Abstract
Vakavat painehaavat ja syvät kudosvammat liittyvät korkeampaan kuolleisuuteen, pidempään sairaalassaoloon ja kalliiseen hoitoon. Aika on kriittinen tekijä yleisesti käytetyissä toimenpiteissä (esim. paineen uudelleenjako pyörätuolin käyttäjille ja potilaiden kääntymisaikataulut) painehaavojen ja syvien kudosvammojen ehkäisemiseksi.
Yllättävää kyllä, tietoa painehaavojen ja erityisesti syvien kudosvammojen puhkeamisen ajankohdasta on niukasti. Painehaavojen ja syvien kudosvammojen kehittymisen aikataulun luomiseksi hankittiin ja tarkasteltiin saatavilla olevaa näyttöä seuraavista tutkimustyypeistä: 1) tutkimukset, joissa oli mukana potilaita, joille oli tehty leikkauksia, joiden kesto oli tiedossa, ja joille myöhemmin kehittyi vakava painehaava, johon liittyi ihonalaisen kudoksen vaurioita tai syviä kudosvaurioita; 2) eläinkokeet, joissa nukutettujen eläinten pehmytkudoksiin kohdistettiin kuormituksia ja kudosten elinkelpoisuutta seurattiin reaaliaikaisesti tai histologian avulla eutanasiaa seuraten; ja 3) soluviljelmien ja kudosrakenteiden in vitro -mallit. Näistä kolmesta mallista saadut havainnot osoittavat, että painehaavoja syntyy ihonalaisissa kudoksissa luisten ulkonemien alla hyvin todennäköisesti ensimmäisen tunnin ja 4-6 tunnin kuluttua pitkäaikaisesta kuormituksesta. Tutkimuksia, joissa näitä aikavälejä tutkittaisiin istuvilla potilailla, ei kuitenkaan ole saatavilla. Tarvitaan lisää perustutkimusta, jossa käytetään eläin- ja soluviljelymalleja, jotta tätä vaihteluväliä voidaan kaventaa entisestään ja korreloida aikatekijä kudosvaurion laajuuteen.
Vaikka aika on kriittinen tekijä toimenpiteissä, joita toteutetaan (esim. paineen uudelleenjako pyörätuolia käyttäville ja potilaiden kääntymisaikataulut) painehaavojen esiintyvyyden minimoimiseksi, kirjallisuudessa olevat tiedot eivät ole läheskään lopullisia. Euroopan painehaavoja käsittelevän neuvoa-antavan lautakunnan (EPUAP, European Pressure Ulcer Advisory Panel) nykyisten ennaltaehkäisyohjeiden (www.epuap.org) mukaan ”kykeneviä henkilöitä tulisi opettaa jakamaan painoa uudelleen 15 minuutin välein”, mutta tätä rajoittaa huomautus, jonka mukaan tämä suositus perustuu asiantuntijalausuntoihin ja vain harvoihin kliinisiin havaintoihin. Tämä on vain yksi esimerkki siitä, että asentoon liittyviä turvallisia/epävarmoja aikoja koskevia tietoja on yleisesti ottaen niukasti. Tietoa on niukasti PU:n puhkeamisen ja erityisesti syvän kudosvaurion (DTI) puhkeamisen aikajänteestä, tilasta, joka asettaa potilaat suureen sepsiksen, munuaisten vajaatoiminnan ja elinjärjestelmän vajaatoiminnan riskiin.
