinti igen mérsékelt, a mai szerint fatális eredményeket mutattak (104,105). Érthető, hogy hosszú szünet követte próbálkozásait ezen a területen. Az elmúlt 20-25 év azonban komoly tapasztalatokat nyújt az allograftok használatát illetően. Míg tíz évvel ezelőtt komoly jövőt sejtettek ezek a módszerek, ma már csak erősen körülírt indikációs területet emlegetnek velük kapcsolatban. Convery, Czitrom, Friedlaender, Garrett, Gross nagy anyagon végzett utánvizsgálatai tisztább képet teremtettek (34,36,54,58,63). Egybehangzó véleményük szerint a friss és konzervált
osteochondralis
allograftok
implantatioi
kedvező
utánvizsgálati
eredményeket mutatnak a kiindulási állapot szempontjából. Fontos azonban ehhez hozzátenni, hogy az ilyen indikációval operált betegek kiterjedt, rendszerint súlyos instabilitást okozó destrukcióval rendelkeztek, amihez képest a stabil, korrekt tengelyű és csak mérsékelt fájdalmakat okozó, korlátozott funkciójú ízület is már komoly eredménynek számít. Hazánkban Bakay és Csönge értek el kedvező eredményeket cryopreservált osteochondralis allograftokkal (12). Beaver véleménye azonos a többi szerzőével, miszerint a transplantatum porc részében a chondrocyták lassan elpusztulnak s így hialin minőségű csúszófelszín ezektől az allotransplantatiós módszerektől nem várható (16).
3.4.7. Osteochondralis autograftok
Az allograftok esetében oly sokat retteget „slow” vírusok, hepatitis és HIV transzmisszó nem fenyegeti az autolog technikákat. Számos szerző munkáiból tudjuk továbbá, hogy
24
az átültetett hialinporc képes túlélni a transplantatio okozta traumát és ezáltal működőképes üvegporcfelület alakítható ki olyan helyen, ahol ez elpusztult. Az üvegporc struktúrájának és funkciójának részletesebb megismerése fontos adatokat nyújtott az autolog porcátültetés elméleti megközelítéséhez (29,47,59). Ha a hialinporcot az alapját képező subchondralis csonttal együtt visszük át, akkor az egyébként előállíthatatlannak tűnő stabil porc-csont kontaktus kialakítása már nem jelent problémát. Tekintettel arra, hogy a spongiosus csont gyógyulása gyors és megbízható, a graft rögzítése is biztonságos osteochondralis autograftok esetében. Ennek jelentőségét felismerve az osteochondralis autograft fogalmát magyar szerzők – Pap és Krompecher – adták a világnak.
A szembetűnő előnyök mellett számos szerző rámutatott a nehézségekre is. Aichroth, Campanacci, Fabbricciani, Outerbridge és Yamashita kedvező tapasztalatai mellett Lindholm és munkái hangsúlyozták, hogy ha a graft alakja nem felel meg tökéletesen a korábbi kongruencia viszonyoknak, akkor a porcboríték hamar degenerálódni fog (3,27,44,135,171 ). A másik fő gond az, hogy már kis és közepes méretű defektus számára sincs kielégítő nagyságú donorterület, amelyről büntetlenül távolíthatnánk el transplantatumot. Ezen két hátráltató tényező kiküszöbölésére 1991-ben Hangody új eljárást dolgozott ki autolog osteochondralis mozaikplasztika néven (64,65,66,67,68). Az állatkísérletes munkák, kadavertanulmányok és a szükséges speciális műszerkészlet kidolgozása után 1992. február 6-án kezdték meg a klinikai gyakorlatban, a Fővárosi Önkormányzat Uzsoki utcai Kórház, Ortopéd-Traumatológiai Osztályán az ilyen típusú műtéteket. Az eljárás során a defektus takarékos kimetszése után abrasios artroplasticat végeznek, mellyel felfrissítik a csontos alapot, illetve eltávolítják a subchondralis csont felszíni sequester rétegét. Megfelelő műszerrel meghatározzák a porcfosztott felület ideális fedéséhez szükséges transplantatumok méretét és számát. Ennek megfelelően a következő lépésben kisméretű, hengeralakú osteochondralis graftokat távolítanak el a medialis vagy a lateralis femurcondylusok pereméről a patellofemoralis ízület magasságában. A speciális, kompressziós csővésővel nem vagy kevéssé terhelő felszínről veszik a graftokat. Utolsó lépésként a recipiens területre merőlegesen fúrt
25
csatornákba „press fit” technikával beültetve mozaikszerűen töltik ki a defectust (3. ábra). Az utókezelés során azonnali teljes terjedelmű mozgatás megengedett, és 4 hét tehermentesítést (2 hét teljes, 2 hét részleges) írnak elő a defectus nagyságától és típusától függően. Az állatkísérletek és a klinikai gyakorlat alapján tudjuk, hogy a rendszerint 60-70%-os kitöltés kompozit porcfelületet eredményez, ami 60-70% átültetett hialinporcból és vele integrációban lévő 30-40% rostos porcból áll. Kevert méretű graftok alkalmazásával, illetve a graftok speciális, egymást részben fedő beültetésével akár 100%-os fedettség is elérhető. A jelenlévő rostos porc a csontalap abrasiojának az eredménye s az experimentális adatok szerint nem csak kitölti a graftok közti területet, hanem eliminálja a technikából fakadó minimális felszíni egyenetlenségeket. Manapság az eljárás nagy nemzetközi karriert futott be, minimális kétkedés csak az átültetett hialin hengerek és a köztük elhelyezkedő rostos porc integrációját érinti. Ugyancsak igazolták az állatkísérletek, hogy a vételi csatornák hasonlóan viselkednek a Pridie-féle felfúrásokhoz és négy héten belül kitöltődnek spongiosus csonttal, felszínük 6 hét alatt kötőszövettel, 8-10 hét alatt pedig rostos porccal borítottá válik. Ez utóbbi megfelel a nem terhelő felszín mechanikai igénybe vételének. Az eljárást kezdetben arthrotomiából, később miniarthrotomiából végezték, végül kidolgozták az arthrosopos technika műszerkészletét is. Túlzás nélkül állítható, hogy ez a magyar innováció világsikert aratott, rendkívül széles körben elterjedt, megfelelő indikációval a porcfelszínképző eljárások egyik alappillérévé vált. Alkalmazásának a defectus nagysága szab határt, mivel túl nagy defectus esetén nincs elegendő donorterület a térdízületen belül, hiszen az oltványokat az ízület kevésbé terhelő felszíneiről kell nyerni. Másik határ a beültetett graftok kongruenciája, hiszen –például arthroscopos technika esetén- kb. 4-5 graft ültethető be merőlegesen a károsodott területbe, a merőleges beültetés pedig alapvetően szükséges a későbbi jó kongruenciájú csúszófelszín eléréséhez. A rendkívüli nemzetközi siker jellemzésére csak egy adat. 2004. augusztus 8-án az interneten, a National Library of Medicine honlapon 43, mozaikplasztikával kapcsolatos cikket sorolnak fel, rendkívül neves szerzőktől, igen nívós szaklapokban.
26
4. AZ OBESITAS ÉS METABOLICUS SYNDROMA ELMÉLETI ALAPJAI 4.1. Az obesitas fogalma
Az elhízás anyagcsere folyamatok genetikai, központi idegrendszeri, endokrin és környezeti hatásokra létrejövő zavara, amely az energiaháztartás egyensúlyának módosulását okozza. Ez a folyamat a táplálékfelvétel növekedésében és/vagy az energia leadás csökkenésében nyilvánul meg, majd fokozott zsírraktározáshoz vezet. A köztiagyban lévő táplálkozási központ két részből áll. Az egyik fele az éhségközpont, ennek izgalma táplálékfelvételt idéz elő, a másik a jóllakottság központ, amely fékezi a táplálékfelvételt az éhségközpont működésének gátlásával. Az éhségközpont helye a nucleus paraventricularis és a hypothalamus ventromedialis magja, a jóllakottsági központ lokalizációja a lateralis hypothalamusban van. A táplálékfelvétel és annak gátlása számos ingerületátviteli anyag, mint például a catecholaminok (serotonin, noradrenalin, dopamin), neuropeptidek, galanin, bombesin, orexin, opioid anyagok, és hormonok (insulin, corticosteroidok, növekedési hormon, stb.) bonyolult egymásra hatása következtében jön létre. További szabályozási zavarok, társuló betegségek alakulhatnak ki. Az elhízás tehát krónikus és recidíváló betegség, amely tartós kezelést igényel, testsúlycsökkentés, majd súlytartás céljából. A WHO állásfoglalása szerint a testtömeg index (BMI: Body Mass Index, kg/m2) alapján kialakított kategóriák a következők: sovány (<18,5), normális (18,5-25), túlsúlyos (25-30), mérsékelten elhízott (30-35), súlyosan elhízott (35-40), betegesen elhízott (>40) (58). A fenti meghatározást figyelembe véve az obesitas prevalenciája Európa nagyobb részében 15-20% a középkorú lakosság körében. Amíg Skandináviában és Hollandiában jobb a helyzet (10%), addig Kelet-Európában rosszabb, 40-50% a nők között (20). Ezek az előfordulási gyakoriságok azt jelentik, hogy az Egyesült Királyságban, Franciaországban és Németországban, országonként 5-10 millió ember elhízott és kezelésre szorul. Figyelembe véve az obesitas és mozgásszervi panaszok társulását, még megbecsülni is nehéz, mennyi plusz beteget jelent ez a mozgásszervi kezelő központok számára.
27
Halmy 1980-as felmérésében Magyarországon, krónikus betegség miatt gondozottak körében az elhízás gyakoriságát 39 %-nak találta (63). Bíró, Antal és Zajkás a populáció egészére vonatkozó reprezentatív vizsgálatával mintegy 2600 felnőtt körében az elhízás előfordulását 21,1%-nak észlelte (18). A túlsúlyosak prevalenciája 34,3% volt. Korábban szintén Bíró 17000 lakos kérdőíves reprezentatív vizsgálata alapján az elhízottak és túlsúlyosak aránya 21% illetve, 40% volt (17).
4.2. Az obesitas kapcsolata egyéb betegségekkel és anyagcsere paraméterekkel. A metabolicus syndroma
A metabolicus syndroma egyike a legveszélyesebb olyan anyagcsere-elváltozásoknak, amely az ischaemiás szív és érrendszeri betegségek kockázatával jár. A syndromában szenvedőknél az arterioscleroticus betegségek kockázata 3-4-szer nagyobb, mint az egészséges népességé. A metabolicus syndroma ismert atherogen cardiovascularis rizikótényezők egymással okilag összefüggő csoportja. Az essencialis hypertonia, a nem-insulin dependens diabetes mellitus (NIDDM) és az ischaemiás szívbetegség előállapota. A nyugati országokban a középkorú, elhízott emberek körülbelül egyharmadában
alakul
ki
diabetes
mellitus.
Molekulárbiológiai
alapja
az
insulinresistentia, hyperinsulinaemia, melyhez a zsíreloszlás zavara (centralis obesitas), magas triglicerid és alacsony HDL-cholesterin szint (dyslipidaemia), glucoseintolerancia és hypertonia társul (4. ábra). Kialakulásában genetikus tényezők és környezeti hatások (mozgásszegény életmód, kalóriadús, rostszegény étrend, dohányzás és stress) játszanak szerepet. A syndroma értelmezése, egyéb rizikófaktorokkal való kiegészítése (kor, nem, véralvadási rendellenességek, hyperuricaemia stb) folyamatosan módosul. A metabolicus syndroma eltéréseit jéghegycsúcsokhoz szokás hasonlítani (5. ábra). A metabolicus syndroma koncepciójából következik, hogy egy tünet jelentkezése esetén keresni és kezelni kell a többi jéghegycsúcsot is. Tudni kell, hogy a jéghegycsúcsok száma napjainkban egyre bővül.
28
4.2.1. A metabolicus syndroma története
Klinikai vizsgálatok során Camus már 1966-ban metabolicus tri-syndromáról publikált és a tünetegyüttesbe a köszvényt, a diabetest és a hyperlipidaemiát sorolta be (29). Avogaro és Crepaldi 1967-ben pluri-metabolicus syndromaként emlegette a hyperlipidaemiában, elhízásban, diabetesben, hypertoniában egyaránt szenvedőket (10). Welborn magasabb endogén szérum insulinszinteket figyelt meg hypertoniás és perifériás érbetegségben szenvedők körében (164). Ferrannini 1987-ben közölte, hogy esszenciális hypertoniában insulinresistentia figyelhető meg (48). 1988-ban Reaven, Banting-emlékelőadásában az insulinresistentiát állította a központba, a metabolicus rizikófaktorok közötti összefüggéseket kauzális egységbe foglalta, és megalkotta az X syndroma
fogalmát
(142).
A
tünetegyüttes
molekulárbiológiai
alapjának
az
insulinérzékeny sejtek resistentiáját és a következményes hyperinsulinaemiát tartották. E tünetegyüttesbe eredetileg nem tartozott bele az obesitas, de nagyon röviddel a syndroma 1988-as hivatalos megszületése után Kaplan már deadly quartet-nek (halálos négyes) nevezte a hasi elhízás, glucose-intolerancia, hypertrigliceridaemia, hypertonia tünetegyüttesét (87). Jelenlegi tudásunk szerint az abdominalis elhízás részvétele a syndroma kialakulásában már egyértelmű, bár egyesek szerint kiváltó szerepe nem fogadható el, mivel szerintük az insulinresistentia elsődlegessége miatt, az elhízás csak másodlagos jelenség. Björntorp a civilizációs syndroma elnevezéssel a sympathicus aktivitás fokozódásának elsődleges jelentőségére utalt (21). Később az X syndroma neve, metabolicus syndromára változott a WHO ajánlása alapján (169). A WHO által javasolt definíció is csak az egyik megközelítés, ettől eltérő definíciók is léteznek (87). A metabolicus syndroma gyakoriságát a különböző kritériumok alapján eltérőnek találjuk. A metabolicus syndroma a kaukázusi felnőtt népesség 10-40%-ában fellelhető. A tünetegyüttes meghatározó jegyeit hordozó egyének köztünk járnak, a syndroma prevalenciája svéd szerzők szerint a fejlett országokban eléri a 25-35%-ot (43). A hazai lakosság körében végzett felmérések közül legjelentősebb Hidvégi, Győr városában és vonzáskörzetében történt vizsgálata, amelyben közel 1000 veszélyeztetett egyén 31,5%ában volt igazolható a metabolicus syndroma jelenléte (72). Ezek a felmérések azt mutatják, hogy a metabolicus syndroma hasonló gyakoriságú, mint a komponensei (elhízás 20%, hypertonia 21,5%, glucose-intolerancia 15%, hypertrigliceridaemia 18%). 29
Ebből következően a metabolicus rizikófaktrorok tehát, sokkal gyakrabban fordulnak elő csoportosan, mint izoláltan. A metabolicus syndroma klinikumához hozzátartozik a 4-5 kiemelt klinikai komponens mellett számos más rizikófaktor-betegség is. A syndroma fogalomkörébe sorolják például a hyperuricaemiát, a postprandialis hyperglicaemiát, a hyperapo-bétalipoproteinaemiát, a szabad zsírsavak felszaporodását, az atherogen small dense LDL koncentráció növekedését, a hypercoagulobilitast, hyperfibrinogenaemiával, a VII-es faktor
fokozott
aktivitásával,
a
thrombocyta
aktivitás
fokozódásával,
de
a
homocisteinaemia, a microalbuminuria, a hyperleptinaemia is ide tartozhat, tehát a syndroma diagnosztikája és therápiája tekintetében ezekre is figyelemmel kell lennünk (136).
