Taulukoista 4-6ja7- 9on laskettu jokaiselle luuparametrille keskiarvo. Tulokset on esitetty taulukossa10.
Taulukko 10: Molemmilla menetelmill¨a on laskettu keskiarvo jokaisen ryhm¨an luupa-rametreille taulukoiden4 -6ja 7-9pohjalta. Tulokset on esitetty muodossa tulos ± keskihajonta ja kyseisen ryhm¨an/luuparametrin ylempi arvo on saatu koko leikkeen mittauksesta ja alempi arvo lokalisoidun alueen mittauksesta.
Luuparametri Kontrolliryhm¨a Ryhm¨a 1 (sy¨op¨a) Ryhm¨a 2 (sy¨op¨a + s¨adehoito) M/M 1.772±1.710 2.105 ±1.710 3.715 ±0.916
4.607±0.295 4.301 ±0.232 5.185 ±0.216 K/K 0.446±0.436 0.514 ±0.268 1.012 ±0.227 1.177±0.054 1.218 ±0.029 1.175 ±0.049 K/F 0.004±0.004 0.005 ±0.004 0.009 ±0.003 0.009±0.001 0.009 ±0.003 0.010 ±0.002 KOL 0.786±0.773 0.925 ±0.462 1.876 ±0.424 2.186±0.100 2.058 ±0.061 1.907 ±0.061 VFS 0.205±0.202 0.245 ±0.151 0.486 ±0.106 0.511±0.026 0.524 ±0.016 0.478 ±0.019
Taulukon 10tulokset on havainnollistettu my¨os visuaalisesti kuvassa 20.
Kuva 20: Taulukon 10tulokset on havainnollistettu visuaalisesti.
Molemmilla mittausmenetelmill¨a mitattiin samasta kontrolliryhm¨an leikkeest¨a 3 spektrit, jotka on esitetty kuvissa 21 ja 22. Kuvassa 21 on esitetty pikseleist¨a saa-dut keskiarvospektrit, kun taas kuvaan 22 valittiin sattumanvaraisesti molemmista mittauksista kahden eri pikselin spektrit.
Kuva 21: Molemmilla mittausmenetelmill¨a laskettiin keskiarvospektrit samasta kont-rolliryhm¨an leikkeest¨a.
Kuva 22: Samasta kontrolliryhm¨an leikkeest¨a molemmilla mittausmenetelmill¨a ha-vainnollistettiin kahden pikselin spektrit, jotka valittiin sattumanvaraisesti.
7 Pohdinta
T¨ass¨a ty¨oss¨a tarkasteltiin kahdella eri mittausprotokollalla saatuja tuloksia perus-tuen viiteen eri m¨a¨aritettyyn luuparametriin (M/M, K/K, K/F, KOL ja VFS). Ai-emmin suoritetuissa mittauksissa havaittiin, ett¨a FTIR-laite antaa erilaista spektri-tietoa mittausmenetelm¨ast¨a riippuen. P¨a¨aasiallinen tavoite ty¨oss¨a oli havainollistaa millaisia eroja mittaustekniikoiden v¨alill¨a on ja kuinka leikepaksuus vaikuttaa mit-taustuloksiin. Toissijaisesti ty¨oss¨a my¨os pohditaan hieman ionisoivan s¨ateilyn aiheut-tamia muutoksia luukudoksessa perustuen kolmen eri tutkimusryhm¨an m¨a¨arittelemiin luuparametreihin. Ty¨oss¨a mitattiin IR-spektrit alaleukaluusta tiivisluun alueelta ote-tuista luun¨aytteist¨a potilailta, joiden p¨a¨an ja kaulan alueen kasvaimia oli hoidettu kirurgisesti (ryhm¨a 1) tai s¨adehoitamalla (ryhm¨a 2). Lis¨aksi oli kontrolliryhm¨a, jonka luun¨aytteet oli otettu terveilt¨a potilailta.
Mosaiikkimittauksissa ikkunalla oleva 3 µm paksuinen leike kuvattiin kokonaan.
T¨ass¨a mittausmenetelm¨ass¨a FTIR-laite jakaa kuvattavan leikkeen samankokoisiin pie-nempiin neli¨on muotoisiin alueisiin, joille mittaukset suoritetaan. Toisella mittausme-netelm¨all¨a mittaukset suoritettiin samalla tavalla, mutta erona oli se, ett¨a leikepak-suutta pienennettiin 2 µm sek¨a leikkeest¨a rajattiin 200×200 µm kokoinen alue, jol-le mittaukset suoritettiin. Data-analyysi tehtiin kaikiljol-le mittauksiljol-le samalla tavalla, joten ero eri mittausmenetelmill¨a saaduissa tuloksissa ei johdu data-analyysist¨a.
