Surgical treatment of hamstring injuries and disorders – the clinical spectrum from chronic tendinopathy to complete rupture

Hamstring muscle injuries and tendon disorders are common, especially in sports. They can be severe and difficult to treat, often resulting in impaired athletic performance and long rehabilitation times. Previous studies considering treatment of these problems are scarce. The current study was designed to investigate the effect of surgery on different types of hamstring muscle injuries and on proximal hamstring tendinopathy. In addition, we wanted to study the typical histopathological findings relating to proximal hamstring tendinopathy. In the study of complete (all three muscles torn) proximal hamstring avulsions (41 patients), our results showed that early operative treatment gives significantly better results than late surgery, and is therefore recommended. Despite this, considerable improvement of symptoms could also be achieved in chronic cases. In the study of partial (one or two muscles torn) proximal hamstring tears (47 patients), we observed that these injuries can cause significant functional deficit and impaired performance in athletes. The main finding was that after surgical repair most of the patients were able to return to their pre-injury level of sports. In the study of distal hamstring tears (18 patients), the results showed that surgical treatment had a good effect in the majority of these cases. In proximal hamstring tendinopathy, the main problem is pain which limits sports. In this study (90 patients), we found that after unsuccessful conservative treatment, surgery was a good treatment option resulting in full return to sports in most cases. In tendinopathic hamstring tendons, the morphological changes of tendinosis were largely identical to those previously described in other common (e.g. Achilles and patellar) tendinopathies. In chronic proximal hamstring avulsions, and also in reoperations, a large defect between distally retracted tendons and the ischial tuberosity may occasionally prevent anatomic reinsertion. We have described a reconstruction method using fascia lata autograft augmentation to be used in these most challenging repairs. This technique was utilized in the treatment of five patients, with encouraging results.

Epidemiology, management and outcome of facial injuries

Dental injuries are common and the incidence of maxillofacial injuries has increased over the recent decades in Finland. Accidental injuries are the global leading cause of death among children over the age of one year and among adults under the age of 40 globally. Significant resources and costs are needed for the treatment of these patients. The prevention is the most economical way to reduce trauma rates and costs. For the prevention it is crucial to know the prevalences, incidences and risk factors related to injuries. To improve the quality of treatment, it is essential to explore the causes, trauma mechanisms and management of trauma. The above mentioned was the aim of this thesis. With a large epidemiological cohort study (5737 participants) it was possible to estimate lifetime prevalence of and risk factors for dental trauma in general population (Study I). The prevalence of dental fractures was 43% and the prevalence of dental luxations and avulsions was 14%. Male gender, a history of previous non-dental injuries, mental distress, overweight and high alcohol consumption were positively associated with the occurrence of dental injuries Study II was conducted to explore the differences in type and multiplicity of mandibular fractures in three different countries (Canada, Finland and Kuwait). This retrospective study showed that the differences in mandibular fracture multiplicity and location are based on different etiologies and demographic patterns. This data can be exploited for planning of measures to prevent traumatic facial fractures. The etiology, management and outcome of 63 pediatric skull base fracture (Study III) and 20 pediatric frontobasal fracture patients (Study IV) were explored. These retrospective studies showed that, both skull base fracture and frontobasa fracture are rare injuries in childhood and although intracranial injuries and morbidity are frequent, permanent neurological or neuropsychological deficits are infrequent. A systematic algorithm (Study V) for computer tomography (CT) image review was aimed at clinicians and radiologists to improve the assessment of patients with complex upper midface and cranial base trauma. The cohort study was cross sectional and data was collected in the Turku and Oulu University Hospitals. A novel image-reviewing algorithm was created to enhance the specificity of CT for the diagnosis of frontobasal fractures. The study showed that an image-viewing algorithm standardizes the frontobasal trauma detection procedure and leads to better control and assessment. The purpose of the retrospective subcranial craniotomy study (VI) was to review the types of frontobasal fractures and their management, complications and outcome when the fracture is approached subcranially. The subcranial approach appears to be successful and have a reasonably low complication rate. It may be recommended as the technique of choice in multiple and the most complicated frontal base fractures where the endoscopic endonasal approach is not feasible.

Bile duct stones, strictures and iatrogenic lesions: studies on early diagnosis and treatment.