4.2.2. A metabolicus syndroma háttere
A metabolicus syndromát a klinikai gyakorlatban leginkább úgy ítélhetjük meg, ha áttekintjük, hogy mi benne a meghatározó elváltozás, azaz mi állhat a hátterében. Legtöbben az insulinresistenciát, újabban nem kevesen a visceralis obesitast, illetve a sympathicus hyperactivitast tekintik meghatározó tényezőnek. Az insulinresistentiával kapcsolatos adatok a legismertebbek. Tudományosan igazolt, hogy
az
insulinresistentia,
hyperinsulinaemia
hogyan
vezet
hypertoniához,
dyslipidaemiához, elhízáshoz és diabeteshez. Nem világos, hogy az örökletes háttér megléte esetén milyen környezeti vagy szerzett tényezők váltják ki az insulin iránti érzéketlenséget. Sokan úgy vélik, hogy az insulinreceptor és szignál rendszer vagy a glucosetransporterek zavara az elsődleges ok. Az insulin a receptorhoz történő kapcsolódás után a receptor intracellularis oldalán az insulinreceptor substrat fehérjét (IRS-2) foszforilálja annak tirozin maradékain, majd e foszforilált molekula váltja ki az insulin hatásait. Az insulinhatás lecsengése úgy történik, hogy a foszforiláció fokozatosan áttevődik az IRS-2 serin-threonin összetevőire, inaktív blokkoló fehérjét eredményezve (102). A stress okozta védekező reakció legfontosabb eleme az insulinresistentia, amely a tárolási kapacitás háttérbe szorítása mellett a szervezet összes tartalékát az ártó behatás
30
ellen
mozgósítja,
így
a
hypertonia,
szabad
zsírsav
koncentrációnövekedés,
dyslipidaemia, mind effajta következmény. Az insulinresistentia önmagában növeli a zsírszövet zsírsav leadását. A fokozott zsírsav kiáramlás maga is insulinresistentiához tud vezetni oly módon, hogy beindul a zsírsavglucose ciklus substrat-szintű szabályozása. E szabályozásnak lényeges szerepe van a teljes éhezéshez való alkalmazkodásban. Lényege, hogy a magas cukorszint gátolja a zsírszövet zsírsav leadását, míg a magas zsírsavszint gátolja az izomszövet glucose felvételét. Éhezéskor tehát egy glucose-megtakarító mechanizmussal állunk szemben, ahol az izomszövet elsősorban zsírsavból nyeri energiáit, a glucose pedig az obligát cukorfelhasználó szervek (agy, fehér-és vörösvérsejtek) számára szolgál tápanyagként (88,149,152). Örökletes hajlam esetén a nagy zsírsavfluxus egyfelől növeli a VLDL szintézist a májban, másfelől maga is insulinresistenciát okoz. Nagy zsírsavfluxus esetén ugyanis bizonyított az IRS-2 eleve inaktív típusú foszforilációja. Könnyen elképzelhető tehát, hogy az insulinresistentia nem primer, hanem szerzett tulajdonság. Az újtípusú, versenyre szorított, szorongással, depresszióval küszködő civilizáció stressoraira adott abnormis distress válasz eredménye lehet a fokozott zsírsavkiáramlás, amelynek hiányzik a biológiai célszerűsége, hiszen e terheléskor nincs szükség fokozott energiaellátásra. A kiáramló zsírsavak a periférián insulinresistenciához vezetnek, majd visszakerülnek a májba, ahol VLDL túlprodukciót hoznak létre, így az atherogén dyslipidaemia minden eleme megmagyarázható (13, 163). A sympathicus tónus hyperactivitásának szerepe elsősorban Björntorp munkássága révén került előtérbe (21). A civilizációval együttjáró stresshatásoknak és környezeti tényezőknek alapvető szerepe lehet az anyagcsere-folyamatok beindulásában. A visceralis típusú obesitasban szenvedő beteg hypothalamus-hypophyisis-mellékvese tengelye
könnyen
hypersensitizálódik,
környezeti
tényezők,
elsősorban
tartós
psychosocialis stress hatására (6. ábra). A sympathicus hyperactivitas magasabb catecholamin-szinttel jár és igazolható, hogy sympathicotoniás, vasoconstrictiós állapotban a véráramlás és ennek következtében a glucoseutilizáció, az insulinérzékenység is csökken, a thrombocyta aggregatio, a thrombocyta
aktivitás
fokozódik.
Ezzel
együtt
a
visceralis
zsírszövetben
zsírsavfelszaporodás észlelhető, mely a cortisol hatásával együtt stimulálja a dyslipidaemia keletkezését. Julius hangsúlyozza, hogy a fokozott sympathicus tónus lehet a vérnyomásemelkedés és az insulinresistentia, dyslipidaemia tünetegyüttes közös 31
oka, részben a béta adrenerg receptor stimuláción és a sympathicus vasoconstrictión keresztül (82). A fokozott sympathicus aktivitás és insulinresistentia közötti legfontosabb kapcsolat a sympathicus vasoconstrictio, amely akadályozza a gyengén diffundáló glucose izomsejtbe juttatását, ezáltal relatív insulinresistentiát okoz. Elsősorban japán szerzők a visceralis, hasi lokalizációjú elhízásnak elsődleges szerepet tulajdonítanak az insulinresistentia kialakulásában (55). A visceralis obesitasból is levezethetők a syndroma további tünetei. Az intraabdominalis vagy visceralis zsírraktáraknak azért tulajdonítanak fontos szerepet, mert e terület zsírsejtjeinek nagyobb a lipoliticus aktivitása, ami miatt nagyobb a máj és a periféria számára felszabaduló szabad zsírsav mennyisége. A centralis obesitasban szenvedőknél megfigyelhető hyperlipidaemia és hyperinsulinaemia együttesen a VLDL-képződés növekedéséhez, ezáltal magas triglicerid szinthez vezet. A vér magas zsírsavkoncentrációja gátolja az izomszövet glucose felvételét és glucose oxidációját, így fokozódik az insulinresistentia és a diabetesre való hajlam. Úgy vélik, hogy elsősorban a hasi zsírszövetből túláradó mennyiségben (a zsírszövet resistens az insulin lipolysist gátló hatására) a véna portae rendszeren át a májba áramló szabad zsírsav (fokozódik a gluconeogenesis és a máj glucose kiáramlása, amely az izomzat insulinresistenciája miatt hyperglicaemiához vezet) okozza az insulinresistenciát, és váltja ki a tünetegyüttes többi
kóros
elváltozását.
hyperinsulinismus
észlelhető.
Abdominalis A
elhízásban
megnövekedett
insulinresistentia
insulinresistentia
az
és
elhízás
következménye. Az insulinresistentia az izom-, a zsír- és a májszövetnél nyilvánul meg (37). Ahogy a szervezetben felesleges zsír halmozódik fel, az insulin sejtszintű hatásai károsodnak, ami mind az insulinreceptoroknál, mind postreceptorialis szinten megfigyelhető. Előbbiek esetében a receptorok alulszabályozottsága következik be, azaz csökken a membrán felületén elhelyezkedő receptorok abszolút száma és az insulin kötődési hajlama is e receptorokhoz. E változások következtében kevesebb keringő insulin kötődik a receptorokhoz, és az insulin intracellularis hatásainak többségét elindító jelpályák nem működnek megfelelően (97). Elhízottaknál ennél is fontosabb szerephez jut a postreceptorialis szinten bekövetkező zavar, ami alatt a glucose sejtbe történő áramlását, oxidációját és glikogénné alakulását irányító mechanizmusok károsodása értendő. E zavarok miatt csökken a szövetek által felvett glucose mennyisége, ami különösen az izomszövetnél szembetűnő. Emelkedik a vércukorszint, ami a hasnyálmirigy szigetsejtjeit nagyobb mértékű insulinelválasztásra készteti. Ez
32
mindaddig folytatódik, míg az egyén túlsúlyos marad, végül a genetikailag erre hajlamosaknál a pancreas béta-sejtjei kimerülnek és cukorbetegség alakul ki. Az elhízás jelentősen növeli a hypertonia előfordulásának kockázatát. A hypertonia kórélettana elhízás esetén nem egyértelmű, jóllehet számos mechanizmus szerepét vizsgálják (144,159). A nátriumretenció a vese filtráció csökkenése miatt következhet be. Insulin hatására fokozódik a nátrium vesetubulusokból történő visszaszívása is. Elhízottaknál a catecholamin-tónus dominál, a plazma renin szintje indokolatlanul magas lehet. Az elhízással kapcsolatban a serumlipidek két leginkább jellemző eltérése a trigliceridszint emelkedése és a HDL-cholesterin szintjének csökkenése. A trigliceridek szintje a májban történő előállítás növekedése és a perifériás felhasználás csökkenése miatt magas. A triglicerid transzport elsősorban VLDL formájában történik, melyet a máj állít elő. A VLDL szintézis pedig fokozódik, ha hyperinsulinaemia alakul ki, ha a zsírraktárakból a májba túl nagy mennyiségű szabad zsírsav érkezik, továbbá ha glicerin formájában túl sok glucose-prekurzor áll rendelkezésre (20). A vázizomzat lipoproteinlipáz aktivitásának csökkenése is jellemző elhízás esetén. A lipoprotein-lipáz bontja le a triglicerideket, így elősegíti a trigliceridek plazmából történő felvételét az izomszövetbe (energiaforrásnak), vagy a zsírszövetbe (raktározás céljából). A trigliceridek clearencenek csökkenése a lipoproteinek szintjének emelkedéséhez vezet. Mivel elhízás esetén az LDL-cholesterin/HDL-cholesterin
arány
mindig
magas,
ezért
az
ischaemiás
szívbetegség kockázata jelentősen megnő. Elhízás esetén nő a hypertonia, a dyslipidaemia és a diabetes gyakorisága, melyek mindegyike a szív és érrendszeri betegségek erős független rizikótényezője. Újabban feltételezik, hogy az abdominalis zsírszövet lenne egyes citokinek, így a TNFalfa (tumor necrosis factor) termelődési helye. Egyes közlések szerint ez a factor insulinresistentiát, következményes hyperinsulinaemiát okoz, és meghatározó szerepe van a metabolicus syndroma kialakulásában (170). A metabolicus syndroma eredetére, hátterére vonatkozó vita nem lezárt, további vizsgálatok fogják kideríteni, hogy az insulinresistentiáé, a visceralis elhízásé, vagy a sympathicus
hyperactivitasé-e
a
kulcsszerep,
hogy
prioritásokról
vagy
kölcsönhatásokról vagy mindkettőről van-e szó? Mindenesetre a diagnosztikában és a kezelésben mindhárom irányra figyelemmel kell lennünk.
33
4.2.3. A metabolicus syndroma kezelése
A metabolicus syndroma kezelése egyet jelent a háttérként feltételezett eltéréseknek, a visceralis obesitasnak, az insulinresistentiának és a sympathicus hyperactivitasnak a lehetséges kezelésével és a syndroma komponenseinek egyidejű, agresszív terápiájával. Számos vizsgálat bizonyította, hogy az elhízás eredményes kezelése csökkenti az insulinresistentiát, valamint ezzel a vérnyomás, a glucose-intolerancia, a dyslipidaemia is szignifikánsan csökkenthető. Javít a fogyókúra, a telített zsírbevitel csökkentése, a fizikai tréning lényegesen, önmagában is, továbbá a dohányzás elhagyása. Az elhízás kezelésében használt orlistat (Xenical), amely szelektíven a zsírbevitelt csökkenti, bizonyítottan javítja az insulinérzékenységet. Javasolt a szénhidrátbevitel csökkentése és a telített zsírok helyettesítése egyszeresen és többszörösen telítetlen zsírokra. A metabolicus syndroma részeként előforduló IGT-ben vagy diabetesben, miután az esetek 80%-a túlsúllyal jár, elsődleges a kalóriaszegény diéta (nőkben 1200 kcal/nap, férfiakban 1500 kcal/nap) a testsúlycsökkentés. A cukorbeteg diétája közelít a fogyókúrák energiaszegény étrendjéhez. Alkalmazzunk telítetlen zsírokat, olyan szénhidrátokat, amelyek glicaemias indexe alacsony (zöldségek, hüvelyesek, korpás müzlik, gyümölcsök, durum búzából készült tészták) valamint a reggeli étkezés kevés szénhidrátot
tartalmazzon
(napszaki
ingadozás
miatt
cukorbetegekben
reggel
legalacsonyabb az insulin érzékenység). Gyógyszeres kezelést tekintve az elhízott cukorbetegekben a metformin javítja az insulin érzékenységet, nem növeli, esetenként csökkenti a testsúlyt (136). Elsősorban a májra hat, ahol a glucose leadást gátolja, de fokozza az izomsejtek glucose felvételét is. Postprandialis hyperglicaemia esetén az acarbose is előnyös lehet metabolicus syndromában. A thiazolidindionok (glitazonak) fokozzák az izomsejtek glucose felvételét, javítják az insulin érzékenységet. A testsúly sajnos kissé növekedhet részben folyadékretenció által, részben a nem visceralis zsír növekedése folytán. A
metabolicus syndromában előforduló atherogen dyslipidaemiában 5,2 mmol/l-es
cholesterin vagy 1,7 mmol/l-es trigliceridszint felett diéta után antilipaemiás gyógyszeres kezelést kell kezdeni. Első választandó szerek diabetes jelenlétében is a
34
statinok, melyek enyhe vérnyomáscsökkentő és igazolt összhalálozás csökkentő hatással is rendelkeznek. Másodsorban választandó szerek a fibrátok. A hypertonia nem gyógyszeres kezelése nem választható élesen külön az elhízás kezelésétől, talán csak a sófogyasztás korlátozására kell itt különös hangsúlyt helyezni. Lényeges szempont, hogy az alkalmazott antihypertenzív szerek ne rontsák, inkább javítsák az anyagcserestatust. Ismert, hogy a diuretikumok és a béta-blokkolók kedvezőtlenül befolyásolhatják a lipidstatust és az insulin érzékenységet. A kalciumantagonisták ebből a szempontból anyagcsere semlegesnek tekinthetők. Az ACE-gátlók nemelyikéről bebizonyosodott, hogy az insulin érzékenységet javítják, a captopril, enalapril mellett, a ramipril még a diabetes incidenciát is csökkentette, a quinopril a lipidstatusra hat kedvezően. Az angiotensin II receptor blokkolók közül az egyik, a diabetes incidenciát csökkentette. Az alfa1-blokkoló doxazosin mindhárom feltételezett metabolicus syndroma komponensre egyaránt kedvezően hat. Az imidazolin II agonisták a sympathicus tónuscsökkentésen túl az insulinérzékenységet is javíthatják. A metabolicus syndroma kezelésében tehát komplex therapiát, a feltételezhető közös okokra kedvezően ható nem-gyógyszeres és gyógyszeres kezelést kell alkalmaznunk, párhuzamosan agresszíven kezelve - a célértékekre törekedve - az egyes komponenseket.
4.3. Az obesitassal kapcsolatos saját vizsgálatok
Miután áttekintettem az obesitas fogalmát, a metabolicus syndromával való összefüggését, kezelését, most szeretném bemutatni vizsgálatomat az obesitas és térdízületi chondropathiák kapcsolatáról. Nem tisztázott a folyamat, melyen keresztül az elhízás rizikótényező lehet a térdízületi chondropathiákban, arthrosisban (138). Felmerül a direkt, mechanikai hatás lehetősége, amikor a megnövekedett testsúly, fokozott terhelést jelent az ízületre, s így korai kopási folyamatot indít meg. Lehetséges indirekt hatás is, anyagcsere tényezőkön (diabetes, köszvény, hyperlipidaemia) keresztül, amelyek befolyásolhatják az ízületi hialinporc anyagcseréjét. Néhány szerző összefüggést talált diabetes mellitus és térdízületi arthrosis között, az emelkedett növekedési faktor szinten keresztül, amely megváltoztatja
a
porc
anyagcserét
és 35
fokozza
a
csontdensitast
(38,39,50).
Megnövekedett
szérum
húgysavszint
gyakrabban
található
generalisalt
osteoarthrosisban szenvedőkben (1,100). Gyakrabban található magasabb szérum húgysavszint olyan fiatal emberekben, akiknek térdarthrosisa van, összehasonlítva a hasonló korú, nem arthrosisos populációval (5). Idős emberekben hypertonia társulását figyelték meg generalisalt osteoarthrosissal, függetlenül az elhízás mértékétől (101). Messier vizsgálatai szerint a testtömeg fél kilógrammal történő csökkentése negyedével redukálja a térdízületre ható erőket (121). Egy Utah állambeli tanulmány szerint a magasabb testtömeg indexű betegeknél két-háromszor nagyobb az esélye arthrosis kialakulásának és az emiatt szükségessé váló protézis beültetésnek is (165). Fentiek alapján vizsgáltam az elhízás, valamint az elhízással kapcsolatos anyagcsere tényezők és a térdízületi chondropathiák közötti kapcsolatot.
36
5. ANYAG ÉS MÓDSZER 5.1. Az obesitas vizsgálatával kapcsolatos anyag és módszertan
A Fővárosi Önkormányzat Uzsoki utcai Kórház Orthopéd-Traumatológiai Osztályán 2002. január 1. és 2004. december 31. között térdízületi arthroscopián átesett, 200 beteg adatait dolgoztam fel. Az arthroscopos diagnózis lehetősége nagy előnyt jelentett munkámban. Részben azért, mert ez a vizsgálat sokkal pontosabb, árnyaltabb diagnózist eredményez, mint a radiológiai vizsgálatok. Másrészt a szakirodalomban található, ehhez a témához kapcsolódó közleményekben az arthrosis jelenlétét mindig a tökéletlenebb diagnózist adó radiológiai módszerekkel vizsgálták. A pontosabb diagnózist adó, arthroscopos vizsgálatokon alapuló összehasonlítás így növelte munkám eredményét. Outerbridge
(135)
klasszifikációja
szerinti
II-III-IV.
fokú
chondropathiás,
randomszerűen kiválasztott 100 beteg képezte a vizsgálati csoportot, míg 100, randomszerűen kiválasztott nem , illetve I. fokú chondropathiás beteg alkotta a kontroll csoportot. Az I. fok porcödémát jelent a vizsgálat alkalmával, ezért soroltam inkább az intakt, nem chondropathiás csoportba. Outerbridge szerinti II. fokú chondropathia a hialinporc
felszíni
rétegében
felrostozódást,
repedéseket
jelent.