PU:n puhkeamisen aikajänteen luomiseksi tehtiin kirjallisuuskatsaus saatavilla olevasta julkaistusta tiedosta, joka koski ihonalaisen kudosvaurion puhkeamiseen kulunutta aikaa ja erityisesti DTI:tä, koska paineen aiheuttaman vauriokohteen on raportoitu puhkeavan lihaskudoksessa nopeammin ja nopeammassa tahdissa kuin rasvakudoksessa tai ihossa.1,2,2 Yhdysvaltain kansallinen painehaavoja käsittelevä neuvoa-antava lautakunta (National Pressure Ulcer Advisory Panel, NPUAP) lisäsi vuonna 2007 uuden PU-luokan – ”epäilty DTI” – näiden muutosten hyväksymiseksi. Lisäksi kliinisissä ja perustutkimusyhteisöissä on alettu yhä enemmän hyväksyä, että PU:t alkavat hyvin todennäköisesti syvän kudoksen vaurioina; näin ollen PU:n määritelmää olisi luultavasti parannettava, jotta se heijastaisi tätä käsitystä.3
Näyttöä PU:n puhkeamisen ajankohdasta on saatavilla kolmenlaisten tutkimusten tuloksena: 1) tutkimukset, joihin osallistui potilaita, joille tehtiin leikkauksia, joiden kesto oli tiedossa, ja joille myöhemmin kehittyi vakava PU, johon liittyi ihonalainen kudosvaurio tai DTI; 2) eläinkokeet, joissa nukutettujen eläinten pehmytkudoksiin kohdistettiin kuormituksia ja kudosten elinkelpoisuutta seurattiin reaaliaikaisesti tai histologian avulla eutanasiaa seuraten; ja 3) soluviljelmien ja kudosrakenteiden in vitro -mallit, joissa ennalta määrättyjä kuormituksia kohdistettiin viljelmiin kontrolloiduiksi ajanjaksoiksi, joiden aikana solujen elinkelpoisuutta seurattiin4. Tässä katsauksessa esitetään yhteenveto edellä mainituista kolmesta tutkimustyypistä saaduista tiedoista, joita voidaan käyttää PU:n alkamisajankohdan kannalta merkityksellisten ohjeiden ja protokollien kehittämisessä. Nämä tiedot ovat perustavanlaatuisia PU:n kliinisen ennaltaehkäisyn ja PU:n etiologiaa koskevan perustutkimuksen (esim. eläinkokeiden ja kudostekniikan mallien suunnittelu) kannalta. Tiedot saatiin etsimällä MEDLINE-tietokantaan sisältyvästä kirjallisuustietokannasta vuosina 1966-2008 hepreaksi ja englanniksi julkaistuja artikkeleita sekä kirjoista.
Todisteet kliinisistä tutkimuksista
Ehkä eniten siteeratussa artikkelissa ajan vaikutuksesta PU:n puhkeamiseen Reswickin ja Rogersin5 retrospektiivisessä tutkimuksessa ehdotettiin, että (noin) diastolisen paineen ylittävät ulkoiset paineet aiheuttavat PU:n noin 6 tunnin kuluessa ja korkeammat ulkoiset paineet (noin nelinkertaiset systoliseen paineeseen nähden) PU:n alle 1 tunnissa. Heidän tutkimuksissaan käytetyt tiedot kerättiin Rancho Los Amigos -sairaalassa (Downey, Calif) tarkastetuista yli 980 sairaustapauksesta. Koska biomekaanisissa tutkimuksissa on todettu, että ulkoiset paineet henkilön ollessa makuulla voivat lähestyä diastolista painetta luisten ulokkeiden alla6 ja koska yleisanestesia-aineet alentavat verenpainetta (hypotensio), mikä voi heikentää perfuusiota kuormitetuissa kudoksissa, pitkäkestoisissa leikkauksissa olevien potilaiden katsotaan olevan suuressa vaarassa PU:n kehittymiselle7,8 . Itse asiassa painehaavojen ilmaantuminen potilaille leikkauksen jälkeen herätti ajatuksen, että ne ovat akuutteja vammoja, jotka kehittyvät nopeasti liiallisesti/jatkuvasti kuormitettuihin kudoksiin, vastakohtana perinteiselle käsitykselle, jonka mukaan ne ovat hitaasti muodostuvia, kroonisia haavoja.9 Näin ollen paras näyttö ajasta, jonka aikana painehaavoja ilmaantuu ihmisillä, on peräisin tapaustutkimuksista tai kliinisistä tutkimuksista, joissa potilaat arvioitiin jo olemassa olevien haavaumien poissulkemiseksi, heille tehtiin tiedossa olevan pitkäkestoinen kirurginen toimenpide ja ne tutkittiin jälkikäteen uusien painehaavojen havaitsemiseksi. Monet julkaistut tutkimukset eivät ole tämän mallin mukaisia, mutta muutamat saatavilla olevat artikkelit10-14 viittaavat melko kapeaan aikaväliin.
1970-luvun alussa Hicks10 oli yksi ensimmäisistä, joka toimitti kvantitatiivisia tietoja PU:iden esiintyvyydestä leikkauspotilaiden keskuudessa. Niistä 100 potilaasta, joille oli tehty yli kaksi tuntia kestävä leikkaus, 13:lle kehittyi PU. Tässä tutkimuksessa päädyttiin siihen, että potilaat olisi arvioitava leikkauksen jälkeen PU:n varalta kehon alueilla, jotka ovat kosketuksissa leikkauspöydän kanssa, ja että yli 6 tuntia kestäviin leikkauksiin liittyy erityinen riski PU:n kehittymiselle. Myöhemmässä leikkauspotilaita koskevassa tutkimuksessa11 (N = 505) todettiin kuitenkin, että PU:ta voi esiintyä huomattavasti lyhyemmässä ajassa – erityisesti ihomuutokset voivat viitata sisäisiin kudosvaurioihin potilailla, jotka leikattiin 2,5 tuntia kestäneellä tavallisella kirurgisella patjalla (eli patjalla, jossa ei ole erityisiä vaahtomuovi- tai geelirakenteita tai viskoelastisia päällysrakenteita PU:n riskin pienentämiseksi).