Kuten tuloksista n¨ahd¨a¨an, eri mittausmenetelmill¨a saaduissa tuloksissa on paikoin isojakin eroja (kuva 20ja 22). Mosaiikkimittauksissa saadut parametrien arvot vaih-televat suuresti tutkimusryhmien v¨alill¨a ja keskihajonnat ovat my¨os suurempia, kuin lokalisoidun alueen mittauksilla saadut tulokset. Data-analyysi tehtiin kaikille para-metreille ja jokaista luuparametria havainnollistettiin visuaalisesti, mutta tulokset ja pohdinta tehtiin vain M/M -parametrin pohjalta, sill¨a kaikissa visuaalisissa kuvissa samojen pikselien mittaukset olivat ep¨aonnistuneet. Kuten kuvasta 11n¨ahd¨a¨an, mo-saiikkimittauksissa on paljon pikseleit¨a, joiden kohdalla arvo on nolla. K¨ayt¨ann¨oss¨a t¨am¨a tarkoittaa sit¨a, ett¨a mittauksissa on ollut jotakin h¨airi¨ot¨a, jolloin IR-s¨ateilyn l¨ a-p¨aisy n¨aytteen l¨api on ollut nolla ja saatu data on kelvotonta. Kun verrataan lokalisoi-dun alueen mittauksiin (kuva 16) havaitaan mittauksien onnistuneen huomattavasti paremmin, ja ainoastaan kahdessa kontrolliryhm¨an mitatussa leikkeess¨a on vain yksi pikseli, joka on ep¨aonnistunut, mik¨a ei vaikuta tuloksiin radikaalisti. N¨aill¨a on paljon vaikutusta m¨a¨aritett¨aess¨a luuparametrien arvoja eri mittausmenetelmill¨a, kuten tau-lukoista 4 - 6 ja 7 - 9 ja kuvasta 20 voidaan huomata. Esimerkiksi kontrolliryhm¨an leikkeiss¨a suurin osa pikselien mittauksista on ep¨aonnistunut, jolloin luuparametrien arvot lasketaan onnistuneiden pikselien mittauksien pohjalta, joita on huonoimmil-laan vain 6/441. Kun taas verrataan ryhm¨an 2 arvoja, jossa mittaukset ovat onnis-tuneet jo paremmin, havaitaan taulukkoarvojen olevan samaa suuruusluokkaa kuin lokalisoidun alueen mittauksissa.
Lopputuloksen muodostaminen ei kuitenkaan ole niin yksinkertainen, ett¨a voi-taisiin sanoa mosaiikkimittausmenetelm¨an olevan huonompi kuin lokalisoidun alueen mittaustapa. Tuloksiin ei ole ainoastaan vaikutusta n¨aytteen paksuudella ja pienem-m¨all¨a kuvausalueella, vaikka n¨aill¨a on suuri merkitys. Kun analysoidaan mittausmene-telmien avulla saatuja spektrej¨a yksityiskohtaisemmin, havaitaan mosaiikkimittauk-sien spektreiss¨a12- 14ja 22tapahtuvan saturaatiota, etenkin fosfaattipiikin kohdal-la. Saturaatio havaitaan kuvista, joissa vasemmanpuoleinen piikki on pienempi kuin oikeanpuoleinen ja joissakin piikeiss¨a havaitaan my¨os tiheit¨a vaihteluita
absorbanssi-arvoissa, vaikka n¨ain ei pit¨aisi olla. Muiden piikkien kohdalla t¨allaista saturaatiota ei ole havaittavissa. Lokalisoidun alueen mittauksissa pikselien spektrit kuvissa 17 -19 ja 22 n¨aytt¨av¨at silt¨a kuin kuuluukin. Spektrien saturaatiolla on my¨os vaikutusta luuparametrien arvoihin, sill¨a luuparametrit lasketaan piikin integroidun pinta-alan avulla ja jos piikin pinta-ala on v¨a¨aristynyt saturaation takia, heijastaa se tuloksiin virhett¨a. Kuitenkaan saturaatio ei johdu eri ryhmien v¨alisist¨a eroista, sill¨a mosaiikki-mittauksien kaikkien ryhmien spektreiss¨a havaitaan saturaatiota. Kuitenkin kuvassa 21 n¨aytt¨aisi silt¨a, ettei saturaatiota tapahdu. T¨am¨a ei anna todellista tietoa, sill¨a kyseess¨a on keskiarvospektri, joka keskiarvoistaa tuloksia hieman liikaa.
Lis¨aksi on my¨os muita tekij¨oit¨a, jotka vaikuttavat eri mittausmenetelmill¨a saa-tuihin tuloksiin, ja jotka on huomioitava mittauksia suoritettaessa ja analysoitaessa.