III.
fokú
chondropatiában az ízületi hialinporc teljes vastagságában károsodott, míg IV. fokú károsodásnál már a subchondralis csont is érintett. A klinikai gyakorlatban a súlyosabb formák osteoarthritis (arthrosis) képében jelennek meg. A randomszerű kiválasztás alapját a műtéti napló számozása képezte. A chondropathiás csoportba az első száz, páros sorszámú beteget választottam az összes károsodott porcú beteg közül. A kontroll csoportba a műtéti napló páratlan sorszámú, nem károsodott porcú betegei közül választottam ki az első százat. A chondropathia helye -az összehasonlíthatóság céljából- mindig a femur medialis condylusa volt. A betegek életkora 19-65 év között változott, az átlagéletkor 27 év volt. A nők - férfiak megoszlása a chondropathiás csoportban 63:37%, míg a kontroll csoportban 60:40%-nak adódott.
37
Az elhízás indikátoraként a testtömeg index szerepelt (18), melyet a testtömeget elosztva a méterben kifejezett testmagasság négyzetével kiszámolva használtunk. A testtömeget utcai ruházat nélkül mértem. A testtömeg index értéke, mint azt már az obesitas általános taglalásánál említettem, 18,5-25 között normális. 30-35 között mérsékelt, 35-40 közötti értéknél súlyos elhízásról beszélünk. 40 feletti testtömeg index beteges elhízást, míg 45 feletti érték extrém elhízást jelöl. A testtömeg index becslést ad a teljes test zsírszövet mennyiségére vonatkozóan, de annak eloszlását nem jelzi. Mivel a test zsírszövetének centralizációja, különösen az intraabdominalis és visceralis raktárakba, fokozottabb kockázattal jár az obesitassal társuló betegségek kialakulására, ennek összefüggését is vizsgáltam a térdízületi chondropathiákkal. Bár a zsírszövet eloszlásának értékelésére olyan precíz eljárások állnak rendelkezésre, mint a computer tomographia és a mágneses rezonancia vizsgálat, klinikai vizsgálatomhoz egyszerűbb és olcsóbb módszert kerestem. Ezt a derék és csípő körfogat hányadosának mérése jelentette számomra. A derékkörfogatot éjjeli koplalás után mérjük, ezt könnyű volt osztályunkon megvalósítani, hiszen a műtétre érkező betegek éjszakai koplalást követően érkeznek a kórházba. A derékkörfogat mérési helye az alsó bordaív és a csípőlapát közötti távolság fele. A csípőkörfogatot a glutealis regió legszélesebb pontjai körül mérik (20). A hányados értéke normális esetben nem haladhatja meg az 1,0-t férfiak esetében, illetve a 0,85-t nőknél. Analizáltam továbbá a vizsgált, illetve a kontroll csoportban a szérum cholesterin, húgysav szintjét, a diabetes mellitus előfordulását, illetve a betegek kórházi felvételekor mért systoles és diastoles vérnyomást.
5.2. Az ízületi hialinporc biomechanikai tulajdonságainak in vivo vizsgálatával kapcsolatos anyag és módszertan 5.2.1. Az ízületi hialinporc szerkezete és biomechanikai tulajdonságai közötti összefüggés
Az ízületi hialinporcnak, mint összetett anyagnak a biomechanikai tulajdonságait az összetevői, szerkezete és a komponensei közötti kölcsönhatás határozza meg. Bármelyik szerkezeti elem károsodása kórosan befolyásolhatja a szövet mechanikai tulajdonságait. 38
Dinamikus terhelés esetén az intersticialis folyadék játszik fontos, terhelést hordozó, védő szerepet, megvédve a matrixot extrém terhelésektől, míg a porcszövet elasztikus tulajdonságai a statikus, kompressziós erők káros hatásainak kiküszöbölésében játszanak fontos szerepet. A collagen hálózatba ágyazott proteoglykan makromolekulák döntő fontosságúak a hialinporc kompressziós erőkkel szembeni viselkedésében (90). A collagen hálózat elsősorban a húzóerőkkel szembeni ellenállásban játszik fontos szerepet (69). Dinamikus kompresszió esetén a collagen hálózat is részt vesz az ízületi porc kompressziós keménységének szabályozásában (95,123). Bader és Kempson (11,91) enzimatikusan bontott ízületi porcot használva kísérleteikben kimutatták, hogy a collagen rostok kontrollálják a porc elasztikus tulajdonságait, míg a hidratált proteoglykanok felelősek elsősorban a viscosus tulajdonságokért. A hialinporc degeneratív elváltozásaiban csökken a proteoglykan tartalom és csökken a proteoglykánok aggregációja (30,115), szignifikáns mértékben felrostozódik a collagen hálózat (52, 141), valamint fokozódik a szöveti hidratáció (6,113). Általánosan ezek a porcszerkezeti változások a porc mechanikai tulajdonságainak változásához vezetnek. Így például csökken a hialinporc keménysége nyomó-, húzó-, és nyíróerőkkel szemben, valamint fokozódik a folyadékokkal szembeni permeabilitasa (124). Állatkísérletekből ismert, hogy a porc szerkezetének makroszkóposan nem detektálható változásai felismerhetők a porcszövet mechanikai tulajdonságainak változásaiból (83). A porcszövet keménységének csökkenése ily módon a porcszövet degenerációjának egyik első tünete lehet. Számos
kísérletes
tanulmány
demonstrálta
különböző
állatfajok
térdízületi
porckeménységének topográfiai variációit (4). Az emberi térdízület porcának biomechanikai tulajdonságait indentációs mérésekkel is jellemezték (98). Swan és Seedhom (157), valamint Yao és Seedhom (172) számoltak be arról, hogy a legkeményebb hialinporcot a lateralis femur condyluson találták. A trochlea femoris porca puhább volt, míg a legpuhább porc a tibia medialis condylusának meniscusok által fedett részén volt található. Athanasiou (9) bifázisos indentációs módszerrel mérték az emberi térdízület femoralis porcának tulajdonságait, s azt találták, hogy a legkeményebb porcszövet a trochlea femorison volt található. Froimson (54) a patellaris porcfelszín indentációs tulajdonságait vizsgálva, a lateralis felszínt keményebbnek mérte, mint a medialisat.
39
5.2.2. Az ízületi porc in vivo vizsgálatára jelenleg rendelkezésre álló eszközök
Jelen pillanatban nincs egyetlen, kizárólagos, standard eszköz az ízületi porc biomechanikai tulajdonságainak jellemzésére. Az irodalomban többféle technikát és eszközt
ismertetnek.
Sachs
és
Grodzinsky
(146)
a
hialinporc
degeneratív
elváltozásainak in vivo detektálására egy olyan eszközt fejlesztett ki, amely a szövet elektromechanikai
jellemzőinek
változásait
méri
(elektromechanikai
felszíni
spectroscopia). Mindazonáltal a legtöbb eszköz az ízületi hialinporc keménységét méri, s működésük az indentáció alapelvén nyugszik. Az emberi ízületi porcszövet kompresszióval szembeni viselkedését különböző kísérleti körülmények között gyakran vizsgálták (6,11,92,94). Az indentáció (deformitás kontrollált módszer) az egyik leggyakrabban használt eljárás az ízületi porc biomechanikai tulajdonságainak meghatározására. Indentációs technikán alapuló méréseket végeztek normál (125), degeneratív (4,90,99,), valamint reparatív porcszöveten (167). Mivel az indentációs porckeménység mérések in vivo végrehajthatóak, nagy előnyük más mérésekhez viszonyítva, hogy a vizsgálati anyagok preparációja nem szükséges, így a porcszövet esetleges mérés előtti károsodása kizárható. Bizonyított továbbá a porc teljes regenerációja az indentációs mérések után, így a módszer non destruktívnak tekinthető (84). Ezek a tulajdonságok klinikai és diagnosztikai alkalmazásokra predesztinálják az indentációs méréseket. Néhány, alább felsorolt műszer arthroscoposan használható, de a többi használatához nyitott műtéti technika szükséges. Használatos műszerek: ACTAEON Probe Niederauer 1998. ARTROSCOPIC INDENTER Pedro Guillen-Garcia 1994. ARTSCAN 1000, (továbbfejlesztve ARTSCAN 200) Lyyra 1995.
40
ELECTROMECHANICAL SURFACE SPECTROSCOPY Sachs és Grodzinsky 1995. MINIMALLY INVASIVE BIOMECHANICAL TESTING DEVICE McPherson 1995. ULTRASONIC INDENTATION TECHNIQUE Youn 1999. ELASTOMETER Tkaczuk 1982. ARTROSCOPIC PRESSURE TRANSDUCER Dashefsky 1987. Saját tapasztalataimat az Artscan 1000-el szereztem, ezért ezt az alábbiakban részletesebben ismertetem. Az ízületi hialinporc keménységének mérésére a Lyyra által 1995-ben kifejlesztett Artscan 1000 (Artscan Oy, Helsinki, Finland) elnevezésű kézben tartható, indentációs vizsgáló műszert használtam (106). A műszer egy 5 mm átmérőjű mérőrúdból áll, melyet egy, a vizsgáló orvos tenyerében elférő fogantyúhoz erősítettek. A mérőrúd distalis vége 20 fokos ferde síkban végződik, ezt a ferde síkú felszínt referencia lemeznek nevezzük. A referencia lemez középpontjában helyezkedik el a tömör, hengeralakú indenter. Az indenter átmérője 1 mm, magassága 300 µm. Ez a magasság meghatározza az átmeneti deformitást, amelyet a mért szöveten okozunk, hiszen a referencia lemezt a porcfelszínhez nyomjuk, ennek során az indenter teljes magasságában a porcba süllyed. Ennek megfelelően az okozott szöveti deformitás 300 µm. Mivel az ízületi hialinporc vastagsága különböző a térdízületben, az eltérő porcvastagság befolyásolhatná a keménységmérés eredményeit. Ennek minimalizálására fejlesztették ki az indenter lehetséges legkisebb átmérőjét (Mak 1987., Hayes 1972.), ami jelen esetben 1 mm. Hiszen minél kisebb a vizsgáló eszköz átmérője, annál kevésbé befolyásolja a vizsgált anyag vastagsága a mért eredményeket. A vizsgáló eszköz rozsdamentes acélból készült, mosható és 120 Celsius fokon autoklávban sterilezhető (7. ábra). 41
A mérőrúd belsejében az indenter egy hajlékony karhoz kapcsolódik. Az indenterre ható erőt, ennek a karnak a hajlásával jellemezzük, feszülésmérő átalakítók segítségével. Egy-egy feszülésmérő-átalakító helyezkedik el a hajlékony kar felső és alsó felszínén. A feszülésmérők aktív ellenállásai segítségével mérjük az indenterre ható erőket, míg a passzív ellenállások a hajlékony rúdra ható axialis erők kiküszöbölésére szolgálnak. Így csak a hajlékony rúdra merőleges hajlító erőket méri a műszer. A vizsgáló műszer felépítése folytán eliminálja a hőmérsékletváltozásból eredő hatásokat a feszülésmérőátalakítókon, hiszen a hőmérséklet változásai mindkét átalakítón (a hajlékony rúd felső és alsó felszínén elhelyezkedőkön is) azonos feszülést eredményeznek. Hasonló módon a vizsgáló erőt is, mellyel a műszert a vizsgált szövethez nyomjuk, feszülésmérőátalakítóval mérjük. A mérőműszer egy áramforráshoz és egy erősítőhöz kapcsolódik. Az erősítőből kijövő jeleket egy 12 bites A/D konverter egy PC computerbe juttatja. A computer tárolja a különböző erőket jellemző adatokat, valamint analízálja a mért értékeket. Az Artscan 1000 része még a már említett mérőműszeren, erősítőn, computeren kívül egy külső monitor is a vizsgáló számára. Ezen ellenőrizheti a vizsgáló erőt, valamint a mért erőket is (8. ábra).
5.2.3. Irányelvek az ízületi hialinporc in vivo mechanikai vizsgálatához
Az ízületi hialinporc mechanikai tulajdonságainak in vivo detektálására szolgáló műszereknek meg kell felelni mindazon feltételeknek, melyeknek általában a mérésre szolgáló műszerek megfelelnek. Olyan reprodukálható, quantitatív eredményeket kell szolgáltatniuk, melyek ismert módon jellemzik azt a biomechanikai tulajdonságot, melynek mérésére a műszert szerkesztették. Mindazonáltal a hialinporc in vivo mérése speciális feltételeket is támaszt a vizsgáló műszerrel szemben. Ilyenek a sterilizálhatóság, kis méret és a limitált mérési idő. Speciális engedélyekre is szükség van az ilyen műszerek humán klinikai gyakorlatban történő alkalmazásához. A mérés technikai reprodukálhatóságát, mely ismételt méréseken alapszik, szintén meg kell határozni (59). A különböző működésű és technikai megoldású mérőműszerekkel történő sikeres mérésekhez különböző feltételek szükségesek, tekintetbe véve a mérési helyet, a porcfelszín minőségét, valamint a porc vastagságát. 42
Mivel a legtöbb tapasztalat az indentáción alapuló mérésekkel gyűlt össze, s saját méréseim is ezen módszeren alapulnak, ennek az eljárásnak néhány alapelvét szeretném részletesebben ismertetni.
5.2.3.1. Porcfelszín pathologia
A porcfelszín fibrillációja, vagy más mélyebb degeneratív elváltozása károsan befolyásolhatja az indentációs módszerrel mért porckeménység mérési eredményeket. Ez a megállapítás méginkább igaz, ha kisméretű indentert használunk. Természetesen ez az állítás arra vonatkozik, ha a nem károsodott ízületi porc keménységét akarjuk vizsgálni. Ahhoz, hogy az ICRS (International Cartilage Repair Society) kritériumainak megfelelő egészséges porcról kapjunk információt a mérésnek a károsodási helytől mért minimum távolságának legalább az indenter radiusának kétszeresével, vagy a porcvastagság kétszeresével kell megegyeznie. Méréseimnél ez a távolság 1 mm-t jelentett, mivel az általam használt indenter átmérője is 1 mm volt.
5.2.3.2. Porcvastagság
A porc vastagsága befolyásolja a mérési helyen mért keménységet. Mivel a mérési helyen a porc vastagsága nem ismert, a változó porcvastagság pontatlanná teheti a méréseket. Az indenter mérete és formája meghatározza azt a minimum porcvastagságot, amelynél a mérést egyáltalán el lehet végezni. Ez a minimum vastagság példul az Artscan 1000 típusú arthroscopos porckeménység mérő esetében legalább 1,5 mm. Amennyiben ízületi rés szűkület látható a terhelt röntgenfelvételeken, a porcvastagság megítélésére magmágneses rezonancia, illetve nagy frekvenciájú ultrahang vizsgálat szükséges (173).
43
5.2.3.3. A mosófolyadék összetétele és hőmérséklete
Az
arthroscopia
során
használt
mosófolyadék
ionösszetétele
nagymértékben
befolyásolja az ízületi porc mechanikai tulajdonságait (51). Ezért standard összetételű mosófolyadékot kell használni az arthroscopos porckeménység mérés során. A mosófolyadék hőmérsékletének változása szintén jelentősen befolyásolja a hialinporc biomechanikai tulajdonságait. Ezért a folyadékot szobahőmérsékleten kell tárolni használat előtt. Marha porc minták hosszantartó, Ringer oldatban történő áztatása fokozta a szöveti deformációt Jurvelin indentációs kísérleteiben (85). Ezért a mérés előtti teljes irrigációs időt meg kell adni az eredmények összehasonlíthatósága érdekében. Fentieket is figyelembe véve, a porckeménység mérést tizenöt perccel az arthroscopos beavatkozás megkezdése után végeztem, azonos műtőben, azonos hőmérsékleten, azonos mosófolyadékot használva.
5.2.4. Mérési helyek
A porckeménység mérésére használatos eszközök különböző mérési helyeket használnak a térdízületben. Ugyanakkor az ízület mérete is behatárolja a lehetséges mérési helyeket. Feltéve, hogy a mérés, korábban már ismertetett műszertechnikai feltételei teljesülnek, az alábbi alapelvek szerint kell a mérés helyét kiválasztani: -
kiterjedt reparatív szövet keménységének mérésekor több mérési helyre van szükség
-
a reparatív szövet helyének megfelelő egészséges porcterületeken is kell mérni
-
referenciaméréseket kell végezni az ízület standard helyein.
Ezek a standard helyek az ízület leginkább teherviselő részeit foglalják magukban. Nevezetesen a medialis és lateralis femur, illetve tibia condylusokat, a trochlea femoris medialis és lateralis felszíneit, valamint a patella medialis és lateralis felszínét. A felsorolt helyek pontos lokalizációja az ICRS standard értékelő lapján látható (49) (9. ábra).