Aronovitch12 raportoi, että 281:stä USA:han sairaalahoitoon joutuneesta 281:tä kirurgista potilasta käsittäneestä kohortista yhdeksälle potilaalle (~3 %:iin) ilmaantui PU:tä, joka liittyi kirurgiseen toimenpiteeseen. Kuudella niistä yhdeksästä potilaasta, joilla oli PU, oli vähintään yksi liitännäissairaus, ja heitä hoidettiin lämmityslaitteella, ja kahdeksan sai kolmea tai useampaa anestesia-ainetta. Lisäksi kahdeksan niistä potilaista, joille kehittyi PU, oli asetettu tavalliselle leikkaussalipatjalle (2 tuuman vaahtomuovipatja) kirurgisen toimenpiteen ajaksi, ja neljä leikattiin makuuasennossa (kasvot ylöspäin). PU:n kehittäneillä potilailla leikkaussalissa oloajan mediaani oli 269 minuuttia (4,48 tuntia) (vaihteluväli: 180-387 minuuttia). Aronovitchin tutkimus viittaa siihen, että leikkauspotilailla voi esiintyä PU:ta 3 tunnin kuluttua. Aronovitch totesi myös, että selinmakuulla suoritettuihin sydän- ja ortopedisiin kirurgisiin toimenpiteisiin liittyi PU:ta, mikä oikeuttaa tutkimukset, joissa tutkitaan potilaan asennon vaikutusta leikkauspöydällä PU:n esiintyvyyteen.
Alankomaissa tehdyssä prospektiivisessa seurantatutkimuksessa13 , joka koski 4 tuntia kestänyttä leikkausta, 208 potilaasta 44:lle (~21 %) kehittyi PU:ta 2 cm:n pituisella geelimäisellä petauspatja-alustalla tehdyn leikkauksen jälkeen. PU:t havaittiin lähinnä ristiluussa ja kantapäissä potilailla, jotka leikattiin selinmakuulla, ja lähinnä rintalastassa ja leuassa potilailla, jotka leikattiin makuuasennossa (kasvot alaspäin). Yhdysvaltalaisessa kuvailevassa tutkimuksessa14 , johon osallistui potilaita, jotka leikattiin >10 tuntia vaahtomuovipatjalla, 15:lle 33:sta koehenkilöstä (~45 %) kehittyi PU. Yhdessä nämä tutkimustiedot eivät ainoastaan tarjoa aikataulua PU:n puhkeamiselle potilailla, jotka ovat sidottuja sänkyyn pitkiksi ajoiksi, vaan ne osoittavat myös, että näiden haavaumien esiintyvyys lisääntyy huomattavasti, mitä pidempään potilas makaa makuullaan.15,16 PU:n puhkeamisajankohdan ilmoitettujen aikojen vaihtelusta käy ilmi, että jotkin yksilöt sietävät kudoksen kestävää kuormitusta paremmin kuin toiset. Tämä liittyy todennäköisesti anatomisiin eroihin, kudosten mekaanisten ominaisuuksien vaihteluihin, perfuusion laatuun, yleiseen terveydentilaan, ylläpidettyyn asentoon ja ehkä näiden tekijöiden ja käytetyn tukipinnan biomekaanisten ominaisuuksien yhteisvaikutuksiin. Näin ollen PU:n alkamisajankohta ei ole tarkka vaan todennäköisten aikojen vaihteluväli.
Leikkauspotilaat suojataan vähintään tavallisella leikkauspöydän patjalla ja joissakin tapauksissa myös geeli- tai vaahtomuovityynyillä.11 Tässä yhteydessä on mielenkiintoista mainita tilastoja, jotka liittyvät ylläpidetyn asennon kestoaikaan ja PU:n esiintyvyyteen kohortissa, joka koostui potilaista, jotka olivat sairaalassaoloaikana sänkyyn tai pyörätuoliin sidottuja muusta kuin leikkaussyistä – esim. aivohalvauksen tai sepsiksen vuoksi. Israelissa sijaitsevassa suuressa geriatrisessa keskuksessa vuosina 1983-1992 tehdyssä retrospektiivisessä tutkimuksessa17 128:lle 416 potilaasta (~30 %), jotka olivat liikkumattomina vähintään kaksi tuntia ja joita ei ollut sijoitettu erityisille tukipinnoille, kehittyi PU:ta.