Ensinn¨akin leikkeiden valmistaminen on haastavaa, sill¨a luu on kovaa ja ep¨ ahomogee-nist¨a, jolloin leikkeen paksuus ei v¨altt¨am¨att¨a ole sama jokaisesta kohdasta. Leikkei-den tulisi olla riitt¨av¨an ohuita hyv¨anlaatuisen datan takaamiseksi, sill¨a paksut leik-keet eiv¨at l¨ap¨aise IR-valoa. [22, 37] Haasteena on my¨os leikkeen asettaminen ikkunalle ja mittauspaikkojen huolellinen valitseminen. Vanhojen ja k¨apristyneiden n¨aytteiden asettaminen ikkunalle oli haastavaa, sill¨a ne alkoivat nopeasti repsottamaan ja mit-tauksia ei pystytty suorittamaan. Lis¨aksi leike piti saada tasaisesti ikkunalle, ettei spektreihin synny virhett¨a. [20] Eri mittausmenetelmill¨a analysoidut alueet pyrittiin valitsemaan samoista kohdista n¨aytett¨a, mutta haasteita ilmeni. Ensinn¨akin leikkei-t¨a jouduttiin leikkaamaan lis¨a¨a mittauksien aikana. T¨am¨an takia leikkeen muoto eri mittausmenetelmien v¨alill¨a ei pysynyt samana, jolloin saman kohdan valinta oli haas-tavaa. Isona tekij¨an¨a oli my¨os kuvattavien alueiden valinta lokalisoidun alueen mit-tauksissa. Fyysikon tiet¨amys luun rakenteesta ei ole sama kuin oikean biologin, jol-loin t¨aysin saman alueen valinta jokaisesta leikkeest¨a olisi vaatinut oikean henkil¨on valitsemaan alueet. Kun sopiva kohta arvioitiin sattumanvaraisesti luun homogeeni-semmalta alueelta (kuva 15), joka ylip¨a¨ans¨a oli mahdollista kuvata, se voi aiheuttaa tuloksiin suuriakin eroja mittauksien v¨alill¨a. Lis¨aksi k¨aytett¨aviss¨a ei ollut v¨arj¨ atty-j¨a leikkeit¨a, joissa luun rakenne olisi tullut paremmin esille suuremman kontrastin ansiosta ja n¨ain olisi saatu parempi arvio luusta FTIR-mittauksia varten.
Molempien mittauksien data-analyysit suoritettiin vasta mittauksien suorittami-sen j¨alkeen. Mosaiikkimittauksien data-analyysi¨a tehdess¨a havaittiin rajatun analy-soitavan alueen vaikuttavan paljon ep¨aonnistuneiden mittauksien m¨a¨ar¨a¨an. Joissa-kin kohdissa kaikki pikselit saivat arvon nolla, eik¨a haluttuja luuparametrien arvoja pystytty m¨a¨aritt¨am¨a¨an. Lis¨ahaasteena oli lokalisoidun alueen mittauksista saatujen kuvien avulla arvioida, mist¨a kohdasta leikett¨a analysoitava alue on valittu. Kuten kuvasta (kuva 15) havaitaan, mittausalue sis¨alt¨a¨a p¨a¨aasiasssa vain luuta ja suunnis-tusmerkkej¨a ei juurikaan ole, joillakin n¨aytteill¨a ei yht¨a¨an. Data-analyysill¨a on my¨os muita vaikutuksia tuloksiin. Boskey ym. mainitsevat artikkelissaan, ett¨a mineraa-li/matriksi -suhteen laskemiseen useissa raporteissa k¨aytet¨a¨an amidi II -aluetta amidi I-alueen sijaan, jolloin parametrit eiv¨at ole standardeja.[16] Tuloksien arvot riippuvat my¨os siit¨a, kuinka tarkasti analyysi tehd¨a¨an, mit¨a arvoja ja numeerisi¨a menetelmi¨a k¨aytet¨a¨an piikin pinta-alan m¨a¨aritt¨amiseen ja kuinka alikaistojen tarkat sijainnit ja intensiteettien arvot erotellaan toisistaan. T¨am¨an takia tuloksia kannattaa vertailla muiden julkaisujen kanssa harkiten.
P¨a¨atelm¨a mittausmenetelmien v¨alill¨a olevasta erosta on se, ett¨a mosaiikkimittauk-sissa FTIR-laite tekee itsen¨aisesti jonkinlaisen skaalauksen tasoittaakseen leikkeen ti-heyseroja tiivisluun ja n¨aytteess¨a olevien aukkojen v¨alill¨a, mik¨a vaikuttaa mittauksien
pohjalta saatuihin tuloksiin. T¨am¨a pystyt¨a¨an v¨altt¨am¨a¨an, kun leikkeet ovat ohuempia ja mittaus kohdistetaan vain tietylle alueelle eik¨a suoriteta koko leikkeen kuvausta.