44
Az egészséges ízületi porckeménység értékek, a különböző ízületi lokalizációkban, még csak szűk körben hozzáférhetőek, illetve kis számban publikáltak napjainkban. Vasara publikált egy nagyobb beteganyagon végzett vizsgálatot, de ennek értékét csökkenti, hogy keresztszalag hiányos betegeken végezte a porckeménység mérést, így nem beszélhetünk intact térdízületekről (162). Ezért javasolható, hogy a reparatív szövet helyének megfelelő egészséges ízületi porckeménység értékeket, valamint a standard helyeken mért adatokat használják referencia értékként. A reparatív szövet biomechanikai jellemzője e referencia értékek százalékaként adható meg. Ez a relatív szám független a használt eszköztől, s jól demonstrálja a plasztikázott porcterület biomechanikai paramétereiben bekövetkezett változást az egészségesnek tekintett porcéhoz képest.
5.2.5. Beteganyag
87 beteg (49 nő, 38 férfi), ugyanennyi (40 jobb és 47 bal) térdében mértem az ízületi porc kompresszív keménységét, therapiás célból indikált arthroscopia során. A műtéti indikációk az alábbiak voltak: medialis meniscus sérülés 45 esetben, lateralis meniscus sérülés 2, elülső keresztszalag sérülés 21 alkalommal, chondropathia patellae 16, gonarthrosis 3 betegnél. A betegek életkora 22 és 59 év között változott, az átlagéletkor 29 év volt. Standard arthroscopos, anterolateralis behatolást használtam a műtétek során.
5.2.6. Mérés technikája
A mérés során a kézben tartható porckeménységmérőt a térdízületbe vezetjük (10. ábra), referencia lemezét a porcfelszínhez nyomjuk (11. ábra), előre meghatározott 10 N erővel, mely a készülék monitorán ellenőrizhető és így kézzel beállítható. Magyarázatra szorul, hogy miért 10 N a terhelő (loading) erő. Lyyra (106) leírása szerint, marhaporc keménységi vizsgálataiból adódik ez az érték. Háromféle porcszövetet használva (puha, közepes és kemény) azt tapasztalták, hogy növelve a terhelő erőt, azaz azt az erőt, 45
amellyel a vizsgáló indentert a porcfelszínhez nyomjuk, az indenterre ható válaszerő 10 N-nál elér egy platót. Ez alatt az érték alatt a válaszerő nemcsak a porc minőségétől függ, hanem a terhelő erőtől. Így kikapcsolandó a terhelő erő befolyásoló szerepét, logikus, hogy csak 10 N vagy a fölötti terhelő erőre adott válaszerő használható a porckeménység indikátoraként. Tehát 10 N az a minimális erő, amely hiteles információt nyújt a porc keménységéről. Ennél nagyobb erőt pedig nincs értelme alkalmazni, hiszen minimalizálni akarjuk a porcszövet mérés alatti esetleges károsodását (12. ábra). Rövid 1 másodperces indentációs (deformitás kontrollált) méréseket végzünk. A porc ellenáll ennek a rövid, konstans deformitásnak és a majdnem azonnal, a szövetben kialakuló és az indenterre ható válasz erőt mérjük és használjuk a porckeménység indikátoraként. Ez a készülék monitorán közvetlenül leolvasható (13. ábra). Minden standard mérési helyen három mérést végeztem, s ezekből egy átlagértéket számolva jellemeztem az adott hely keménységét. A mérések előtt a műszert standard elastomer mintákon kalibráltam. Itt jegyzendő meg, hogy a mérések körülbelül tizenöt perccel hosszabbították meg a diagnosticus és therapias arthroscopiak időtartamát.
5.3. A térdízületi hialinporc keménysége és szövettani degenerációja közötti összefüggés in vivo vizsgálatával kapcsolatos anyag és módszer
Az ízületi hialinporc egyedi és különleges tulajdonságai teszik lehetővé, hogy betöltse élettani szerepét egy egész életen át, valamint nagyon különböző terhelési körülmények között. A porcszövet fő funkciói a két- vagy többtengelyű ízületekben: a terhelés átvitele a szemközti ízfelszínek között, a különböző stress hatások szétosztása a subchondralis csontszövetre, valamint egy alacsony súrlódású ízület létrehozása. A fenti élettani
funkciók
ellátása
elsősorban
az
extracellularis
matrix
szerkezetétől,
összetételétől és integritásától függ. Az extracellularis matrix főleg collagen hálózatba ágyazott proteoglykanokból és vízből áll. A negatív töltésű proteoglykanok (PG) vizet kötnek meg, megduzzadnak, így fokozott nyomás jön létre, melyet a beágyazó collagen láncok hálózata ellensúlyoz. Azaz a PG molekulák megduzzadása egy „pre-stress” állapotot okoz a collagen hálózaton, külső terhelés hiányában is (113). 46
Az ízületi porc bármely szerkezeti komponensének károsodása befolyásolja ennek a magasan specializált szövetnek a biomechanikai tulajdonságait, az ízületi felszín kopását hozza létre, végül fájdalmat és ízületi mozgásbeszűkülést okoz. A korai degeneratív elváltozások a collagen láncok szétszakadását jelentik a felszíni és átmeneti szöveti zónában, károsodásokat a proteoglykan molekulák szerkezetében. Magukban foglalják továbbá a proteoglykan molekulák eltűnését a felső porc rétegekből, valamint kompenzatorikus PG szintézisfokozódást a mélyebb rétegekben (115). Ezek a kezdeti degeneratív elváltozások a PG molekulák hidratációjából eredő nyomás csökkenését, a szövet hidratációjának növekedését okozva a porcszövet puhulásához vezetnek, következményesen csökkentve a szövet keménységét (83,90,110,119,166). A mechanikai
tulajdonságok
változása
érzékenyebb
indikátora
a
korai
porc
degenerációnak, mint a hagyományos szövettani vizsgálat (99). Számos in vivo tanulmány igazolta a térdízület immobilizációja utáni porckeménység csökkenést, makroszkóposan ép porcszövet mellett (83). A puhulás és a porc kompressziós keménységének csökkenése így az egyik első detektálható jele lehet az ízületi porc degenerációjának. A porcplasztikai sebészi eljárások fejlődésének következtében egyre nagyobb az igény a porcbetegségek korai diagnózisa iránt. Szükséges továbbá a porcplasztikai eljárások hatékonyságának vizsgálatára egy quantitatív, nem destruktív in vivo módszer, mellyel az ízületi porc tulajdonságait monitorizálni lehet. Napjainkban az ortopéd sebészek különböző beosztásokat használnak az arthroscoposan detektálható változások osztályozására (40,49,79,131,135). Ezek a pontrendszerek mindazonáltal qualitatív értékelések, mivel szubjektív, vizuális értékelésen, illetve a porcfelszín tapintási vizsgálatán
alapulnak.
Quantitatív
információ
az
ízületi
porc
mechanikai
tulajdonságairól a napjainkban in vitro tanulmányokban (9,86) gyakran használt, porc indentációs módszerrel nyerhető. Fiatal betegek intact térdízületi porcáról, illetve chondromalacia patellae eseteiben in vivo kompressziós keménységi adatokat már publikáltak az irodalomban (107). A fennálló klinikai tünetek ellenére az ízületi porcot vizuálisan intactnak értékelték. Mindazonáltal nem vizsgálták ebben a tanulmányban, hogy szövettani degeneráció jelen volt-e, s milyen összefüggést mutatott volna a porc keménységével. Ezért én vizsgálni akartam, hogy az in vivo mért kompressziós porckeménység összefüggést mutat-e a szövettani degeneráció mértékével. Vizsgáltam továbbá, hogy ezzel az indentációs módszerrel mért porckeménység információt
47
nyújthat-e a szöveti elfajulás stádiumáról, quantitatív analysisét nyújtva a porc degenerációnak. Ugyanazon 87 beteg anyagát dolgoztam fel, akiknél therapiás célból indikált arthroscopia során porckeménységet is mértem. Csak az Outerbridge makroszkópos klasszifikációja szerinti intact, vagy I. és II. fokú chondropathiás porcfelszínekből vettem mintát. A mérési helyekről származó biopsiákat szövettani analysisre a Mozaikplasztika (Smith and Nephew Endoscopy, Andover, Ma) műszerkészletének 2,7 mm-es csővésőjével nyertem (14. ábra). A mintavételt kórházam etikai bizottsága is engedélyezte, hiszen ez semmiféle károsodást nem okoz a beteg számára. 87 betegemnél, ízületeként 8 standard mérést számolva, 696 mérési eredményt kaptam. A mérési felszíneket tekintve 479 esett a normal vagy I.-II. fokú chondropathiás csoportba. 196 felszínből nyertem 2,7 mm-es mintákat, szövettani elemzésre. Szövettani metszeteimet két centrumban készítették és dolgozták fel. Az egyik központ a Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Anatómiai Tanszéke volt, ahol Dr. Módis László Professzor Úr irányításával végezték el a kért munkát. A porcmintákat speciális formalin-alkohol keverékében, +4 C°-on juttattam el Debrecenbe, a műtétet követő napon. A másik vizsgáló centrum a Bristoli Egyetem, Akadémiai Reumatológiai Osztálya volt, ahol Anthony P. Hollander vezetésével egy nemzetközi hírű orvoscsoport készítette el a kiküldött biopsiák szövettani elemzését. A porcmintákat +4 C°-on tárolva, szárazon küldtem az angliai városba, gyorspostával, két nappal az operáció után érkeztek meg a centrumba. Bristolban Safranin-O (15. ábra), hematoxilin eosin (HE), collagen I. (16. ábra) és collagen II. specifikus (17. ábra) festéseket használtak, két utóbbi festéshez immunhistochemiai módszert alkalmaztak, 2,5, 10, és 20-szoros nagyításokkal, valamint polarisatiós technikával. Debrecenben, HE festést (18. ábra) végeztek, polarisatiós fényben történő vizsgálat mellett, 2,5, 10-szeres nagyítással. Különleges hangsúlyt fektettem a Safranin-O-val történő festés eredményeire, mivel ez a proteoglykanokra specifikus festési eljárás. A porcdegeneráció stádiumát a MankinShapiro-szerinti szövettani pontrendszer szerint értékeltem (110).
48
1. táblázat A Mankin és Shapiro által kifejlesztett pontrendszer - az ellentmondó értékelések (133,134,160) dacára - a leggyakrabban használt a porcszöveti degeneráció jellemzésére. Ezt a kombinált rendszert alakalmazva, a felszín integritása, szerkezeti és cellularis eltérések, a matrix festődése, valamint a tidemark (határvonal) integritása értékelhető. Így ez a rendszer informál az ízületi porc felszíni és mélyebb rétegeiről, jellemezve a proteoglykan-collagen matrix integritását. Mindazonáltal a chondropathia patellae szövettani jeleit (a felszíni matrix duzzanata, függőleges matrix hasadások a határvonalon (118)) ez a pontrendszer nem teljesen veszi figyelembe. Továbbá a szöveti degeneráció fokozódásával párhuzamosan a Mankin-Shapiro-féle rendszer nem nyújt progresszív pontérték növekedést. Ez nem zavarhatta használhatóságát vizsgálataimban, hiszen a klinikai jelentőség miatt csak a makroszkóposan (Outerbridge-szerint) korai degenerációs vagy intact állapotban lévő porcfelszíneket vizsgáltam szövettanilag. Tapasztalataim szerint a Mankin-Shapiro pontrendszer segítségével lehetséges különbséget tenni a normál és korai degenerációs stádiumban lévő porcszövet között. A porckeménység és a Mankin-Shapiro pontrendszer közötti összefüggés vizsgálatára linearis regressios analysist használtam. A Mankin-Shapiro pontrendszer és a mért 49
ízületi porckeménység közötti összefüggés mértékét a determináltsági együtthatóval határoztam meg, r². Fontos itt megjegyezni, hogy ez a Pearson-féle korrelációs együttható (r) négyzete. A determináltsági együtthatót azért használtam, mert ez a korrelációs együtthatóval ellentétben, kizárja, hogy egy harmadik tényező hatására együtt változik a porckeménység és a Mankin-Shapiro pontérték, de egymástól függetlenül.
50
6. EREDMÉNYEK
Szignifikánsan magasabb testtömeg index átlagot találtam térdízületi chondropathiás betegeken, a nem chondropathiás kontroll csoport értékeihez viszonyítva. Ugyancsak szignifikánsan magasabb volt a 30-nál nagyobb testtömeg index-el rendelkezők aránya a chondropathiás csoportban, összehasonlítva a kontroll csoporttal. Az átlagos testtömeg index a II-III-IV. fokú chondropathiás csoportban 32,8 volt, míg a kontroll csoportban 26,1-nek adódott (p<0,05). 30-nál nagyobb testtömeg index 38,8%-ban fordult elő a chondropathiás csoportban, míg ez az arány 15,6% volt a kontroll csoportban. A különbség szignifikáns (p<0,05). Diabetes mellitus 7,4 %-os gyakorisággal fordult elő a II-III-IV. fokú chondropathiával kezelt, arthroscopián átesett betegek között. A nem, vagy csak I. fokú chondropathiás csoportban ez az arány 5,7 %. A különbség nem szignifikáns. A serum cholesterin és húgysavszintek között nem volt szignifikáns különbség a két betegcsoport között. A Hgmm-ben kifejezett átlagos systoles vérnyomás 174,4 volt a chondropatiával rendelkező csoportban, míg 158,8 volt a kontroll csoportban. Az átlagos diastolés vérnyomás 95,4, illetve 86,1-nek adódott a két csoportban. A szignifikánsan magasabb értéket itt is a károsodott hialinporcú betegek mutatták. Eredményeimet az 2. táblázatban foglaltam össze. Egy igen érdekes kérdés merül fel a táblázatra tekintve. Az elhízott betegek között 15,6 %-ban voltak olyanok, akiknél nem alakult ki chondropathia a térdízületben. Adódik a kérdés, hogy vajon miért nem? Egyedüli logikus válasz, hogy egyszerűen még nem volt idő a károsodás kialakulására. Megvizsgáltam külön ezt a betegcsoportot, s azt találtam, hogy ők az egyébként is relatíve fiatal átlagéletkorú vizsgálati csoportban a még fiatalabbak közé tartoztak. Így egyszerűen még nem volt idő, hogy a túlsúly, az ízületekre ható túlterhelés kifejtse – direkt, mechanikai hatás révén – porckárosító hatását. A randomszerűen kiválasztott chondropathiás csoportban egyébként majdnem 40 % az elhízottak aránya. Tehát az elhízásnak igen jelentős szerepe van a chondropathiák kialakulásában. A maradék 60 %ban nyilván végtagi tengelyeltérés, ízületi instabilitás, trauma lehetett a kiváltó ok. A chondropathiás betegcsoportban észlelt szignifikánsan magasabb testtömeg index érték: 32,8 % jelzi, hogy nemcsak az elhízás jelent veszélyt az ízületi hialinporc épségére, hanem már a túlsúly is. Ebben a betegcsoportban ugyanis több mint 50%-ban 51
észleltünk 25-nél nagyobb BMI értéket. Nem szorul bővebb magyarázatra, hogy táplálkozási intervenciót, testsúlycsökkentést javasolva mennyivel könnyebb helyzetben van a kezelő orvos, ha „csak” túlsúlyos betegről van szó, szemben egy extrém elhízottal. Ugyanis therapiás ajánlásaink között a testmozgás mindig szerepel. Nem nehéz elképzelni, hogy egy túlsúlyos beteget mennyivel könnyebb rávenni a testedzésre, mint súlyosan elhízott társát. A beteg testsúlyának tartós csökkentése ugyanis lehetetlen életmód-változtatás nélkül. Ennek pedig része az aktív életvitel, a testmozgás is.
2. táblázat Az átlagos derék-csípő körfogat hányados férfiaknál a chondropathiás csoportban (37 beteg adatai alapján) 1,07, míg a kontroll csoportban (40 férfi beteg) 0,96. A különbség szignifikáns (p<0,05). Ugyanezek a hányadosok a chondropathiás női csoportban (63 beteg) 0,91-nak, illetve a kontroll női csoportban (60 beteg) 0,83-nak adódtak. A különbség itt is szignifikáns (p<0,05). Megállapítható, hogy a test zsírszövet eloszlásáról tájékoztatást adó derék-csípő körfogat hányados a chondropathiás csoportokban szignifikánsan nagyobb volt. A nemek szerinti bontást az tette 52
szükségessé, hogy a hányados normál értékei is különbözőek nemek szerint. Így férfiak esetében ez az érték nem haladhatja meg az 1,0-t, míg nőknél a 0,85-t. Eredményeimet összefoglalva és jobban áttekinthetően a 3. táblázatban foglaltam össze.