Vanderwee ym.18 tutkivat, vähensikö potilaan vuorotteleva asento paineen uudelleenjakopatjalla (jossa oli 7 cm:n paksuinen viskoelastinen vaahtomuovinen päällyslevy) – 4 tuntia selinmakuulla ja 2 tuntia makuuasennossa – PU:iden ilmaantuvuutta verrattuna siihen, että potilas olisi ollut paikoillaan uudelleen joka neljäs tunti. Heidän erityinen kääntymiskaavansa oli seuraava: semi-Fowler 30°, oikeanpuoleinen sivuasento 30°, semi-Fowler 30° ja vasemmanpuoleinen sivuasento 30°. Tutkimusryhmän potilaat asetettiin semi-Fowler 30° -asentoon 4 tunniksi ja sivuttaisasentoon 30° 2 tunniksi; kontrolliryhmän potilaat asetettiin uudelleen yhtä usein neljän tunnin välein. Kokeellisen tutkimusryhmän 122 potilaasta 20:lle (16,4 %) kehittyi PU (aste 2+, lähinnä ristiluun alle ja harvemmin nilkkoihin ja kantapäihin), mikä oli tilastollisesti sama määrä kuin 24:llä (21,2 %) 113:sta kontrolliryhmään kuuluvasta potilaasta, jotka asetettiin uudelleen 4 tunnin välein. Näin ollen muiden edellä mainittujen kirurgisista ja ei-kirurgisista potilaista saatujen tietojen mukaisesti huomattavan monille liikkumattomille potilaille kehittyy painehaava neljän tunnin kuluessa sänkyyn asettamisesta.
Näissä kliinisissä tutkimuksissa raportoituja painehaavojen kehittymisaikoja on tulkittava tietyin varauksin. Viimeisten 40 vuoden aikana tukipintojen tekniikkaa on parannettu samanaikaisesti näiden tietojen keräämisen kanssa. Potilaille, joiden katsotaan olevan vaarassa sairastua painehaavaan, määrätään nykyään yleensä korkeatiheyksisiä vaahtomuovipatjoja tavallisen jousipintaisen muovipäällysteisen patjan sijasta, jotta kehon paineet jakautuisivat paremmin.19 On mahdollista, että vanhemmat tiedot, jotka on saatu ennen paineen uudelleenjakopatjojen saatavuutta, viittaavat lyhyempiin PU:n puhkeamisaikoihin, mutta tällä hetkellä ei ole saatavilla ihmis- tai eläinkokeellisia tietoja, jotka tukisivat tai hylkäisivät tämän hypoteesin.
Todisteet eläinmalleista
Linder-Ganz ym. raportoivat hiljattain meta-analyysin tuloksista, jotka koskivat lihaskudosvaurioita aiheuttavia paineen ja ajankohdan yhdistelmiä, jotka esiintyivät 174:llä PU:n ja DTI:n malleina käytetyllä rotalla.20 He laskivat Reswickin ja Rogersin konseptin5 mukaisesti rottien luurankolihaskudoksen paine-aikaisen vaurion sietokyvyn perustuen kirjallisuudessa esitettyihin puristetun lihaskudoksen histopatologisiin tutkimuksiin (mukaan lukien Husainin21 ja Kosiakin22 tutkimukset). Kirjallisuudesta kerättyjä tietoja täydennettiin samankaltaisilla, täydentävillä tutkimuksilla, jotka tehtiin pääasiassa lihaskudoksella, jota kuormitettiin alle 1 tunnin ajan. Lyhyesti sanottuna rotat nukutettiin, niiden gracilis-lihaksen yläpuolella oleva iho leikattiin ja lihakseen kohdistettiin vakiopaineita jousesta johdetulla esikalibroidulla jäykällä kompressorilla. Kun paine oli annettu, eläimet teurastettiin ja näytteet puristetuista lihaksista otettiin histopatologiaa varten. Histologisella värjäyksellä (fosfotungstiinihappohematoksiliini, ) määritettiin lihassolujen elinkelpoisuus ja lihaksen ristijuovituksen eheys eri paine-aikaryhmissä. Jos solukuolema tai poikkijuovituksen häviäminen voitiin havaita PTAH-värjätyssä näytteessä optisessa mikroskopiassa tietyllä paine-aika-yhdistelmällä, kyseinen paine-aika-yhdistelmä luokiteltiin vahingoittavaksi. Tutkijat havaitsivat, että kriittiset paine-aika-yhdistelmät, jotka aiheuttavat lihaskudosvaurioita, muodostavat