Jotta p¨a¨atelm¨a voitaisiin todeta oikeaksi, pit¨aisi mittauksia suorittaa enemm¨an erilai-sille leikkeiden kohdille sek¨a tehd¨a mittaukset my¨os homogeenisemmille materiaaleille, joiden tiheyseroissa ei olisi niin paljon vaihtelua, esimerkiksi muovista valmistetuille leikkeille.
Koska mittausmenetelmien v¨alill¨a oli eroja ja luotettavimmat tulokset on saatu lo-kalisoidun alueen mittauksissa, kuten tuloksista n¨ahd¨a¨an, tehd¨a¨an johtop¨a¨at¨okset eri ryhmien luuparametreist¨a perustuen vain lokalisoidun alueen mittauksiin. Kuitenkin tuloksien suora vertailu muiden tutkimuksien kanssa on hankalaa johtuen erilaisista tekij¨oist¨a, joita ylemp¨an¨a on jo mainittu. Tuloksia pohditaan p¨a¨apiirteitt¨ain ja vastaa-vuuksia voidaan yritt¨a¨a etsi¨a ja kommentoida kriittisesti. Lis¨aksi saatujen tuloksien vertailu aiempien tutkimusten kanssa on vaikeaa, sill¨a vastaavanlaisia tutkimuksia on tehty melko v¨ah¨an ja niiss¨akin n¨ayttein¨a on k¨aytetty enimm¨akseen hiirimalleja tai j¨anist¨a. [12, 39, 44] Lis¨aksi hiiri-ja ihmistutkimuksissa n¨aytt¨aisi olevan ristiriitaa tu-loksien v¨alill¨a, sill¨a monet hiiritutkimukset ovat osoittaneet useimpien luuparametrien pienentymist¨a s¨ateilyaltistuksen j¨alkeen, jota t¨ass¨a ty¨oss¨a ei niink¨a¨an havaita. [5, 52]
Mineralisaation on osoitettu kasvavan terveill¨a henkil¨oill¨a luun i¨an mukaan ja nai-silla vaihdevuosien j¨alkeen, koska luun orgaaninen matriksi alkaa v¨ahenty¨a. M/M -parametri kuitenkin osoitettu pienenev¨an potilaan i¨an funktiona. [7, 19, 45] S¨ateilyn vaikutus M/M -parametriin hiirimalleissa on osoittanut parametrin pienenemist¨a as-teittain s¨adehoidon j¨alkeen. [12, 44] Kun jokaiselle ryhm¨alle lasketaan M/M-keskiarvo, havaitaan sen pienentyv¨an ryhm¨ass¨a 1 ja kasvavan ryhm¨ass¨a 2 verrattuna kontrolli-ryhm¨a¨an. N¨am¨a tulokset eiv¨at noudata hiiritutkimuksien mukaan saatuja malleja.
On syyt¨a pohtia, miksi eiv¨at. Yleisesti ottaen hiiritutkimuksissa tutkimusajat ovat lyhyempi¨a kuin ihmistutkimuksissa, kuten k¨ay ilmi t¨am¨an ty¨on ja Limirio ym. tut-kimusten v¨alill¨a.[12] T¨ass¨a ty¨oss¨a tutkimusajat ovat kest¨aneet useampia vuosia, kun taas Limirio ym. tutkimuksessa tutkimusajat ovat kest¨aneet muutamia kuukausia.
Toisena huomiona on se, ett¨a hiiritutkimuksissa s¨ateilytt¨aminen on kohdistunut ter-veeseen luuhun ja s¨adeannokset ovat pienenpi¨a, kun taas t¨ass¨a ty¨oss¨a on s¨ateilytetty suuremmilla s¨ateilyannoksilla ja potilaat ovat sairastaneet sy¨op¨a¨a. Boskey ym. mu-kaan erilaisilla tautitiloilla on vaikutusta luun koostumukseen ja t¨at¨a kautta M/M-parametriin. [16] Toisaalta Limirio ym. tutkimuksessa mainitaan, ett¨a s¨ateilytt¨ ami-nen v¨ahent¨a¨a amidi I-pitoisuutta. T¨ass¨a ty¨oss¨a M/M -suhde lasketaan fosfaatin ja amidi I -suhteena, joten jos nimitt¨aj¨an arvo v¨ahenee, niin suhde kasvaa. Kuitenkin ty¨oss¨a olevat ryhmien erot ovat pieni¨a, joten asiaa voidaan vain spekuloida aiemmin mainittujen tekij¨oiden rinnalla.