3. táblázat Az ízületi hialinporc keménységének mérése kapcsán, 87 beteg, ugyanennyi operált térdízületével számolva, nyolc intraarticularis standard mérési helyet figyelembe véve, 696 mérési adatot dolgoztam fel. Az átlagos porckeménység a femuron nagyobb volt, mint a patellán vagy a tibián. A femuron a condylusokat borító porc keményebb volt, mint a patelláris felszínt képező. A térdízületben mért porckeménység a lateralis femur condyluson volt a legnagyobb, míg a legkisebb a medialis tibia condyluson. A femur medialis condylusán mért átlagos keménység: 4,8 N volt, a standard deviatio ± 1,22, míg a lateralis condyluson ez az érték 5,2 ± 1,02 N, a legnagyobb a térdízületen belül. A torchlea femorison, medialisan mért érték 4,2 ± 0,92 N, míg lateralisan 4,6 ± 1,27 N volt. A tibia medialis condylusán 2,4 ± 1,17 N, míg a lateralis condyluson 3,2 ± 1,16 N adódott. A térdkalács átlagos porckeménysége medialisan 3,1 ± 0,66 N, lateralisan 3,3 ± 1,01 N. Mint látható a fenti felsorolásból az eredményeknek nagy a szórása. A pontatlanságot igyekeztem azzal csökkenteni, hogy egy adott, standard mérési helyen három mérést végeztem, s ezeknek az átlagát használtam porckeménységi adatként. A magas standard deviatiós értékek ellenére ezek az adatok a gyakorlatban igen jól használhatóak voltak. Nagy jelentősége van a pontos mérési helynek is. Hiszen pédául a medialis femur condylus viszonylag nagy felszínt foglal magában. Kijelentve, hogy a medialis femur condyluson az átlagos porckeménység értéke - egészséges térdízületben – 4,8 N, azt is
53
pontosítani kell, hogy a condylus melyik részén. Ehhez az International Cartilage Repair Society standard értékelő lapját hívtam segítségül. Ez a dokumentum ugyanis ezeket az anatómiai egységeket kilenc részre osztja fel. Elülső, középső és hátulsó harmadokra, illetve a patellánál proximalis, középső és distalis harmad megjelölést használ. Ezeket a harmadokat azután tovább osztja medialis, centralis és lateralis részekre. Így jön létre például a medialis femur condyluson kilenc egyenlő rész. Ekkor már könnyű beazonosítani a mérési helyet. Hiszen kijelentve, hogy a mérés a femur medialis condylusának elülső, lateralis felszínén történt, az értékelő lap adatainak ismeretében ez a hely mindenki számára egyértelmű. Megjegyzendő, hogy vizsgálataim során, az összehasonlíthatóság kedvéért, mindig az adott anatómiai egység középső harmadának centralis részén mértem a porckeménységet. Méréstechnikai szempontból a tibia condylusok különleges helyzetben voltak. Felszínük jelentős részét ugyanis a meniscusok borítják. Nyilvánvaló, hogy a meniscusok alatti condylus területeket bevonva a vizsgálatokba, az eredmények nem lennének összehasonlíthatóak. Mivel saját anyagomban a tibia condylusokon végzett méréseimet is a középső harmad, centralis részén végeztem, a meniscusok nem befolyásolták méréseimet. Megjegyzendő, hogy kiegészítő vizsgálatokat végeztem a meniscusok alatti porcfelszíneken is. Hiszen a tudományos összehasonlíthatóság figyelembe vétele nem csökkenthette kutatói kíváncsiságomat. Itt a porcfelszíneket puhábbnak találtam környezetüknél. Ezt a tényt a meniscusok védő, terhelést elosztó szerepével magyaráztam, azaz a meniscusok alatti területen kisebb terhelés jut a porcfelszínekre. Ennek bővebb tárgyalása azonban már túlmutatna dolgozatom keretein. Fontos felhívni a figyelmet arra a tényre, hogy a gép tárolja a mérési adatokat. A mérési értékek tehát évek múlva is visszakereshetőek. Ismerve a mindennapi klinikai tevékenység nehézségeit, a dokumentáció hozzáférhetőségének jelentősége nem hangsúlyozható kellőképpen. Ugyanazon beteg esetleges ismételt műtétjénél az adatok azonnal és pontosan összehasonlíthatóak. Nem kell zárójelentéseket, esetleg műtéti leírásokat keresni. Nem beszélve az adatok elírásának lehetőségéről. Az ízületi betegségek monitorizálásánál ennek a lehetőségnek óriási jelentősége van. Igen nagy a jelentősége ennek az ízületi térképnek. Logikus lenne a feltételezés, hogy az egészséges térdízületben a csontokat borító hialinporc keménysége azonos. Ezt a feltételezést méréseim teljesen megcáfolták. Különböző volt a porc keménysége még az ízületet alkotó csontok szerint is. A legpuhább a tibiát borító porcfelszín volt. Ahogy már a metodika tárgyalásánál említettem, ez a mérőműszer kiküszöböli a porcvastagság 54
porckeménységre gyakorolt hatását. Mint az közismert, a legvastagabb porcborítása a térdízületen belül a patellának van. Ebből következik, hogyha a porcvastagság befolyásolná keménységgel kapcsolatos méréseinket, akkor itt kellett volna a legpuhább porcot mérni. Ez nem így történt, s ez is indirekt bizonyítéka annak, hogy ennél a mérési technikánál a porcvastagság nem befolyásolja a mérési eredményeket. Eredményeimet összefoglalva a 4. táblázatban mutatom be.
4. táblázat
Fontos ennek az összefüggésnek az ismerete, ha további méréseknél etalonként akrjuk használni ezeket az adatokat. Hiszen ha mérünk egy új porckeménység értéket egy látszólag egészséges térdízületben, abból még önmagában nem lehet következtetni a porc állapotára. Pontosan kell tudni, hogy hol történt az a mérés. Az ízület azonos, standard mérési helyének porckeménységéhez kell viszonyítani a kapott értéket. Egy példával szeretném alátámasztani az eddig elmondottakat. Egy 3 N értékű porckeménység értékből még nem lehet következtetéseket levonni. Ha viszont tudjuk, hogy ez a mérés a medialis femur condyluson történt, s ismerjük az ehhez a standard
55
mérési helyhez tartozó keménység értéket, akkor már igen. Ez az érték 4,8 ± 1,22 N, így ehhez viszonyítva a 3 N már felpuhulást jelez, tehát ezen a területen porcelfajulás indult meg. Ha ugyanezt a 3 N a lateralis tibia condyluson mértük volna, akkor ez ott egy egészséges porcszövetet jelezne számunkra. Az ízületi hialinporc keménysége és szövettani degenerációja közötti összefüggés vizsgálata kapcsán, a minták degenerációját leíró Mankin-Shapiro pontértékek 1 és 8 között változtak az adott mérési helyek szövettani mintáiban. Az átlagos MankinShapiro pontérték 5-nek adódott a vizsgált 196 metszetben. Degenerációs jel volt a Safranin-O-val történő festődés csökkenése, cellularis irregularitas, a tidemark integritásának hiánya. Megjegyzendő, hogy maximális degeneráció esetén 14 pont adható, amely úgy adódik össze, hogy a teljes szerkezeti desorganisatióra 6 pont, sejtszám csökkenésre 3, Safraninnal-O-val történő festődés teljes hiányára 4, a határvonal véredények általi keresztezésére 1 pont adandó. Szignifikáns, fordított összefüggést találtam a mért porckeménység és a Mankin-Shapiro pontrendszer között négy standard mérési helyen: a lateralis femur condyluson, valamint a medialis femur condyluson, illetve a medialis és lateralis tibia condyluson. A determináltsági koefficiens a lateralis femur condylusra vonatkoztatva: r2=0,82 volt, míg ugyanez az érték a medialis femur condylusra 0,79-nek adódott. A medialis tibia condylus determináltsági együtthatója 0,72, a lateralis tibia condylus együtthatója pedig 0,75-t mutatott a számítások alapján. Ezek az értékek azt jelzik, hogy például a lateralis femur condylusból származó biopsiák Mankin-Shapiro pontértékeinek 82%-a szoros összefüggést mutatott az ugyanitt mért porckeménység értékekkel. Ugyanezek az értékek a medialis femur condyluson 79%-nak, a medialis tibia condyluson 72%-nak, míg a lateralis tibia condyluson 75%-nak adódtak (19. ábra). Magyarázatra szorul, hogy miért csak a térdízület condylusaira vonatkoztatva végeztem el az ízületi hialinporc keménysége és szövettani degenerációja közötti összefüggés vizsgálatát. Munkám egyik lehetséges értéke, hogy vizsgálataimat in vivo körülmények között végeztem el. Arthroscopos műtétek során a teljes térdízület jó látótérbe hozható, a porckeménység mérések is kisebb nehézségek árán elvégezhetőek. A mintavétel azonban már sokkal nehezebb. Biopsiák nyerésére magam az úgynevezett Mozaikplasztika műszerkészletének 2,7 mm-es csővésőjét használta. Ezzel a condylusokból, bizonyos sebészi tapasztalattal könnyen nyerhetők minták. A patellofemoralis ízület azonban speciális helyet foglal el a térdízületen belül. Az operált 56
esetek jelentős részében igen szűk, deformált, ezért is okoz panaszokat a páciensnek, s ezért kerül sor az arthroscopos műtétre. Ebből az ízületből nagyon nehéz porcmintát nyerni a beteg felesleges károsítása nélkül. Ez könnyen csak az ízület megnyitásával lenne kivitelezhető. Ez pedig ellentmond a térdsebészeti irányelveknek, amelyek kimondják, hogy ma már a lehető legtöbb műtétet zárt, arthroscopos úton kell elvégezni. Hiszen a beteg intraoperatív károsodása így a legkisebb, rehabilitációja pedig a leggyorsabb. Előbbiek természetesen nem vonatkoznak az ízületi endoprotetikára. Hiszen protézist arthroscopos úton nem lehet beültetni. Tehát a térdsebészeti irányelveket és elsősorban betegeim érdekeit szem előtt tartva a patellofemoralis ízületből nem tudtam porcmintákat nyerni. Így nem tudtam összefüggési vizsgálatokat végezni erre az ízületre vonatkozóan. Ez az oka annak, hogy ezeket az összefüggéseket csak a condylusokra vonatkoztatva közöltem. Nem találtam összefüggést a Mankin-Shapiro pontrendszer egyes, különválasztott kategóriái (felszíni integritás, szerkezeti és cellularis eltérések, a matrix festődése, tidemark integritás) és a mért ízületi porckeménység között. A Mankin-Shapiro rendszer pontjai négy összetevőből adódnak össze. Az I. alpont a szövettani minta szerkezeti eltéréseit értékeli. Így pontozza a felszíni szabálytalanságot, ennek és a pannusnak együttes jelenlétét, hasadások megjelenést a különböző mélységű zónákig, illetve a teljes szerkezeti desorganisatiót. A II. alcsoport a sejtszám változást értékeli. Ezen belül a sejtszám növekedést, klónképződést, sejtszám csökkenést. III. csoportjában a Safranin-O-val történő festődés változást értékeli. Enyhe, mérsékelt és súlyos csökkenést vesz figyelembe, a festődés teljes hiánya mellett. Talán ez a legszubjektívabb része a pontrendszernek. Itt van szükség a legtöbb szakmai tapasztalatra az értékelésnél. Ezért is végeztettem el ezeket a vizsgálatokat nemzetközileg is elismert, két független központban. Hiszen a festődés enyhe vagy mérsékelt csökkenését csak olyan szakember tudja megkülönböztetni, aki naponta dolgozik ezzel a viszonylag drága szövettani festési eljárással, s asszisztenseinek is napi rutinja van ezzel a technikával. Ahhoz ugyanis, hogy a szövettani metszeteket össze lehessen hasonlítani, a festés technikai fázisainak is standard módon és magas szakmai színvonalon kell történnie. Közvetlen bizonyíték arra, hogy az általam választott bristoli és debreceni centrumok megfelelnek ezeknek a kritériumoknak az lehet, hogy eredményeim publikálásainál vagy kongresszusokon történő szóbeli bemutatásánál patológus szakemberek is elismerően nyilatkoztak a szövettani metszetek minőségéről.
57
A Mankin-Shapiro pontrendszer IV. pontja a porc és csont határvonalának integritását vizsgálja. Porcelfajulást jelez a határvonal véredényekkel történő keresztezése. Ez ugyanis már a megindult regenerációs folyamatot jelzi. Fontos adat, hogy a vizsgált 196 metszetemben mindössze 11 alkalommal volt felfedezhető ez a jelenség. Ennek magyarázata, hogy porcmintáimat makroszkóposan ép vagy korai degenerációs fázisban lévő porcszövetből vettem. Ebből következik, hogy a határvonal keresztezése véredényekkel, a degeneráció későbbi stádiumaira jellemző inkább. Mint említettem, a négy alpont szerint vizsgálva nem találtam összefüggést az adott minta porckeménységével. Nyilvánvaló, hogy a négy alpont együttes pontértéke írja le megfelelően az adott porcszövet degenerációs stádiumát. A vizsgált 196 szövettani metszetben az átlagos Mankin-shapiro pontérték 5 volt, 1és 8 között változott. Ez jól korrelál azzal a ténnyel, hogy csak makroszkóposan ép vagy Outerbridge-szerinti I. és II. stádiumú chondropathiás felszínekből vettem mintát. 271 mérés történt teljesen ép felszíneken. Ahogy arról már korábban szó volt, minden ép felszínből nem tudtam mintát venni, mert ezek jelentős része a patellofemoralis ízületben helyezkedett el, s innen a beteg felesleges veszélyeztetése, az ízület kinyitása nélkül nem tudtam volna értékelhető mintát venni. Összesen 92 biopsiát tudtam nyerni teljesen ép felszínből, 104-t a makroszkóposan I-II. fokban degenerált felszínekből. A Mankin-Shapiro pontrendszerrel a legelfajultabb szövettani metszetre 14 pont adható. Ez teljes szerkezeti desorganisatiót, sejtszám csökkenést, a Safranin-O-val történő festődés teljes hiányát, azaz teljes GAG tartalom csökkenést, s a csont-porc határvonal véredényekkel történő keresztezését jelenti. Tehát a fent említett, általam kapott 5–ös átlag pontérték valóban korai degenerációs stádiumnak felel meg. Magyarázatra szorul, hogy miért csak az ép vagy korai degenerációs stádiumú porcfelszíneket vizsgáltam. Részben azért, mert munkámat mindvégig a gyakorlati hasznosíthatóság elve vezérelte. Mindennapi térdsebészeti gyakorlatomban pedig a korai degeneráció differenciál diagnosztikája okozott problémát. Az előrehaladott porcelfajulás, amikor a károsodás már a porc teljes vastagságában létrejön (Outerbridge III. stádium), nem okoz diagnosztikus problémát. Nem beszélve a következő, IV. stádiumról, amikor a csontfelszínről már teljesen lekopott a porcborítás, s a subchondralis csont is károsodott.
58
Második okom, amiért érdeklődésem a korai porcdegeneráció felé fordult, az magában az alkalmazott pontrendszerben keresendő. A Mankin-Shapiro rendszer bírálói szerint ugyanis, ez a pontértékelés az elfajulás előrehaladottabb stádiumaiban már nem megfelelő. Ezeket a stádiumokat már nem írja le kellő pontossággal. Mivel azonban engem gyakorlati céljaim miatt csak a korai porcdegeneráció érdekelt, eredményesen használhattam ezt a pontrendszert.
59
7. MEGBESZÉLÉS
A szakirodalmi adatok szerint a térdízület terhelőfelszínén a porckárosodások előfordulási gyakorisága különböző feltárásos vagy arthroscopos műtétek során elérheti a 40%-t. Az ízületi hialinporc regenerációs készsége igen csekély. A mindennapi ortopéd sebészi gyakorlatban az elhízott betegek körében gyakrabban találunk ízületi porckárosodást. E három tényező indított el téziseim megfogalmazására. Az első, mely szerint összefüggésnek kell lennie az obesitas és a térdízületi chondropathiák prevalenciája között. Fontos kérdés, hogy az obesitas rizikó tényező-e az ízületi chondropathia, arthrosis kialakulásában. 200, randomszerűen kiválasztott beteg vizsgálatával, adatainak feldolgozásával egyértelműen bizonyítani lehetett az obesitas
és
a
térdízületi
chondropathiák
gyakorisága
közötti
összefüggést.