pienenevän sigmoidifunktion muodon, joka vastaa suunnilleen Reswickin ja Rogersin5 raportoimaa käänteistä paine-aika-suhdetta ensimmäisen ja kolmannen tunnin välillä sen jälkeen, kun altistuttiin jatkuvalle kuormitukselle. Äärimmäisinä aikoina (<1 tunti tai >3 tuntia) paine-aika-käyrä oli kuitenkin erilainen kuin Reswickin ja Rogersin ehdottama – se osoitti, että lyhyellä (<1 tunti) ja pitkällä (3-6 tuntia) altistumisella kuormitukselle kudosnekroosia aiheuttavat kriittiset kuormitukset ovat lähes ajasta riippumattomia – eli ne ovat lähes vakioita. Havainto siitä, että vamman aiheuttamiseen tarvittava paineen määrä vähenee merkittävästi noin 2 tuntia kuormituksen jälkeen, viittaa siihen, että kuormitettu lihaskudos muuttuu tuolloin alttiimmaksi PU:n kehittymiselle ja DTI:lle.
Stekelenburgin ym.23,24 suorittamissa nopeustutkimuksissa todettiin, että 2 tuntia jatkuvaa kuormitusta riittää DTI:n aiheuttamiseen. Tarkemmin sanottuna nukutettujen rottien takaraajoihin kohdistettiin jatkuvaa kuormitusta 2 tunnin ajan ja tibialis anterior -lihaksen vaurioita in vivo tutkittiin magneettikuvauksella (MRI). Kun eläimet oli teurastettu, otettiin näytteitä histopatologista tutkimusta varten magneettikuvauslöydösten todentamiseksi. Nämä tutkimukset osoittivat, että lihaskudoksen puristaminen 2 tunnin ajan aiheutti kohonneita T2-arvoja kuormitetuilla lihasalueilla, ja näiden kohonneiden T2-kohtien sijainti korreloi vahvasti histopatologiassa todettujen nekroottisten lihasalueiden kanssa. Kwanin ja muiden25 tekemässä lisätutkimuksessa dokumentoitiin histopatologisia muutoksia rottien ihonalaisessa kudoksessa (trokanterien ympärillä) sen jälkeen, kun ne olivat altistuneet kestävälle ulkoiselle kuormitukselle, joka annettiin kahtena peräkkäisenä päivänä kahtena kuuden tunnin pituisena kuormitusjaksona. Tutkijat havaitsivat lihassolujen asteittaista rappeutumista, jolle oli ominaista lukuisat ytimien lisääntymiset lihassyiden keskiosissa. Lisäksi he raportoivat perifeerisesti sijaitsevien ytimien sisäistymisestä, lihassolujen korvautumisesta fibroosilla ja rasvakudoksella sekä pyknoottisten ytimien ja karyoreksian esiintymisestä. Näiden massiivisen kudosdegeneraation merkkien uskotaan osoittavan, että alkuperäinen kudosvaurio tapahtui paljon alle 6 tunnin kuluessa.
Eläinmalleista saatuihin tietoihin on suhtauduttava varauksella, vaikka ne ovatkin erittäin hyödyllisiä PU:n ja DTI:n etiologian ymmärtämiseksi. Ensinnäkin ihmisten ja jyrsijöiden välillä on huomattavia anatomisia ja mahdollisia fysiologisia eroja. Toiseksi näissä tutkimuksissa saadut tiedot on saatu terveiltä ja suhteellisen nuorilta jyrsijöiltä, kun taas haavaumien kehittymiselle alttiit ihmiset ovat yleensä iäkkäitä henkilöitä, joilla on monimutkaisia kroonisia liitännäissairauksia, kuten diabetes tai sydän- ja verisuonitaudit.8,12,18 Kolmanneksi PU:iden tuottamiseksi eläimissä ihoon23-25 tai lihakseen20 kohdistetaan paikallisia kuormituksia mekaanisilla painaumilla – epäluonnollisella konfiguraatiolla, joka luultavasti aiheuttaa suurempia paikallisia geometrisia vääristymiä kudoksiin ja häiritsee enemmän paikallista verenkiertoa verrattuna ihmiskudoksiin, joita puristetaan kokoon luonnollisissa tuetuissa asennoissa. Eläinkokeissa20-25 saadut tiedot helpottavat kuitenkin PU:n ja DTI:n kehittymisen ajallisen kulun ymmärtämistä, jota on ilmeisistä eettisistä syistä mahdotonta saada ihmisillä.