Mineraalin kypsyys/kiteisyys kuvastaa HA kokoa ja t¨aydellisyytt¨a ja kuvastaa mineraalin ik¨a¨a. [27, 45] Terveess¨a luussa parametri kasvaa luun i¨an funktiona: mit¨a vanhempaa luun mineraali on, sit¨a kypsempi ja kiteisempi luusta tulee. Toisin sanoen kiteisyys kasvaa et¨aisyyden kasvaessa osteonin keskipisteest¨a eli vastamuodostunees-ta luusvastamuodostunees-ta.[15, 22, 43] Potilaan i¨an vaikutus parametriin on ristiriitainen, sill¨a Turunen ym. artikkelin tulokset viittasivat siihen, ett¨a luuparametri on riippumaton potilaan i¨ast¨a, mutta taas Paschalis ym. artikkelin mukaan potilaan i¨all¨a olisi merkitt¨av¨a vai-kutus. [22, 7] Turunen ym. artikkelissaan perustelivat v¨aitett¨a sill¨a, ett¨a heid¨an tut-kimuksessaan kuvattavalla alueella oli eri ik¨aisi¨a osteoneja. My¨os t¨ass¨a ty¨oss¨a alueen valinnalla on ollut suuri vaikutus tuloksiin. Fyysikko ei osaa ottaa kantaa siihen,
kuin-ryhm¨alle K/K-keskiarvon, saadaan tulos ett¨a pienin K/K-keskiarvo on ryhm¨all¨a 2 ja suurin ryhm¨all¨a 1. Tuloksien nojalla voidaan sanoa, ett¨a s¨adehoidolla on vaiku-tusta K/K-parametriin hiukan, vaikka t¨aytyy muistaa analysoidun alueen sijaintiin vaikuttavat tekij¨at.
Karbonaattipitoisuuden m¨a¨aritt¨amiseksi ty¨oss¨a ei eroteltu, onko kyse A-vai B-tyypin substituutiosta eli tulokset sis¨alt¨av¨at karbonaatin substituution hydroksiapa-tiitin kahdessa anionisessa kohdassa sek¨a ottavat huomioon my¨os karbonaatin l¨oyh¨an sitoutumisen hydroksiapatiittikiteen pintaan. Karbonaattipitoisuuden tiedet¨a¨an vaih-televan luun i¨an funktiona sek¨a anatomisen sijainnin mukaan terveill¨a potilailla.[3, 7]
Lis¨aksi karbonaattipitoisuuden on osoitettu kasvavan hiukan potilaan i¨an my¨ot¨a, vaik-ka mineraalin kiteisyydess¨a ei olisikaan muutoksia.[7] Kun jokaiselle ryhm¨alle laske-taan K/F-keskiarvo, havailaske-taan sen olevan l¨ahes sama kaikilla. Suurin karbonaattipi-toisuus havaitaan ryhm¨all¨a 2, vaikka erot ryhmien v¨alill¨a ovat hyvin pieni¨a. Tulokset n¨aytt¨av¨at silt¨a, ett¨a karbonaattipitoisuudessa ei havaita merkitt¨avi¨a eroja potilaal-la olleen kasvaimen tai saadun s¨adehoidon j¨alkeen. T¨am¨an parametrin kohdalla on my¨os vaikutusta sill¨a, kuinka osteonit ovat sijoittuneet kuvattavalle alueelle ja kuin-ka nopeaa luun uusiutuminen t¨all¨a kohdalla on, sill¨a analysoidulla alueella voi olla mahdollista K/F pysyv¨an vakiona.
Kollageenipitoisuus orgaanisessa matriksissa kasvaa i¨an funktiona niin, ett¨a ep¨ a-kypsien ja a-kypsien ristiliitoksien suhde kasvaa kypsymisen aikana.[22, 39] Ionisoivalla s¨ateilyll¨a on kuitenkin vaikutusta kollageenifaasin kypsien ja kypsym¨att¨omien ristilii-toksien suhteeseen niin, ett¨a ep¨akyps¨at ristiliitokset lis¨a¨antyiv¨at verrattuna kypsiin.
[12] T¨aten parametrin t¨aytyisi pienenty¨a ryhm¨ass¨a 1 verrattuna kontrolliryhm¨a¨an.