Szignifikánsan magasabb testtömeg index értékeket (32,8) és derék-csípő körfogat hányados értékeket (férfiakban:1,07, nőkben 0,91) találtam a chondropathiás betegcsoportban, összehasonlítva a nem károsodott porcú betegekkel: testtömeg index átlag: 26,1, derék-csípő körfogat hányados átlag férfiakban: 0,96, nőkben: 0,84. Ez megegyezik más szerzők adataival, akik ugyan az arthrosis jelenlétét radiologiai eredményekkel igazolták. (2,47,71,89,161). Mivel az elhízás szoros összefüggésben jelenik meg a térdízületi chondropathiával, adódik a kérdés, hogy milyen mechanizmussal játszik szerepet az elhízás a térdízületi chondropathiák kialakulásában? Mechanikaival-e, amikoris az ízületeken ható fokozott terhelési stress lenne a közvetlen kiváltó tényező? Ezt látszik alátámasztani Messier (120) vizsgálata, aki 142 túlsúlyos és kövér beteg háromdimenziós járás-analysisét végezte el. Eszerint fél kg testsúly csökkenés minden lépésnél négyszeres csökkenést eredményezett a térdízületre ható erőkben. Mindazonáltal az obesitas anyagcsere anomáliákkal (diabetes, hyperurikemia, hiperlipidemia) társul, ezen anyagcsere eltérések károsíthatják a synoviát, hialinporcot, s ebben az esetben az obesitas indirekt szerepet játszana az ízületi chondropathiák pathogenesisében. Vizsgálatom adatai nem támasztják alá ez utóbbi, indirekt úton létrejövő hatás valószínűségét. Nem volt szignifikáns összefüggés ugyanis a serum cholesterin, húgysavszint, a diabetes mellitus előfordulása és a térdízületi chondropathia jelenléte között. Az obesitas és térdízületi chondropathia közötti összefüggés gyakorlati jelentősége igen nagy. Először is munkámban a porcdegenerációt arthroscopos leletekkel jellemeztem. Erre a szakirodalomban - obesitással kapcsolatos vizsgálatok kapcsán - nincs példa. Ilyen 60
jellegű tanulmányokban az arthrosist radiológiai módszerekkel értékelik. Mivel az arthroscopos lelet sokkal precízebb, pontosabban írja le a porckárosodás kiterjedését, súlyosságát, lokalizációját, ezért e leletek adatainak felhasználása sokkal pontosabb eredményekhez vezet, összevetve a radiológiai értékelésekkel. Vizsgálatom adatai alapján az elhízás inkább direkt, mechanikai tényezőkön keresztül játszik szerepet a térdízületi chondropathiák kialakulásában, mintsem indirekt, anyagcsere folyamatokon keresztül. Így pedig táplálkozási intervencióval, diétával, az ismertetett metabolicus syndroma kezelésével megelőzhető lenne a chondropathiák kialakulása. Ez pedig a gyakorlati orvoslás számára is használható következtetés. Második célom az volt, hogy mérőműszer segítségével feltérképezzem az egészséges térdízületet borító porcfelszínek keménységét, mintegy etalont adva további vizsgálataimhoz, s hogy nemzetközileg is korai és új adatokat szolgáltassak az emberi térdízület biomechanikájának megértéséhez. Ez 87, diagnosticus és therapiás arthroscopián átesett beteg porckeménység mérésével sikerült. Az általam szolgáltatott 696 porckeménység mérési adat lehetővé tette, hogy az egészséges térdízületi hialinporc szövet keménysége alapján egy ízületi térképet hozzak létre. Természetesen méréseim során nemcsak egészséges porcszövetet láttam, hiszen az arthroscopos beavatkozásokra pathologiás állapotok, a fentebb említett klinikai diagnózisok alapján került sor. Makroszkópos megjelenés alapján 479 mérés történt intact, illetve I. és II. fokban károsodott porcfelszínen. Teljesen intact felszín 271 esetben volt mérhető. Az egészséges térdízület porckeménységi térképe képezheti az alapját azoknak az intraoperatív méréseknek, amikoris a mért porckeménység értéket a károsodott területtel azonos lokalizációjú, egészséges porcfelszín keménységéhez viszonyítják. Ily módon rövid idő alatt, intraoperatív körülmények között eldönthető, hogy károsodott-e a makroszkóposan esetleg épnek tűnő porcszövet. Fentiekkel megvalósítottam disszertációm második célját is. Felmerül a kérdés, hogy mi a gyakorlati jelentősége porckeménységgel kapcsolatos vizsgálataimnak. A mindennapi térdsebészeti gyakorlatban gyakran kerültem abba a helyzetbe, hogy ízületi csőtükrözés kapcsán kellett megítélnem a csúszófelszínek porcborítékának állapotát. Amennyiben elfajulást találtam ebben a szövetben, az meghatározta további sebészeti ténykedésemet. A hialinporc állapotát a vizsgálóval való 61
tapintással kellett megítélnem. Ezt tökéletlen eszköznek éreztem egy ilyen fontos értékelés meghozatalában. Fontos a döntés, mert például egy középkorú betegnél, ha a medialis ízületi compartment degenerált, varus tengelyeltérés van, s a lateralis compartment ép, akkor magas tibia osteotomiával a terhelés áthelyezhető a lateralis ízületi félre, így megelőzve a medialis oldal további degenerációját. Ennek a lateralis oldali porcborításnak az állapotát kellett megítélnem a makroszkópos megjelenés, s az ízületi vizsgálóhoroggal észleltek alapján. A vizsgálóval érezhető a porc felpuhulása, ami közismerten első jele lehet e szövet degenerációjának. Azonban a puhulás mértékének megítélése rendkívül szubjektív ily módon. Ezért kerestem objektívabb módszert erre a vizsgálatra. A nemzetközileg is széles körben alkalmazott Artscan 1000, arthroscopos porckeménység mérőben találtam meg ezt az eszközt. Ez a műszer egyértelműen, Newtonban (N) kifejezve jellemzi a mért terület porckeménységét. Maga az eszköz felhasználóbarát, hiszen monitorán könnyen ellenőrizhető a terhelő erő, amelyet a sebész alkalmaz a porc vizsgálatához, valamint a válasz erő is, amelyet a deformált porcszövet hoz létre a mérőrúdon, s amelyet a porckeménység indikátoraként használunk. Fontos a készülék felépítése, hiszen arthroscopia során végezzük a mérést. Így a sebész figyelme megoszlik, mivel részben a manualis tevékenységre, részben az arthroscopos torony monitorára kell figyelnie. Ne felejtsük el, hogy normál műtét során történik a mérés, s nem kísérleti körülmények között. Ehhez az alaphelyzethez adódik még a mérés ígényelte koncentráció is. Egyrészt a mérőrúdat kell jól elhelyezni az ízületben, mert csak megfelelően érintkező indenter esetén mér, másrészt a terhelő erőt eközben ellenőrizni kell a készülék monitorán. Így a sebésznek két monitorra és két , ízületbe vezetett eszközre kell koncentrálnia egyidőben. Mérés során nem volt szükség a porcvastagság mérésére, hiszen a műszer indenterének olyan kicsi az átmérője (1mm), hogy az már kizárja a porcvastagság porckeménységre gyakorolt hatását. Más méréstechnikáknál
viszont
a
porcvastagság
nagymértékben
befolyásolja
az
eredményeket. Ezeknél a technikáknál még egy ultrahangos porcvastagság mérést is kell végezni (173). Összefoglalva, az Artscan 1000 mérőműszer által szolgáltatott adatokkal sikerült egy biomechanikai markerral (keménység) objektívan jellemezni az ízfelszíneket borító üvegporc állapotát. Ez volt disszertációm harmadik célja. Ennek ismerete segíthet intraoperatív döntésekben, hiszen ha a mért porckeménység érték az egészségesétől eltér, a porcszövet degenerációja megindult. Tapasztalataim szerint a méréseknek csak a porcdegeneráció korai stádiumában van konzekvenciája, hiszen ilyenkor hozzájárulhatnak egy korai diagnózis felállításához, illetve preventív műtétek 62
indikációjának részét képezhetik. Fenti példámnál maradva, ha a laterlis oldal porckeménység mérése szöveti degenerációt mutat, akkor súlyos esetben a tengelykorrekciós osteotomia elvégzése nem indokolt, mert úgymond a lateralis ízületi oldal sem alkalmas az osteotomiából adódó fokozott terhelés elviselésére. Így a beteg panaszai nem szűnnének meg. Ily módon a porckeménység intraoperatív mérésével elkerülhető egy felesleges, megkésett korrekciós műtét elvégzése. Ez lehet a gyakorlati jelentősége ezeknek a méréseknek. Természetesen tisztában vagyok e műszerek rendkívül magas árával. Hiszen az általam használt gép is csak osztályom és munkahelyi vezetőm munkájának nemzetközi elismeréseként, referencia munkáért cserébe vált hozzáférhetővé és használhatóvá. A nemzetközi szakmai tendenciákat látva mégis ki kell jelenteni, hogy e mérőműszerek egyre szélesebb körben alkalmazottak, mérlegelve a beteg számára nyújtott előnyöket is. Mik ezek az előnyök? Ízületi porcbetegségek korai diagnózisa, így korábbi sebészi intervenció
lehetősége.
Közreműködés
műtéti
indikációkhoz,
porcregeneráló
készítmények hatékonyságának ellenőrzése, ízületi betegségek monitorizálása. S ami igen fontos, a dolgozatom első fejezeteiben ismertetett porcplasztikai eljárások eredményének intraoperatív értékelése, azaz hogy sikerült-e a sebészi eljárás során hialin értékű porcfelszínt létrehozni. A
napjainkban
kifejlesztett
arthroscopos,
indentációs
műszerek
segítségével
porckeménység szempontjából már feltérképezték a makroszkóposan ép, fiatal, elülső térdfájdalomról panaszkodó betegek ízületét (106,107). Azonban ezeknél a méréseknél nem vizsgálták a már esetlegesen jelenlévő szövettani degenerációs folyamatokat. Ezért vizsgálataim további célja az volt, hogy párhuzamos adatokat szolgáltassak ugyanazon standard térdízületi mérési helyek porckeménységéről és szövettani statusáról. Mivel mért,
konkrét
számadatokat
akartam
a
szövettani
degeneráció
mértékével
összehasonlítani, illetve közöttük összefüggést keresni, a szövettani degenerációt is számszerűsíteni
kellett.
Ezért
esett
választásom
a
Mankin-Shapiro-szerinti
pontrendszerre. Így már két számadat között kereshettem összefüggést. A MankinShapiro pontrendszer a glukozaminoglykan specifikus festést, a Safranin-O-t használja. Az ezzel a festődéssel való csökkenés mértékét pontozza III. alpontjában. Ez tulajdonképpen a glukozaminoglykan tartalom csökkenéséről tájékoztat az adott mintában. A biopsiákból készült metszeteken az átlagos Mankin-Shapiro pontszám 5 volt. Ez a legtöbb esetben úgy adódott, hogy az I. Szerkezet alpontban tárgyalt felszíni szabálytalanságokért, illetve ezek pannussal történő kombinálódásáért 1, illetve 2 pontot 63
kellett adni, vagy hasadások megjelenése esetén a metszeten 3 pontot. Ehhez kellett még hozzáadni a III. alpontban tárgyalt Safranin-O-val történő festődés mérsékelt csökkenéséből számított 2 pontot. Így kaphatott egy minta a Bristoli vagy Debreceni Egyetem értékelésében 5 pontot. Nagyon érdekes, hogy a határvonal csak 11 esetben volt károsodott az összesen 196 mintában. Figyelembe véve azt a tényt, hogy csak az Outerbridge osztályozás szerinti intact vagy I. és II. fokban károsodott porcszövetből vettem biopsiákat, egy nagyon érdekes következtetés vonható le. Mivel a biopsiák csak makroszkóposan korai degenerációs stádiumú szövetből származtak, s a MankinShapiro pontok többsége a Safranin-O-val történő festődés csökkenéséből származott, kijelenthető, hogy a korai degenerációs stádiumot szövettanilag ez az alpont írja le legjobban. Mit is jelent ez a festődés csökkenés? Mivel ez a festék a glukozaminoglykanokat festi meg, ennek az összetevőnek a csökkenését a vizsgált szövettani metszetekben, végső soron a biopsiás anyagban. Vagyis a korai degenerációs stádiumra a glukozaminoglykan tartalom csökkenése lenne jellemző vizsgálataim szerint. Ezt pedig már porcminták egzakt biokémia vizsgálataival igazolták (110). Szignifikáns, fordított összefüggést találtam az ízületi hialinporc keménysége és a porcdegeneráció szövettani stádiuma között a medialis és lateralis femur és tibia condylusokon. Ezzel bizonyítottam negyedik tézisemet is. Az összefüggést a determináltsági együtthatóval (r2) jellemeztem. Magyarázatra szorul, hogy miért ezt az együtthatót használtam az összefüggés jellemzésére. A detrmináltsági együttható kizárja egy harmadik tényező jelenlétét, amely együtt változtatja a két vizsgált paramétert, s így együttes változásuk nem egymás által determinált. Más szóval kizárja, hogy a porckeménység és a Mankin-Shapiro pontérték együtt változzon, de egymástól függetlenül, egy esetleges harmadik tényező által meghatározottan. Magyarázatra szorulnak a determináltsági együttható relatíve alacsony értékei. Ezt a koefficienst a Pearson-féle korrelációs együttható négyzeteként számoljuk ki. A korrelációs együttható értéke 0,75 fölött már nagyon szoros összefüggést jelez. Ezt négyzetre emelve kapjuk a determináltsági együtthatót. Ez az érték, jelen példánál maradva, kb. 0,5. Ez már nagyon szoros determináltsági értéket jelez. Ehhez viszonyítva az általam kapott 0,79–os determináltsági együttható a femur medialis condylusára igen magas értéket jelez. Tehát minél puhább volt az üvegporc, annál előrehaladottabb volt a Mankin-Shapiro-szerinti pontrendszerrel jellemzett szövettani degeneráció. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy intraoperatív porckeménység méréssel indirekt információt kaphatunk a mért szövet állapotáról, mégpedig a porckeménységben történő 64
változásként. A porckeménység csökkenése egy adott területen tehát- méréseim alapjánaz adott területet borító porcszövet degenerációját jelzi. Munkám további gyakorlati haszna, hogy a fenti, fordított összefüggés kimutatásával bebizonyítottam
az
ízületi
porckeménység
mérés
létjogosultságát
degenerált
porcfelszínek esetében is. Hiszen ilyenkor, intraoperatív körülmények között, indirekt módon kapunk információt a szövet elfajulásáról, a porckeménységben beálló és mérhető változásként. Ezek a vizsgálataim a hialinporc betegségeinek korábbi diagnosztizálást teszik lehetővé. Ez volt dolgozatom ötödik célja. A chondropathia korai diagnosztizálása hozzájárulhat a népbetegségnek számító arthrosis megelőzéséhez, illetve progressziójának csökkentéséhez. A preventív, tengelykorrekciós műtétek indikálásáról már volt szó. Jó példa az arthrosis megelőzésére a térdízület mikrostabilitásának elvesztése az elülső keresztszalag inveterált szakadása kapcsán. Ilyenkor időnként nehéz dolgunk van, az egyébként bonyolult és hosszú rehabilitációt igénylő szalagplasztika indikálásával. A betegnek ugyanis nincsen makroinstabilitása, csak bizonytalan térdfájdalmai. Közismert a mikroinstabilitás arthrosisban játszott szerepe (162). Csak erről a beteget is meg kell győzni, hogy elvégezhessük az ízületet stabilizáló műtétet. Ha ilyenkor lehetőségünk van arthroscopos porckeménység mérésre, akkor az elvégzett mérésekkel bizonyíthatjuk a porcfelszínek felpuhulását, azaz elfajulásukat. Így megerősítést nyer az ízületet stabilizáló műtét javallata is. A térdízületi chondropathiák korai és objektív diagnózisának nagy jelentősége van a napjainkban reneszánszukat élő, porcregeneráló gyógyszerek alkalmazásánál is. Mivel ezeknek a készítményeknek is lehetnek időnként igen súlyos mellékhatásaik (például hajhullás), nem mindegy, hogy mi alapján kezdtük el alkalmazni őket. Egy ilyen súlyos mellékhatás kapcsán, korábbi arthroscopia során porckeménység méréssel igazolt degeneráció objektív indikációt jelenthet porcregeneráló készítmények alkalmazására. Ez egyben védelmet is jelent a gyógyszert felíró orvos számára. Nagy értékre biztosított élsportolók műtétei kapcsán is nagy jelentősége van a gyors, intraoperatív diagnózisnak. Itt is fontos az esetleges ízületi betegségek monitorizálása. Porckeménység méréssel megítélhetővé válik, hogy az élsportoló a jövőben mennyire lesz terhelhető, illetve sérülékeny. Nyilvánvaló, ha műtét során a porc puhulását regisztráljuk, akkor szükséges az esetleges kiváltó okok kezelése is a hosszútávú siker 65
eléréséhez. A biztosítók munkája is könnyebbé válna a porckeménység mérés széleskörű elterjedésével. Hiszen ebben az esetben a biztosító kézbe kaphatná természetesen a beteg hozzájárulásával – az adott sportoló „ízületi térképét”. Ez alapján, objektív adatok segítségével lehetne mérlegelni a kockázatokat és előnyöket egy esetleges biztosítás kapcsán. Nem beszéltem még egy igen fontos területről. Ez pedig a különböző porcplasztikai eljárások eredményének monitorizálása. Azon az osztályon dolgozva, ahol feltalálták a Mozaikplasztikát és Magyarországon elsőként autolog chondrocyta transplantatiót végeztek, nem lehet kellően hangsúlyozni ennek a jelentőségét. Az autolog osteochondralis transplantatiót 1992-ben vezettük be a klinikai gyakorlatba. Ez porccsonthengerek átültetését jelenti a porcdefektus területébe, a térdízület kevésbé terhelő felszíneiből. A beavatkozás végeredménye egy kompozit porcfelszín, amely részben az átültetett hialinporc hengerekből és a köztük elhelyezkedő rostos porcból áll. A defectus hialinporccal való fedése, a különböző technikák eredményeként, 70 és akár 100 % között változhat. Ilyen betegeknél újabb sérülés kapcsán, illetve a panaszok változatlansága vagy recidivája esetén ismételt arthroscopos műtétre kényszerülünk. Ilyenkor rövid idő alatt, intraoperatív körülmények között kell eldönteni azt, hogy a beteg panaszainak hátterében állhat-e a porcplasztikai eljárás eredménytelensége. Vagyis, hogy sikerült-e a korábbi műtétnél hialin értékű új porcfelszínt létrehozni. Ekkor is segíthet az intraoperatív porckeménység mérés. Ismerve ugyanis az egészséges térdízület porcfelszíneinek keménységi térképét, ehhez hasonlítva megítélhető a plasztikázott felszín porcának minősége. Egy femur medialis condylusán történt porcplasztika esetén, ismerve az ezen a helyen található egészséges hialinporc keménységét (4,8 N), következtethetünk az új felszín minőségére. 2,6 N-t mérve biztos, hogy csak rostos porc képződött, ha viszont 4,6 N keménységet mérünk, biztosak lehetünk, hogy hialinporc képződött. Ez esetben az is megállapítható, hogy a beteg panaszainak hátterében nem a nem megfelelő minőségű porcfelszín áll. További okokat kell keresni a műtét során. Az utolog chondrocyta transplantatiós műtétekkel kapcsolatban megjegyzendő, hogy a Svédországban kidolgozott műtéti eljárás kezdeti utánkövetési időszakában is alkalmazták már a hialinporc keménységének mérését. S itt nemcsak a földrajzi közelség a magyarázat, mivel az általam is alkalmazott Artscan 1000 típusú porckeménység mérő finn gyártmány. A svéd sebészek már idejekorán felfedezték a 66
módszerben rejlő lehetőségeket. Az újonnan képződött porcfelszín minőségének bizonyítására a makroszkópos megjelenés, MRI utánvizsgálat és szövettani értékelés mellett a porc keménységének mérését is felhasználták (25). Összefoglalva az ízületi hialinporc keménységének intraoperatív mérése hozzájárul a népbetegségnek számító arthrosis megelőzéséhez vagy progressziójának lassításához preventív
műtétek
indikációjának
részeként,
porcregeneráló
készítmények
alkalmazásának alátámasztásával, illetve az ízület állapotának monitorizálásával.