Todisteet in vitro -malleista
Kudosteknisten mallijärjestelmien käyttö PU:n (ja erityisesti lihasten DTI:n) tutkimiseen on melko uutta. Käytäntö sai alkunsa Eindhovenin teknillisessä yliopistossa (Alankomaat) viimeisten viiden vuoden aikana.26,27 Erityisesti Bruels ym.26 kehittivät in vitro -mallijärjestelmän keinotekoisista luurankolihaksen kudoskonstruktioista. Rakenteet koostuivat satunnaisesti suuntautuneiden myotubien monikerroksisista kerroksista. Näiden muokattujen lihaskudosrakenteiden puristaminen osoitti, että suurin osa solukuolemasta tapahtui deformoituneissa rakenteissa 1-4 tunnin kuluttua kuormituksesta kliinisesti merkityksellisillä kudosmuodonmuutoksilla (~50 %) ja että suuremmat muodonmuutokset johtivat varhaisempaan vaurioitumiseen. Gawlitta ja muut27 kehittivät monimutkaisemman kudosteknologisen mallijärjestelmän, jossa hiiren lihassoluista tuotetut lihasviljelmät suspendoitiin kollageenigeeliin ja niiden annettiin järjestäytyä ja muodostaa pituussuuntaisesti järjestäytyneitä myoputkia, jotka jäljittelevät paremmin natiivin luurankolihaksen kuiturakennetta. Näihin bioteknisiin lihaksiin kohdistettiin jopa 40 prosentin puristavia muodonmuutoksia, ja solujen elinkelpoisuus rekisteröitiin konfokaalisella laserkeilausmikroskoopilla, jolla seurattiin apoptoottisen ja nekroottisen solukuoleman fluoresoivia merkkiaineita. Todettiin, että 5-6 tunnin kuluttua puristavat muodonmuutokset aiheuttivat huomattavia vaurioita bioteknisissä lihaksissa (määritelty yli 20 prosentin solukuolemaksi sekä apoptoottisten että nekroottisten reittien kautta). Hiljattain Gefen ja muut28 käyttivät Gawlitan27 kudosteknologista mallijärjestelmää määrittääkseen ajasta riippuvaiset kriittiset puristavat muodonmuutokset, jotka aiheuttavat nekroottista solukuolemaa bioteknisissä lihaksissa. He käyttivät puoliksi pallonmuotoista indentoria aiheuttamaan epätasaisen, konsentrisen muodonmuutosjakauman bioteknisissä lihasnäytteissä ja mittasivat vaurion leviämistä lihassolussa ajan mittaan fluoresenssimikroskopian avulla. Mielenkiintoista oli, että kudosteknologinen lihasmallijärjestelmä tuotti myös sigmoidisen funktion, joka kuvasi kudoksen kuormituksen sietokykyä ja jonka aikaparametrit olivat samankaltaiset kuin Linder-Ganzin ym. eläinkokeissa raportoidut parametrit.20 Erityisesti molemmissa tutkimuksissa ilmeni sama aikaväli lihaksen sietokyvyn menetykselle jatkuvaa kuormitusta vastaan (1-3 tuntia kuormituksen jälkeen); tämä voi viitata siihen, että rakenteellisen kestävyyden menettäminen kuormitusta vastaan 1-3 tunnin välillä on lihaskudoksen luontainen ominaisuus.
Kuten ihmis- ja eläinkokeidenkin kohdalla, solu- ja kudosviljelymalleista saatuja tuloksia on tulkittava varoen. Ensinnäkin soluviljelmistä ja kudosrakenteista puuttuu tällä hetkellä natiivin kudoksen todellinen mikroskooppinen organisaatio ja arkkitehtuuri. Lisäksi vuorovaikutusta muiden kudosten kanssa ei tapahdu. Esimerkiksi Gawlitan27 biotekniset lihakset eivät sisällä sidekudosta, joka muodostaa endomysiumin ja perimysiumin natiivissa lihaksessa. Toiseksi, verisuonisto ei ole mukana, ja vaikka joitakin iskemian tekijöitä voidaankin simuloida manipuloimalla viljelmien elatusainetta27,28 , tämä on yksinkertaistaminen verisuoniston homeostaasin todelliseen keskeytymiseen nähden. Koska biologinen vaihtelu on kuitenkin suhteellisen pientä eri viljelmien välillä, nämä ovat erinomaisia malleja etiologisen PU:n tutkimukseen ja eliminoivat eläinkokeisiin liittyvät eettiset kysymykset.