Kun ty¨on tuloksista laskee KOL-keskiarvot jokaiselle ryhm¨alle, tulokset eiv¨at tue t¨ a-t¨a ilmi¨ot¨a. T¨ass¨a voi olla vaikutusta aiemmin mainituilla hiiri- ja ihmistutkimuksien eroilla. P¨a¨atelm¨a¨a kuitenkin tukevat Maindair ym. artikkelin tulokset, sill¨a t¨am¨an tutkimuksen mukaan KOL kasvaisi s¨ateilytyksen j¨alkeen.[44]
VFS-parametri kuvaa HPO2−4 -ionin mineralisoitumista kidehilaan, joka on tyypil-list¨a nuoremmalle luulle. Lis¨aksi VFS:n on osoitettu olevan k¨a¨ant¨aen verrannollinen kiteisyyden kanssa, mik¨a viittaa luun uudelleenmuodostumisen aktiivisuuteen. [34]
Luun aktiivisuuteen ja uusintakapasitettiin on vaikutusta potilaan saamalla s¨ ateily-annoksella. [12] Kun tuloksista lasketaan jokaiselle ryhm¨alle keskiarvo n¨ahd¨a¨an, ett¨a s¨ateily¨a saaneilla potilailla on hieman alentuneet VFS-arvot kahteen muuhun ryh-m¨a¨an verrattuna, joten ryhm¨an 2 potilailla voidaan todeta olevan alentunut luusolu-jen aktiivisuus ja luun uusintakapasiteetti.
Vaikka tehtiin aiempien tuloksien pohjalta joitakin johtop¨a¨at¨oksi¨a, ei kuitenkaan pystyt¨a tekem¨a¨an mink¨a¨an luuparametrin kohdalta vahvoja yleisp¨atevi¨a johtop¨a¨at¨ ok-si¨a siit¨a, kuinka s¨ateilytt¨aminen, potilaan ik¨a tai kudoksen ik¨a vaikuttaa luun koostu-mukseen. Ylemp¨an¨a tehdyt p¨a¨atelm¨at liittyv¨at vain t¨am¨an ty¨on tuloksiin, joita ei voi yleist¨a¨a pienen otannan vuoksi. T¨am¨an ty¨on pieni n¨aytem¨a¨ar¨a voi my¨os johdattaa tuloksia harhaan. Jotta voitaisiin tehd¨a luettettavampia p¨a¨atelmi¨a, tulisi mittauk-set suorittaa suuremmalle n¨aytem¨a¨ar¨alle oikean biologin valita analysoitavat alueet tarkasti, ja jossa olisi my¨os enemm¨an vaihtelua potilaiden ikien v¨allill¨a. T¨ass¨a ty¨ os-s¨a ei pystyt¨a sanomaan mit¨a¨an potilaan ikien vaikutuksista mink¨a¨an parametrin tai ryhm¨an v¨alill¨a, sill¨a kaikki potilasn¨aytteet ovat samanik¨aisilt¨a henkil¨oilt¨a, lukuunot-tamatta kontrolliryhm¨an yht¨a nuorempaa potilasta. T¨am¨an takia tuloksia ei my¨ os-k¨a¨an voi yleist¨a¨a, sill¨a tulokset eiv¨at ole v¨att¨am¨att¨a samanlaisia, jos FTIR-mittaukset olisi tehty nuorten potilaiden luun¨aytteist¨a, sill¨a FTIR-spektroskooppiset parametrit
luissa muuttuvat i¨an funktiona. [21]
S¨adehoidon tiedet¨a¨an muuttavan negatiivisesti luun rakennetta, vaurioittaen kol-lageenia, HA:a ja luun koostumusta alueellisesti ja ajallisesti riippuvalla tavalla.[5, 11, 44] N¨ain luuparametrien pit¨aisi laskea ryhmien v¨alill¨a, mutta t¨at¨a ilmi¨ot¨a ei kuiten-kaan t¨ass¨a ty¨oss¨a havaittu johtuen aiemmin mainitusta tekij¨oist¨a, erityisesti analy-soitavan alueen valinnasta. Jos otetaan kuitenkin pohdinnan alle vain yksitt¨aisi¨a mit-tauksia ja verrataan niit¨a kesken¨a¨an, voidaan havaita joidenkin luuparametrien pie-nentyv¨an. Jos verrataan esimerkiksi leikkeen 3 ensimm¨aisen mittauksen M/M-arvoja, niin ryhm¨a 2 saa pienimm¨at arvot, mutta t¨am¨akin oli varmasti vain sattumaa riip-puen analysoitavasta alueesta. On my¨os viittauksia siihen, ett¨a s¨adehoidon vaikutuk-set luuhun ovat riippuvaisia s¨ateilyn kokonaisannoksesta. Jo 30 Gy kokonaisannos johtaa luun koostumuksen muutoksiin. [12] T¨am¨an ty¨on potilaiden saamat s¨ ateily-annokset olivat kaikki olleet yli 40 Gy. T¨am¨a ei kerro luun saamaa kokonaiss¨ ateily-annosta, sill¨a s¨ateily¨a ei ensisijaisesti kohdistettu luuhun vaan kasvaimeen. Voi olla mahdollista, ett¨a n¨aytebiopsian kohdan saama kokonaiss¨ateilyannos on pieni, jolloin s¨ateilytetyn ja kontrolliryhm¨an luuparametrien arvoilla ei v¨altt¨am¨att¨a olisi suurta eroa kesken¨a¨an.