67
8. IRODALOMJEGYZÉK
1. Acheson RM, Collart AB.: New Haven survey of joint diseases. XVII: Relationship between some systemic characteristics and osteoarthrosis in a general population. Ann Rheum Dis 34, 379-387, 1975 2. Acheson RM.: Epidemiology and the arthritis. Ann Rheum Dis 41, 325-334. 1982 3. Aichroth P, Burwell RG, Laurence M.: An experimental study of osteoarticular grafts to replace articular surfaces. J Bone Joint Surg 53-B: 554-561, 1971 4. Altman RD, Tenenbaum J, Latta L, Riskin W, Blanco LN, Howell DS.: Biomechanical and biochemical properties of dog cartilage in experimentally induced osteoarthritis. Ann Rheum Dis; 43: 83-90, 1984 5. Anderson J, Felson D.: Factors associated with osteoarthritis of the knee in the Hanes I Survey: Evidence for an association with overweight, race and physical demands of work. Am J Epidemiol 128, 179-189, 1988 6. Armstrong CG, Mow VC.: Variations in the intrinsic mechanical properties of human articular cartilage with age, degeneration and water content. J Bone Joint Surg 64A: 88-97, 1982 7. Arokoski J, Jurvelin J, Kiviranta I, Tammi M, Helminen HJ.: Softening of the lateral condyle articular cartilage in the canine knee joint after long distance (up to 40 km/day) running training lasting one year. Int J Sports Med 15: 254-260, 1994 8. Askew MJ, Mow VC.: The biomechanical function of the collagen fibril ultrastructure of articular cartilage. J Biomech Eng 100: 105-115, 1978 9. Athanasiou KA, Rosenwasser MP, Buckwalter JA, Malinin TI, Mow VC.: Interspecies comparisons of in situ intrinsic mechanical properties of distal femoral cartilage. J Orthop Res 9: 330-340, 1991 10. Avogaro P., Crepaldi G.: Plurimetabolic syndrome. Acta Diabet Lat 4: 572-580, 1967
68
11. Bader DL, Kempson GE.: The short-term compressive properties of adult human articular cartilage. Bio-Med Mater Eng 4: 245-256, 1994 12. Bakay A, Csönge L, Papp G, Fekete L.: Térdízületi porckárosodások műtéti kezelése osteochondralis allografttal. Magyar Traumat Ortop 39: 227-234, 1996 13. Baldeweg S.E., Golay A., Natali A.: Insulin resistance, lipid and fatty acid concentrations in 867 healthy Europeans. Eur J Clin Invest 30: 45-52, 2000 14. Barber F: Preliminary results Arthroscopy 11: 537-542, 1995
of
an
absorbable
interference
screw.
15. Baumgartner MR, Cannon WD, Vittori JM: Arthroscopic debridement of the osteoarthritic knee. Clin Orthop 253: 197-205, 1990 16. Beaver RJ, Mahomed M, Backstein D, Davis A, Zukor D, Gross AE: Fresh osteochondral allografts for post-traumatic defects in the knee. A survivorship analysis. J Bone Joint Surg 74-B: 105-118, 1992 17. Biró G.: First Hungarian representative nutrition survey (1985-1988) vol. 2. Budapest. 18. Biró G, Antal M, Zajkás G.: Nutrition survey of the Hungarian population in a randomized trial between 1992-1994. Eur J Clin Nutr 50: 201-208, 1996 19. Björntorp P.: Obesity. Lancet 350: 423-426, 1997 20. Björntorp P.: Portal adipose tissue as a generator of risk factors for cardiovascular disease and diabetes. Arteriosclerosis 10: 493-496, 1990 21. Björntorp P.: Visceral obesity: A civilization syndrome. Obesity Res 1: 206-222, 1993 22. Bobic V.: Arthroscopic osteochondral autogenous graft transplantation in anterior cruciate reconstruction: A preliminary report. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 3: 262-269, 1996
69
23. Bonassar LJ, Frank EH, Murray JC.: Changes in cartilage composition and physical properties due to stromelysin degradation. Arthritis Rheum 38: 173183, 1995 24. Böstman, O.: Current concept review. Absorbable implants for the fixation of fractures J Bone Joint Surg73-A: 148-157, 1991 25. Brittberg M, Lindahl A, Nilsson A.: Treatment of deep cartilage defects in the knee with autologous chondrocyte transplantations N Engl J Med 331 (14) 889-897, 1994 26. Bruns J, Kersten P, Lierse W, Silberman M.: Autologous rib perichondrial grafts in experimentally induced osteochondral lesions in the sheep-knee joint: morphological results. Virchows Arch A Pathol Anat Histopathol 421: 1-9, 1992 27. Campanacci M, Cervellati C, Dontiti U.: Autogenous patella as replacement for a resected femoral or tibial condyle. A report of 19 cases. J Bone Joint Surg 67B: 557-566, 1985 28. Campbell CJ.: The healing of cartilage defects Clin Orthop 64: 45-57, 1969 29. Camus JP.: Goutte, diabetes, hyperlipemie: un trisyndrome metabolique. Rev Rheum 33: 10-14, 1966 30. Carney SL, Billingham MEJ, Muir H, Sandy JD.: Demonstration of of increased proteoglycan turnover in cartilage explants from dogs with experimental osteoarthritis. J Orthop Res 2: 201-206, 1984. 31. Chesterman PJ, SmithA U.: Homotransplantation of articular cartilage and isolated chondrocytes J Bone Joint Surg 50-B: 184-192, 1968 32. Cohen B, Gardner TR, Ateshian GA.: The influence of transverse isotrophy on cartilage indentation behaviour. A study of the human humeral head. Trans Orthop Res Soc 18: 185-199, 1993. 33. Convery FR, Meyers MH, Akeson WH.: Fresh osteochondral allografting of the femoral condyle Clin Orthop 273: 139-147, 1991
70
34. Coutts RD, Woo SL, Amiel D, von Schroeder HP, Kwan MK.: Rib perichondrial autografts in full-thickness articular cartilage defects in rabbits Clin Orthop 275: 263-275, 1992 35. Czitrom AA, Keating S, Gross AE.: The viability of articular cartilage in fresh osteochondral allografts after clinical transplantation J Bone Joint Surg 72-A: 574-588, 1970 36. Dashefsky JH.: Arthroscopic measurement of chondromalacia of patella cartilage using a microminiature pressure transducer. Arthroscopy 3: 80-85, 1987. 37. DeFronzo RA.: The triumvirate : béta-cell, muscle, liver a collusion responsible for NIDDM. Diabetes 37: 644-667, 1988 38. Denko CW, Boja B, Moskowitz RW.: Serum levels of insulin and insulinlikegrowth factor (IGF-1) in osteoarthritis (OA) abstr. Arthritis Rheum suppl 4, 30: 132, 1987 39. Dequeker J, Goris P, Uytterhoeven R.: Osteoporosis and osteoarthritis (osteoarthrosis). JAMA 249: 1448-1451, 1983 40. Dougados M, Ayral X, Listrat V, Gueguen A, Bahuaud J, Beaufils B.: The SFA system for assessing articular cartilage lesions at arthroscopy of the knee. Arthroscopy 10: 69-77, 1994 41. Edmonson AS, Crenshaw AH.: Campbell’s Operative Orthopaedics I-II. Mosby Co. 1980 42. Engkvist O.: Reconstruction of patellar articular cartilage with free autologous perichondrial grafts: an experimental study in dogs Scand J Plast Reconstr Surg 13: 361-367, 1979 43. Eriksson J., Taimela S., Koivisto VA.: Exercise and the metabolic syndrome. Diabet 40: 125-135 1997
71
44. Fabbricciani C, Schiavone Panni A, Delcogliano A.: Osteochondral autograft in the treatment of osteochondritis dissecans of the knee. AOSSM Annual Meeting, Orlando, FL 1991 45. Farkas T.: Az ízületi porc sérülésének szerepe a posttraumás arthrosis kialakulásában Kandidátusi értekezés Budapest 1976 46. Farkas T, Bihari-Varga M, Bíró T.: Thermoanalytical and histological study of intraarticular papain induced degradation and repair of rabbit cartilage. I. Immature animals. Ann Rheum Dis 33: 385-392, 1978 47. Felson DT, Anderson JJ, Naimark A.: Obesity and knee osteoarthritis: The Framingham Study. Ann Intern Med 109: 18-24, 1988 48. Ferrannini E, Buzzigoli G, Bonadonna R.: Insulin resistance in essential hypertension. N Engl J Med 317: 350-357, 1987 49. Ficat RP, Philippe J, Hungerford DS.: Chondromalacia patellae: a system of classification. Clin Orthop144: 55-62, 1979 50. Forgács S.: Bones and Joints in Diabetes mellitus. M. Nijhoff és Akadémiai Kiadó 1985 51. Frank EH, Grodzinsky AJ.: Cartilage electromechanics-I. Elektrokinetic transduction and the effects of electrolyte pH and ionic strength. J Biomech 20: 615-627, 1987 52. Freeman MAR, Meachim G.: Aging and degeneration. In: Adult Articular Cartilage. Ed. By MAR Freeman. Kent, Pitman Medical. Pp. 487-544, 1979 53. Friedlaender GE, Horowitz MC.: Immune responses to osteochondral allografts:nature and significance Orthopedics 15:1171-1185, 1992 54. Froimson MI, Ratcliffe A, Gardner TR, Mow VC.: Differences in patellofemoral joint cartilage material prop- erties and their significance to the etiology of cartilage surface fibrillation. Osteoarthritis Cart 5: 377-386. 1997
72
55. Fujioka S, Matsuzawa Y, Takonaga K.: Treatment of visceral obesity. Int J Obesity 6: 56-65, 1991 56. Galloway MT, Noyes FR.: Cystic degeneration of the patella after arthroscopic chondroplasty and subchondral bone perforation. Arthroscopy 8: 366-372, 1992 57. Garrett JC.: Treatment of osteochondritis dissecans of the distal femur with fresh osteochondral allografts: a preliminary report. Arthroscopy 2: 222-229, 1986 58. Ghadially FN, Thomas J, Oryschak AF, Lalonde JM.: Long term results of superficial defects in articular cartilage: a scanning electronmicroscopy study J Path 121: 213-219, 1977 59. Gluer C-C, Blake G, Lu Y, Blunt BA, Jergans M, Genant HK.: Accurate assessment of precision errors: How to measure the reproducibility of bone densitometry techniques. Osteoporosis Int 5: 262-270, 1995. 60. Grande DA, Southerland SS, Manji R.: Repair of articular cartilage defects using mesenchymal stem cells. Tiss Eng 1 (4): 345-351, 1995 61. Green WT.: Articular cartilage repair: behavior of rabbit chondrocytes during tissue culture and subsequent allografting. Clin Orthop 124: 237-244, 1977 62. Gross AE Silverstein EA, Falk J.: The allotransplantation of partial joints on the treatment of osteochondritis the knee. Clin Orthop 108: 7-15, 1975 63. Halmy L.: Konszenzus konferencia az elhízásról. Panorama Kiadó 1998 64. Hangody L.: A térdízületi kondropátiák sebészi kezelése I-II. értekezés 1994
Kandidátusi
65. Hangody L, Füles P.: Autologous osteochondral Mosaicplasty for the treatment of full-thickness defects of weight-bearing joints. Ten years of experimental and clinical experience. J Bone Joint Surg 85-A Supplement 2: 25-33, 2002 66. Hangody L, Kárpáti Z.: Súlyos, körülírt térdízületi porckárosodások sebészi kezelésének új lehetősége Magyar Traumat Ortop 37: 237-245, 1994
73
67. Hangody L, Kárpáti Z, Tóth J.: Oszteokondrális autograftátültetés térdízület terhelő felszínén és patellofemorális ízületben kutyákon Sportorvosi Szemle 35:117-122, 1994 68. Hangody L, Kárpáti Z, Szerb I.: Osteochondral autograft implantation in the treatment of knee chondropathy 1. díjas poszter az ESSKA 6. Kongresszusán, Berlin 1994 69. Harkness RD.: Mechanical properties of collagenous tissues. Biology of Collagen. Ed. By BS Gould London, Raven Press Pp 247-301, 1968 70. Harris ED Jr, Parker HG, Radin EL, Krane SM.: Effects of proteolytic enzymes on structural and mechanical properties of cartilage. Arthritis Rheum 15: 497503, 1972 71. Hartz AJ, Fischer ME, Bril G.: The association of obesity with joint pain and osteoarthritis in the HANES data. J Chronic Dis 39: 311-319, 1986 72. Hidvégi T., Hetyési K., Bíró L.: Metabolicus syndroma szűrésének tapasztalatai Győr városában és vonzáskörzetében. Diab Hung 9: 222-232, 2001 73. Homminga GN, Bulstra SK, Bouwmeester PS, M.-Van der Linden AL.: Perichondrial grafting for cartilage lesions of the knee. J Bone Joint Surg 72B: 1003-1011, 1990 74. Hunter W.: On the structure and diseases of articulating cartilage. Philos Trans R Soc Lond 42b: 514-519, 1743 75. Hvid J, Andersen LL.: Perichondrial autograft in traumatic chondromalacia patellae:report of a case. Acta Orthop Scand 52: 91-97, 1981 76. ICRS.: The cartilage standard evaluation form/knee. ICRS Newsletter, Issue 1 (Spring): 5-8, 1998 77. Insall JN.: Intraarticular surgery for degenerative arthritis of the knee: a report of the work of the late K. H. Pridie J Bone Joint Surg 49-B: 211-221, 1967
74
78. Insall JN.: The Pridie debridement operation for osteoarthritis of the knee Orthop 101: 61-67, 1974
Clin
79. Insall J, Falvo KA, Wise DW. Chondromalacia patellae. A prospective study. J Bone Joint Surg 58-A: 1-8, 1976 80. Jackson RW, Marans HJ, Silver RS.: Arthroscopic treatment of degenerative arthritis of the knee J Bone Joint Surg 70-B: 332-341, 1988 81. Johnson LL.: Arthroscopic abrasion arthroplasty historical and pathologic perspective; present status Arthroscopy 2: 54-57, 1986 82. Julius S.: Sympathetic hyperactivity and coronary risk in hypertension. Hypertension 21: 886-893, 1993 83. Jurvelin J, Kiviranta I, Tammi M, Helminen HJ.: Softening of canine articular cartilage after immobilization of the knee joint. Clin Orthop Rel Res 207: 246253, 1986 84. Jurvelin J, Kiviranta I, Arokoski J, Tammi M, Helminen HJ.: Indentation study of the biochemical properties of articular cartilage in the canine knee. Eng Med 16: 15-22, 1987 85. Jurvelin JS, Jurvelin JA, Kiviranta I, Klauser RJ.: Effects of different irrigation liquids and times on articular cartilage: an experimental, biomechanical study. Arthroscopy 10: 667-672, 1994 86. Jurvelin J, Saamanen AM, Arokoski J, Helminen HJ, Kiviranta I, Tammi M.: Biomechanical properties of the canine knee articular cartilage as related to matrix proteoglycans and collagen. Eng Med 17: 157- 162. 1988 87. Kaplan NM.: Deadly quartet. Upper body obesity, glucose intolerance, hyperlipidaemia and hypertension. Arch Intern Med 149: 1514-1520, 1989 88. Kelley DE, Mandarino L.J.: Fuel selection in human skeletal muscle in insulin resistance: A reexamination. Diabetes 49: 677-683, 2000
75
89. Kellgren JH, Lawrence JS.: Osteo-arthrosis and disk degeneration in an urban population. Ann Rheum Dis 17: 388-97, 1958 90. Kempson GE, Muir H, Swanson SAV, Freeman MAR: Correlation between stiffness and chemical constituents of cartilage on the human femoral head. Biochem Biophys Acta 297: 70-77, 1970 91. Kempson GE, Muir H, Pollard C, Tuke M.: The tensile properties of the cartilage of human femoral condyles related to the content of collagen and glycosaminoglycans. Biochem Biophys Acta 297: 456-472, 1973. 92. Kempson GE, Freeman MA, Swanson SA.: The determination of a creep modulus for articular cartilage from indentation tests of the human femoral head. J Biomech 4: 239-250, 1971 93. Kempson GE, Muir H, Swanson SA, Freeman MAR: Correlations between stiffness and the chemical constituents of cartilage on the human femoral head. Biochem Biophys Acta 215: 70-77, 1970 94. Kempson GE, Spivey CJ, Swanson SA, Freeman MAR: Patterns of cartilage stiffness on normal and degenerate human femoral heads. J Biomech 4: 597-609, 1971 95. Kim YJ, Bonassar LJ, Grodzinsky AJ.: The role of cartilage streaming potential, fluid flow and pressure in the stimulation of chondrocyte biosynthesis during dynamic compression. J. Biomech 28: 1055-1066, 1995 96. Kiss I.: A femoropatellaris ízület degeneratív elváltozásai és a betegség műtéti kezelése Kandidátusi értekezés Debrecen 1984 97. Kolterman OG, Insel J, Saekow M.: Mechanisms of insulin resistance in human obesity: evidence for receptor and postreceptor defects. J Clin Invest 65: 12721284, 1980 98. Laasanen MS, Töyras J, Vasara AI, Hyttinen MM, Saarakkala S, Hirvonen J, Jurvelin JS, Kiviranta I.: Mechano-acustic diagnosis of cartilage degeneration and repair J Bone Joint Surg 85-A Supplement 2: 78-85, 2002
76
99. Lane JM, Chisena E, Black J.: Experimental knee instability: early mechanical property changes in articular cartilage in a rabbit model. Clin Orthop 140: 262265, 1979 100. Lawrence JS.: Generalized osteoarthrosis in a population sample. Am J Epidemiol 90: 381-389, 1969 101. Lawrence JS.: Hypertension in relation to musculoskeletal disorders. Ann Rheum Dis 34: 451-456, 1975 102. Le Roith D, Zick Y.: Recent advances in our understanding of insulin action and insulin resistance. Diabetes Care 24: 588-597, 2001 103.