Hypoteesit yksilöllisen anatomian vaikutuksista vamman syntyyn kuluvaan aikaan
Tapauskohtaisessa tutkimuskokoelmassa havaittiin, että liikalihavilla potilailla todettiin olevan suurempi riski vakavaan PU:n ja DTI:n syntyyn kuin ei- liikalihavilla.29 Ilmeisesti tämä on yllättävää, kun otetaan huomioon, että lihavilla henkilöillä on yleensä alhaisemmat rajapintapainehuiput, kuten osoitettiin 75 laitoshoidossa olevan vanhuksen ryhmässä, jossa niillä, joilla oli alhaisin painoindeksi, oli korkeimmat istuimen rajapintapainehuiput.30 Kun kuitenkin otetaan huomioon, että rajapintapaineet ovat osoittautuneet epäluotettavaksi sisäisen kudoskuormituksen mittariksi,31 tämä näennäinen paradoksi ratkeaa: lihavien potilaiden lisääntynyt alttius PU:lle ja DTI:lle johtuu siitä, että heidän ruumiinpainonsa kuormittaa enemmän luisia ulokkeita, mikä puolestaan aiheuttaa suurempia mekaanisia jännityskeskittymiä (ts. suuria voimia kudoksen pinta-alayksikköä kohti) syvissä pehmytkudoksissa. Esimerkiksi Israelissa tehdyssä tutkimuksessa32 , johon osallistui kaksi tervettä koehenkilöä, osoitettiin, että 5 kg:n lisäys 27-vuotiaan miehen (ruumiinpaino 90 kg) ja 26-vuotiaan naisen (ruumiinpaino 55 kg) ruumiinpainoon kasvatti lihas- ja rasvakudoksen huippuvääristymiä ~1,5-kertaisiksi ja niiden mekaanisia huippujännityksiä 2,5-kertaisiksi. Valitettavasti pysyvät pyörätuolin käyttäjät, kuten selkäydinvammaiset potilaat, ovat todennäköisemmin ylipainoisia ja lihavia.33
Toinen muutos, joka tapahtuu vähitellen kroonisen istumisen myötä, on lihasmassan menetys (atrofia). MRI-mittauksia ja tietokonemalleja hyödyntävässä tutkimuksessa Linder-Ganz ym.34 osoittivat, että (keskimäärin) pakaralihasten paksuus istuinkyhmyjen alla on SCI:tä sairastavilla henkilöillä >1 vuosi vamman jälkeen alle kolmanneksen terveiden henkilöiden lihasten paksuudesta. Jatkuvassa kehonpainon aiheuttamassa kuormituksessa halvaantuneiden henkilöiden ohuet lihakset kärsivät erittäin suurista mekaanisista rasituksista, koska niillä on vain vähän luonnollista pehmustusta, joka tukisi luisten ulokkeiden aiheuttamia kuormituksia, jotka, kuten aiemmin mainittiin, tyypillisesti siirtävät lisääntynyttä kehonpainoa.33 Itse asiassa insinöörimekaniikkaan perustuvassa teoreettisessa tutkimuksessa osoitettiin hiljattain, että mekaaniset rasitukset lihaskudoksessa istuinkyhmyjen alapuolella kasvavat kehonpainon kasvaessa tai lihaksen paksuuden pienentyessä.35 Näin ollen Linder-Ganzin ym.20 esittämien kuormitusaikaisen vamman 
kynnysarvojen perusteella vakavien PU:iden, joihin liittyy lihaskudosvaurioita ja DTI:tä, odotetaan kehittyvän nopeammin potilailla, joilla syvän kudoksen kuormitus on voimakkaampaa – nimittäin potilailla, jotka ovat ylipainoisia, jotka ovat menettäneet merkittävästi lihasmassaa tai jotka ovat molemmat menettäneet lihasmassaa (ks. kuvio 1).