Luuparametriarvojen eroihin niin ryhmien v¨alill¨a kuin my¨os ryhm¨an sis¨all¨a on vai-kutusta itse potilaalla, josta luun¨ayte on saatu. Jotta pystytt¨aisiin sanomaan sy¨ov¨an tai s¨adehoidon vaikutus luun koostumukseen tarkemmin, pit¨aisi mittaukset suorittaa saman potilaan leikkeille ennen ja j¨alkeen kasvaimen sek¨a s¨adehoidon j¨alkeen. T¨ a-m¨a ei t¨ass¨a ty¨oss¨a p¨ade, mik¨a automaattisesti lis¨a¨a eroja tuloksien v¨alille. Lis¨aksi biologisissa leikkeiss¨a on luonnollisestikin vaihtelua, joten jos valitaan mittauspaikka sattumanvaraisesti ja onnistutaan valitsemaan t¨aysin erilaisista paikoista, havaitaan tuloksissakin suuria eroja. On my¨os mainittu, ett¨a luun koostumukseen vaikuttaa ruokavalio, sukupuoli, erilaiset sairaudet, l¨a¨akeaineet, hormonit ja jopa D-vitamiinin k¨aytt¨o. [16, 45, 53] T¨am¨an ty¨on potilaiden elintavoista ja sairauksista ei ole aikaisem-paa tietoa. Mahdollista on, ett¨a n¨am¨a tekij¨at ovat vaikuttaneet saatuihin tuloksiin.
Sukupuolen vaikutusta ei pystyt¨a arvioimaan, sill¨a jokaisessa ryhm¨ass¨a sukupuoli-jakauma on sama. Jotta voitaisiin huomioida tuloksissa my¨os sukupuolen vaikutus, tulisi otantaa suurentaa my¨os t¨am¨an takia ja tehd¨a mittauksia erilaisille ryhmille, joiden sukupuolijakauma olisi erilainen kesken¨a¨an.
FTIR-spektroskopia on tehokas ty¨okalu analysoitaessa kemiallisia yhdisteit¨a biolo-gisista n¨aytteist¨a ja data-analyysin suoritettua antavatkin runsaasti saavutettavisssa olevaa tietoa. Vaikka FTIR-spektroskopian avulla voidaan tutkia biologisia kudoksia, saada selville kudospoikkeavuudet ennen kuin ne havaittaisiin muuten, diagnosoida erilaisia sairauksia, seurata erilaisten ulkoisten tekij¨oiden, kuten s¨ateilytyksen ja l¨a¨ a-keaineiden vaikutusta biologisiin kudoksiin tai erilaisten hoitoprotokollien laadun ar-vioimiseksi, on t¨am¨an menetelm¨an k¨aytt¨o kliinisesti hyvin haastavaa tarvittavan biop-sian takia. [3, 8, 15, 25] Menetelm¨a on kuitenkin hyv¨a tutkimusk¨ayt¨oss¨a, koska se ei vaadi v¨arj¨attyj¨a leikkeit¨a ja samaa leikett¨a voidaan k¨aytt¨a¨a useammin. Menetelm¨a ei my¨osk¨a¨an tuhoa n¨aytett¨a, leikkeen esivalmistelu on suhteellisen yksinkertaista ja sit¨a tarvitaan hyvin v¨ah¨an ja mittauksien suorittaminen ei ole aikaaviev¨a¨a. Tulevaisuu-dessa tulisi kuitenkin kehitt¨a¨a FTIR-spektroskopiaa ja etenkin data-analyysi¨a, stan-dardimenetelmien puuttumisesta aiheutuvien erojen minimoimiseksi tuloksien v¨alill¨a, kuten t¨ass¨akin ty¨oss¨a havaittiin.
Yhteenveto
Erilaiset tekij¨at, kuten potilaan ja kudoksen ik¨a, s¨ateilytys ja erilaiset sairaudet, vai-kuttavat luun koostumukseen, joka voidaan m¨a¨aritt¨a¨a FTIR-spektroskopian avulla.
T¨am¨an ty¨on pohjalta ei voida kuitenkaan tehd¨a vahvoja johtop¨a¨at¨oksia siit¨a, kuinka potilaan tai kudoksen ik¨a, s¨ateilytt¨aminen tai sy¨op¨a vaikuttavat luun koostumukseen pienen otannan vuoksi. Jotta voitaisiin tehd¨a yleisp¨atevi¨a johtop¨a¨at¨oksi¨a, tarvittai-siin suurempaa otantaa sek¨a mittauksien kohdistamista erilaisille ryhmille, joissa huo-mioitaisiin ik¨a, sukupuoli ja sairaudet.