Lexer, E.: Joint transplantation and arthroplasty
Surg Gynecol Obstet
40: 782-791, 1925 104. Lexer, E.: Substitution of whole or half joints from freshly amputated extremities by free-plastic operation Surg Gynecol Obstet 6: 601-612, 1908 105. Lindholm, T., S.-Osterman, K.-Kinnunen, P.-Lindholm, T.,C.-Osterman, H., K.: Reconstruction of the joint surface using osteochondral fragments Scand J Rheumatol (Suppl. ) 44: 5, 1982 106. Lyyra T.: Development, validation and clinical application of indentation technique for arthroscopic measurement of cartilage stiffness. Ph. D. Thesis, University of Kuopio, Finland. Pp. 1-99, 1998 107. Lyyra T, Kiviranta I, Vaatainen U, Helminen HJ, Jurvelin JS.: In vivo characterization of indentation stiffness of articular cartilage in the normal human knee. J Biomed Mater Res 48: 482-487, 1999 108. Magnuson PB.: Technique of debridement of the knee joint for arthritis Surg Clin North Am 26: 249-257, 1946 109. Manicourt DH, Thonar EJ, Pita JC, Howell DS.: Changes in the sedimentation profile of proteoglycan aggregates in early experimental canine osteoarthritis. Connect Tissue Res 23: 33-50, 1989
77
110. Mankin HJ, Dorfman H, Lippiello L, ZarinsA.: Biochemical and metabolic abnormalities in articular cartilage from osteoarthritic human hips. II. Correlation of morphology with biochemical and metabolic data. J Bone Joint Surg 53-A: 523-537, 1971 111. Marco F, Leon C, Lopez-Oliva F, Perez AJ, Sanchez-Barba A.: Intact articular cartilage cryopreservation. In vivo evaluation Clin Orthop 283: 11, 1992 112. Marmor L.: Surgery of the rheumatoid knee: synovectomy and debridement. J Bone Joint Surg 55-A: 535-542, 1973 113. Maroudas A.: Balance between swelling pressure and collagen tension in normal and degenerated cartilage. Nature 260: 808-809, 1976. 114. Matsusue Y, Yamamuro T, Oka M.: In vitro and in vivo studies on bioabsorbable ultra-high-strenth poly(L-lactide) rods J Biomed Mater Res 26: 1553-1561, 1992 115. McDewitt CA, Muir H.: Biochemical changes in the cartilage of the knee in experimental and natural osteoarthritis in the dog. J Bone Joint Surg 58-B: 94101, 1976 116. McGinty JB.: Operative Arthroscopy 1991
New York, NY: Raven Press;
117. McPherson RW, Damson E, Lhenen F, Schachar NS, McGann LE, Shrive NG.: Experimental validation of a minimally invasive articular cartilage biomechanical testing device. Transact Orthop Res Soc 20: 299-307, 1995 118. Meachim G, Bentley G.: Horizontal splitting in patellar articular cartilage. Arthritis Rheum 21: 669-674, 1978 119. Meachim G, Sheffield SR.: Surface ultrastructure of mature adult human articular cartilage. J Bone Joint Surg 51-B: 529-539, 1969
78
120. Messier SP, Gutenkunst DJ, Davis C, DeVita P.: Weight loss reduces knee-joint loads in overweight and obese older adults with knee osteoarthritis. Arthritis Rheum 52: 2026-2032, 2005 121. Messner K, Gillquist.: Synthetic implants for the repair of osteochondral defects of the medial femoral condyle: a biomechanical and histological evaluation in the rabbit knee. Biomaterials 14: 513-521, 1993 122. Minns RJ, Muckle DS.: Mechanical and histological response of carbon fibre pads implanted in the rabbit patella Biomaterials 10: 273-279, 1989 123. Mizrahi J, Maroudas A, Lanir Y, Ziv I, Webber TJ.: The „instantaneous” deformation of cartilage : effect of collagen fiber orientation and osmotic stress. Biorheology 23: 311-330, 1986 124. Mow VC, Setton L.: Mechanical properties of normal and osteoarthritic articular cartilage. In: Osteoarthritis. Ed. By KD Brandt, M Doherty and LS Lohmander. Oxford University Press. Pp. 108-122, 1998 125. Mow VC, Holmes MH, Lai WM.: Fluid transport and mechanical properties of articular cartilage: a review. J Biomech 17: 377-394, 1984 126. Mow VC, Ratcliffe A, Rosenwasser MP, Buckwalter JA.: Experimental studies on repair of large osteochondral defects at a high weight bearing area of the knee joint: a tissue engineering study. J Biomech Eng 113: 198-207, 1991 127. Muckle DS, Minns RJ.: Biological response to woven carbon fibre pads in the knee J Bone Joint Surg 82-B: 60-67, 1990 128. Myers SL, Dines K, Brandt DA, Brandt KD, Albrecht ME.: Experimental assessment by high frequency ultrasound of articular cartilage thickness and osteoarthritic changes. J Rheumatol 22: 109-116, 1995 129. Niederauer GG, Niederauer GM, Cullen LC Jr, Athanasiou KA, Thomas JB, Niederauer MQ.: Correlation of cartilage stiffness to thickness and level of degeneration using handheld indentation probe. Ann Biomed Eng 32: 352-359, 2004
79
130. Niedermann B, Boe S, Lauritzen J, Rubak JM.: Glued periosteal grafts in the knee Acta Orthop Scand 56: 457-462, 1985 131. Noyes FR, Stabler CL.: A system for grading articular cartilage lesions at arthroscopy. Am J Sports Med 17: 505-513, 1989 132. O’Driscoll SW.: Articular cartilage regeneration using periosteum. Clin Orthop 65(367 Suppl): 186-203, 1999 133. Ostergaard K, Andersen CB, Petersen J, Bendtzen K, Salter DM.: Validity of histopathological grading of articular cartilage from osteoarthritic knee joints. Ann Rheum Dis 58: 208-213, 1999 134.
Ostergaard K, Petersen J, Andersen CB, Bendtzen K, Salter DM.:
Histologic/histochemical grading system for osteoarthritic articular cartilage: reproducibility and validity. Arthritis Rheum 40: 1766-1771, 1997 135. Outerbridge RE.: The etiology of chondromalacia patellae. J Bone Joint Surg 43-B: 752-757, 1961 136. Pados Gy.: A metabolicus Továbbképző Szemle 8: 81-87, 2003
syndroma
klinikuma.
Háziorvosi
137. Peterson L, Brittberg M.: Autologous Chondrocyte Transplantation: Biomechanics and Long-Term Durability. Am J Sports Med 30 (1): 2-12, 2002 138. Peyron, JG.: The epidemiology of osteo-arthritis. In: Moskowitz RW, Howell DS, Goldberg VM.: Osteoarthritis: Diagnosis and Management. Philadelphia: WB Saunders. Pp. 9-27, 1984 139. Peyron, JG.: Epidemiologic and etiologic approach of osteoarthritis. Semin Arthritis Rheum 8: 288-306, 1979 140. Pridie KH.: A method of resurfacing osteoarthritic knee joint Joint Surg 41-B: 618-627, 1959
80
J Bone
141. Radin EL, Martin RB, Burr DB, Caterson B, Boyd RD, Goodwin C.: Effects of mechanical loading on the tissue of rabbit knee. J Orthop Res 2: 221234, 1984 142. Reaven GM.: The role of insulin resistance in human disease. Diabet 37: 1595-1607, 1988 143. Ritsila VA, Santavirts S, Alhopuro S.: Periosteal and perichondrial grafting in reconstructive surgery Clin Orthop 302: 259-267, 1994 144. Rocchini A, Key J., Bondie D.: The effect of weight loss on the sensitivity of blood pressure to sodium in obese adolescents. N Engl J Med 321: 580-585, 1989 145. Rubak JM, Poussa M, Ritsila V.: Chondrogenesis in repair of articular cartilage defects by free periosteal grafts in rabbits Acta Orthop. 53: 181, 1982 146. Sachs JR, Grodzinsky AJ.: Electromechanical spectroscopy of cartilage using a surface probe with applied mechanical displacement. J Biomech 28: 963-976, 1995 147. Sah RL, Yang AS, Chen AC, Hant JJ, Halili RB, Yoshioka M.: Physical properties of rabbit articular cartilage after transection of the anterior cruciate ligament. J Orthop Res 15: 197-203 1997 148. Salter RB, et al.: The biological effect of continuous passive motion on the healing of full thickness defects in articular cartilage: an experimental investigation in the rabbit J Bone Joint Surg 62-A: 1232-1241, 1980 149. Saltiel A.R.: The molecular and physiological basis of insulin resistance: emerging implications for metabolic and cardiovascular diseases. J Clin Invest 106: 163-164, 2000 150. Setton LA, Elliott DM, Mow VC.: Altered mechanics of cartilage with osteoarthritis: human osteoarthritis and an experimental model of joint degeneration. Osteoarthritis Cart 7: 2-14, 1999
81
151. Setton LA, Mow VC, Howell DS.: Mechanical behavior of articular cartilage in shear is altered by transection of the anterior cruciate ligament. J Orthop Res 13: 473-482, 1995 152. Shulman GI.: Cellular mechanisms of insulin resistance. J Clin Invest 106: 171-176, 2000 153. Speer KP, Warren RF.: Arthroscopic shoulder stabilization. A role for biodegradable materials. Clin Orthop 291: 67-72, 1993 154. Spilker RL, Suh J-K, Mow VC.: A finite element analysis of the indentation stress relaxation response of linear biphasic articular cartilage. J Biomech Eng 114: 191-201, 1992. 155. Steadman JR, Rodkey WG.: The microfracture technic in the management of complete cartilage defects in the knee joint. Orthopade 28: 2632, 1999. 156. Stone KR, Wagenblach A.: Surgical technique and results for articular transplantation to traumatic and arthritic defects in the knee joint AAOS Annual Congress: San Francisco, CA, 1997 157. Swann AC, Seedhom BB.: The stiffness of normal articular cartilage and the predominant acting stress levels: implications for the aetiology of osteoarthrosis. Br J Rheumatol 32: 16-25, 1993 158. Tkaczuk H, Norrbom H, Werelind H.: A cartilage elastometer for use in the living subject. J Med Eng Technol 6: 104-107, 1982 159. Tuck M., Sowers J., Dornfield L.: The effect of weight reduction on blood pressure plasma renin activity and plasma aldosterone level in obese patients. N Engl J Med 304: 930-933, 1981 160. Van der Sluijs JA, Geesink RG, van der Linden AJ, Bulstra SK, Kuyer R, Drukker J.: The reliability of the Mankin score for osteoarthritis. J Orthop Res10: 58-61, 1992
82
161. Van Saase JLCM, Vandenbroucke JP, van Romunde LKJ, Valkenburg HA.: Osteoarthritis and obesity in the general population: A relationship for an explanation. J Rheumatol 15: 1152-1158, 1988 162. Vasara AI, Jurvelin JS, Peterson L, Kiviranta I.: Arthroscopic cartilage indentation and cartilage lesions of anterior cruciate ligament-deficient knees. Am J Sports Med 33: 408-414, 2005 163. Vitaliano PP., Scanlan JM., Zhang J.: A path model of chronic stress, the metabolic syndrome and coronary heart disease. Psychosom Med 64: 418-435, 2002 164. Welborn TA., Breckenridge A., Rubinstein AH.: Serum insulin in essential hypertension and in peripheral vascular disease. Lancet 1: 136-137, 1966 165. Wendelboe AM, Hegmann KT, Biggs JJ, Cox CM.: Relationships between body mass indices and surgical replacements of knee and hip joints. Am J Prev Med 4: 290-295, 2003 166. Weiss C, Rosenberg L, Helfet AJ.: An ultrastructural study of normal young adult human articular cartilage. J Bone Joint Surg 50-A: 663-674, 1968 167. Whipple TL, Caspari R8, Meyers JF.: Arthroscopic laser meniscectomy in a gas medium. Arthroscopy 1: 2-7, 1985 168. WHO: Definition, diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complications. Part 1: Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Report of a WHO Consultation. 1999. 169. WHO Expert Committee on physical status. The use and interpretation of anthropometry: Report of a WHO Expert Committee. Geneva, Switzerland: WHO Technical Report Series 854. 1995 170. Winkler G, Salamon F, Harmos G.: Elevated serum tumor necrosis factor-alpha concentrations and bioactivity in type 2 diabetics and patients with android type obesity. Diab Res Clin Pract 42: 169-174, 1998
83
171. Yamashita F, Sakakida K, Suzu F, Takai S.: The transplantation of an autogenic osteochondral fragment for osteochondritis dissecans of the knee Clin Orthop 201: 43-49, 1985 172. Yao JQ, Seedhom BB.: Mechanical conditioning of articular cartilage to prevalent stress. Br J Rheumatol 32: 956-965, 1993 173. Youn I, Fu F, Suh J-K.: Determination of the mechanical properties of articular cartilage using a high frequency ultrasonic indentation technique. Transact Orthop Res Soc 24: 107-109, 1999
84
9. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS
Őszinte hálával tartozom munkahelyi vezetőmnek dr. Hangody László professzor úrnak, aki tanácsaival mindvégig irányította és segítette munkámat. Köszönetet mondok témavezetőmnek, dr. Antal Magda főorvos asszonynak, aki a disszertáció elkészítésében komoly segítséget nyújtott. Őszinte szeretettel gondolok első munkahelyi főnökömre dr. Sükösd László főorvos úrra, akitől megtanultam szeretni a tudományos munkát. Köszönetet mondok mindazoknak az orvos kollégáknak, nem-orvos kollégáknak, nővéreknek,
gyógytornászoknak,
akik
közvetve
vagy
közvetlenül
segítették
disszertációm létrehozását Szüleim, gyermekem, feleségem nyugodt családi hátteret biztosító szeretete, támogatása és türelme nélkül az értekezés nem készülhetett volna el.
85