Kysymys sisäisen kudoksen koostumuksesta potilailla, joilla on riski sairastua PU:iden ja DTI:n kehittymiselle, kaipaa lisätutkimuksia, jotta voidaan oppia ymmärtämään paremmin yksilöllistä herkkyysastetta. Linder-Ganzin ym. tutkimuksessa34 tekijät hankkivat istuvien henkilöiden pakaroista magneettikuvauksia mitatakseen pakaralihaksen ja sen yläpuolisen rasvan paksuudet istuinkyhmyjen alla. Lihaksen paksuuden ja rasvan paksuuden suhde viidellä SCI-henkilöllä, lukuun ottamatta yhtä ammattilaisurheilijaa, vaihteli 0:n ja 1,4:n välillä. Kontrollipotilailla tämä suhde vaihteli 1,2:n ja 2,4:n välillä (kun N = 6), mikä osoittaa, että SCI-potilaiden ryhmässä lihasmassa väheni huomattavasti. Vaikka vastaavaa magneettikuvaustietoa liikalihavista tai kacheemisista potilaista ei ole saatavilla, on yleisesti hyväksytty, että patogeneettisestä näkökulmasta katsottuna lihas- ja rasvamassat ovat vahvasti sidoksissa toisiinsa yksilössä, joten kysymys siitä, miten liikalihavuus sinänsä (ts. ilman SCI:tä) vaikuttaa lihasmassaan PU:lle alttiilla henkilöillä, vaatii lisätutkimuksia.
Tässä artikkelissa esitetään, että jopa silloin, kun tarkastellaan ruumiinpainoa ottamatta huomioon sisäistä kudoskoostumusta (ts. lihas/rasva-jakaumaa), lihavilla lihavilla oleviin luisiin ulokkeisiin kohdistuvat kohonneet mekaaniset kuormitukset lisäävät teoriassa PU:n kehittymisen ja DTI:n riskiä. Lihavuuden mahdolliset seuraukset sisäiseen kudoskoostumukseen – esim. lihaskudoksen korvautuminen rasvalla istumatyöstä johtuvan elämäntavan vuoksi – ovat ylimääräinen luun kuormitusriski.
Johtopäätös
PU:n ja erityisesti DTI:n etiologiaa ei vielä ymmärretä riittävästi. Erityisesti on tehty vain vähän metodologista työtä, joka liittyy PU:n puhkeamisen ja kehittymisen aikatauluihin.20-27 Yhdessä tarkasteltuna kolmesta käytettävissä olevasta mallijärjestelmästä – kirurgisista potilaista, eläinmalleista ja in vitro -soluviljelymalleista – saadut tiedot viittaavat siihen, että PU:t ihonalaisissa kudoksissa luisten ulkonemien alla syntyvät hyvin todennäköisesti suunnilleen ensimmäisen tunnin ja 4-6 tunnin välisenä aikana kestävästä kuormituksesta. On tärkeää huomata, että kaikki tässä tarkastellut kliiniset tiedot, joita käytettiin tämän ajanjakson määrittämiseen, on saatu tutkimuksissa, joissa potilaat ovat olleet makuulla. Lihas- ja rasvakudoksen kuormitus luisten ulkonemien alla istuessa on huomattavasti suurempi kuin potilaan ollessa makuulla34 , mikä kaaviomallitietojen mukaisesti osoittaa teoreettisesti, että tietyillä liikuntakyvyttömillä potilailla PU:n ja DTI:n puhkeaminen istuma-asennossa on todennäköisesti nopeampaa kuin makuulla ollessa. Valitettavasti ei ole saatavilla julkaistuja tutkimuksia PU:n tai DTI:n alkamisajankohdasta istuvilla potilailla, joten tämän alan tutkimukset ovat tarpeen nykyisen tietopohjan laajentamiseksi. Kaikenlaisten kliinisten tutkimusten pitäisi olla hyödyllisiä tässä suhteessa, mukaan lukien prospektiiviset tutkimukset ja tapaustutkimukset pyörätuolin käyttäjistä, joilla on PU:ta ja DTI:tä ja jotka dokumentoivat vamman syntymisen ajankohdat, potilaan anatomian, liitännäissairaudet ja käytetyn istuintyynyn tyypin. Lisäksi tarvitaan perustutkimusta, jossa käytetään eläin- ja soluviljelymalleja, jotta voidaan tarkentaa PU:n puhkeamisajankohdan arviointia ja korreloida aikatekijä kudosvaurion laajuuteen sekä anatomiaan (esim. ohuet vs. paksut lihakset), vaurioituneiden kudosten mekaanisiin ominaisuuksiin (esim. spastinen vs. veltto lihas) ja kroonisiin sairauksiin (esim. diabetes, sydän- ja verisuonisairaudet).