Vaikka FTIR-menetelm¨an on sanottu olevan tarkka ja antavan laadukasta tietoa analysoitavasta n¨aytteest¨a, voi se my¨os antaa erilaista spektritietoa mittausmenetel-m¨ast¨a riippuen. Mittausmenetelm¨a, jossa n¨aytteen paksuus oli pienempi ja mittaukset oli kohdistettu pienelle alueelle, onnistuivat luun¨aytteille paremmin kuin koko leik-keen kuvaus kerralla, jolloin n¨aytepaksuus oli my¨os suurempi. T¨am¨an takia on valit-tava sopiva mittausmenetelm¨a jokaiseen tilanteeseen erikseen riippuen siit¨a, millaisia n¨aytemateriaaleja halutaan mitata ja kuinka paksuja leikkeit¨a on k¨ayt¨oss¨a. Kaiken kaikkiaan FTIR-menetelm¨a on laadukas tutkimusk¨ayt¨oss¨a sen nopeuden, helppouden ja herkkyyden ansiosta.
Viitteet
[1] Koistinen, A., Improvement of Orthopaedic Bone Screws by DLC Coatings: In Vitro Methods for Testing of Screw Fixation, University of Eastern Finland, Dis-sertations in Forestry and Natural Sciences, 89, (2012), ISBN: 978-952-61-0962-6 [2] Florencio-Silva, R., Sasso, G.R.D.S., Sasso-Cerri, E., Simoes, M.J., Cerri, P.S.,
Biology of Bone Tissue: Structure, Function, and Factors That Influence Bone Cells, BioMed Research International, 1-17, (2015), DOI: 10.1155/2015/421746 [3] Boskey, A., Camacho, N.P., FT-IR imaging of native and
tissue-engineered bone and cartilage, Biomaterials, 28(15), 2465-2478, (2007), DOI:
10.1016/j.biomaterials.2006.11.043
[4] Carden, A., Morris, M.D., Application of vibrational spectroscopy to the study of mineralized tissues (review), Journal of Biomedical Optics, 5(3), 259-268, (2000), DOI: 10.1117/1.429994
[5] Green, D.E., Adler, B.J., Chan, M.E., Lennon, J.J., Acerbo, A.S., Miller, L.M., Rubin, C.T., Altered Composition of Bone as Triggered by Irradiation Facilitates the Rapid Erosion of the Matrix by Both Cellular and Physicochemical Processes, PLoS ONE, 8(5), (2013), DOI: 10.1371/journal.pone.0064952
[6] Farlay, D., Panczer, G., Rey, C., Delmas, P.D., Boivin, G., Mineral maturity and crystallinity index are distinct characteristics of bone mineral, Journal of Bone and Mineral Metabolism, 28(4), 433-445, (2010), DOI: 10.1007/s00774-009-0146-7 [7] Paschalis, E.P., Gamsjaeger, S., Klaushofer, K., Vibrational spectroscopic
tech-niques to assess bone quality, Osteoporosis International, 28, 2275-2291, (2017), DOI: 10.1007/s00198-017-4019-y
[8] Kourkoumelis, N., Zhang, X., Lin, Z., Wang, J., Fourier Transform Infrared Spectroscopy of Bone Tissue: Bone Quality Assessment in Preclinical and Clinical Applications of Osteoporosis and Fragility Fracture, Clinical Reviews in Bone and Mineral Metabolism, 17, 24-39, (2019), DOI: 10.1007/s12018-018-9255-y
[9] Vissink, A., Jansma, J., Spijkervet, F.K.L., Burlage, F.R., Coppes, R.P., Oral sequelae of head and neck radiotherapy, Critical Reviews in Oral Biology & Medici-ne, 14(3), 199-212, (2003), doi: 10.1177/154411130301400305
[10] Demir, P., Severcan, F., Monitoring radiation induced alterations in biological systems, from molecules to tissues, throught infrared spectroscopy, Applied Spect-roscopy Reviews, 51(10), 839-863, (2016), DOI:10.1080/05704928.2016.1193813 [11] Singh, S.P., Parviainen, I., Dekker, H., Schulten, E.A.J.M., Bruggengate, C.M.,
Bravenboer, N., Mikkonen, J.J., Turunen, M.J., Koistinen, A.P., Kullaa, A.M., Raman Microspectroscopy Demonstrates Alterations in Human Mandibular Bone after Radiotherapy, Journal of Analytical & Bioanalytical Techniques, 6(6), (2015),
Bravenboer, N., Mikkonen, J.J., Turunen, M.J., Koistinen, A.P., Kullaa, A.M., Raman Microspectroscopy Demonstrates Alterations in Human Mandibular Bone after Radiotherapy, Journal of Analytical & Bioanalytical Techniques, 6(6), (2015),