Aims: This study was carried out to investigate the role of common liver function tests, and the degree of common bile duct dilatation in the differential diagnosis of extrahepatic cholestasis, as well as the occurrence, diagnosis and treatment of iatrogenic bile duct injuries. In bile duct injuries, special attention was paid to gender and severity distribution and long-term results. Patients and methods: All consecutive patients with diagnosed common bile duct stones or malignant strictures in ERCP between August 2000 and November 2003. Common liver function tests were measured in the morning before ERCP on all of these 212 patients, and their common bile duct diameter was measured from ERCP films. Between January 1995 and April 2002, 3736 laparoscopic cholecystectomies were performed and a total of 32 bile duct injuries were diagnosed. All pre-, per-, and postoperative data were collected retrospectively; and the patients were also interviewed by phone. Results: Plasma bilirubin proved to be the best discriminator between CBD stones and malignant strictures (p≤0.001 compared to other liver function tests and degree of common bile duct dilatation). The same effect was seen in Receiver Operating Characteristics curves (AUC 0.867). With a plasma bilirubin cut-off value of 145 μmol/l, four out of five patients could be classified correctly. The degree of common bile duct dilatation proved to be worthless in differential diagnostics. After laparoscopic cholecystectomy the total risk for bile duct injury was 0.86%, including cystic duct leaks. 86% of severe injuries and 88% of injuries requiring operative treatment were diagnosed in females. All the cystic duct leakages and 87% of the strictures were treated endoscopically. Good long-term results were seen in 84% of the whole study population. Conclusions: Plasma bilirubin is the most effective liver function test in differential diagnosis between CBD stones and malignant strictures. The only value of common bile duct dilatation is its ability to verify the presence of extrahepatic cholestasis. Female gender was associated with higher number of iatrogenic bile duct injuries, and in particular, most of the major complications occur in females. Most of the cystic duct leaks and common bile duct strictures can be treated endoscopically. The long-term results in our institution are at an internationally acceptable level.

Turun seudun turvallisen ja kestävän liikkumisen suunnitelma

Turun seudun turvallisen ja kestävän liikkumisen suunnitelma on laadittu seudun kuntien ja Varsinais-Suomen ELY-keskuksen yhteistyönä. Suunnitelmassa on selvitetty liikenneturvallisuuden, liikkumisen, toimintaympäristön ja liikennejärjestelmän nykytilaa sekä kartoitettu liikenneturvallisuusongelmia erilaisten analyysien ja kyselyiden avulla. Nykytila-analyysin pohjalta on asetettu liikenneturvallisuustyön visio ja tavoitteet sekä määritetty toimenpide-ehdotukset. Tavoitteisiin pääsemistä tukevat liikenneympäristön parantamistoimenpiteiden ohjelma, liikkumisen ohjauksen toimintaohjelma sekä hallintokuntien liikenneturvallisuustyön toimenpiteistä kootut toimintasuunnitelmat. Onnettomuusanalyysin perusteella liikenneturvallisuuden tila oli Turun seudulla hieman koko Suomen keskiarvoa heikompi. Seudulla tapahtui vuosina 2001-2010 henkilövahinkoon johtaneita onnettomuuksia keskimäärin 132 / 100 000 asukasta, kun vastaava luku oli 126 koko maan osalta. Kuolemaan johtaneita onnettomuuksia tapahtui seudulla vähemmän, mutta loukkaantumiseen johtaneita onnettomuuksia koko maan keskiarvoa enemmän. Onnettomuuksissa kuoli tai loukkaantui koko maan keskiarvoa enemmän jalankulkijoita ja polkupyöräilijöitä. Lukumäärällisesti eniten onnettomuuksia tapahtui 18–19-vuotiaille, mutta henkilövahinkoon johtaneita onnettomuuksia tapahtui selvästi eniten 15–16-vuotiaille. Seudulla tapahtuneista liikenneonnettomuuksista aiheutui vuosittain keskimäärin 127,2 miljoonan euron kustannukset, josta kuntien osuus oli vuosittain noin 22,3 miljoonaa euroa. Asukkaille suunnatun kyselyn mukaan sekä työmatkat että lyhyet vapaa-ajan matkat tehtiin useimmiten henkilöautolla. Koululaisia pidettiin turvattomimpana tienkäyttäjäryhmänä, ja kävelyä sekä pyöräilyä turvattomimpina kulkutapoina. Välinpitämättömyyttä pidettiin merkittävimpänä syynä erilaisiin liikennerikkomuksiin ja tärkeimmäksi kehittämistarpeeksi nousi liikennekäyttäytyminen. Yhdyskuntarakenteen ja toimintaympäristön analyysin perusteella seudulla on hyvät edellytykset kestävien kulkumuotojen kuten joukkoliikenteen houkuttelevuuden lisäämiselle sekä kävelyn ja pyöräilyn verkoston kehittämiselle. Onnettomuusanalyysin ja valtakunnallisten tavoitteiden pohjalta Turun seudulle asetettiin liikenneturvallisuustyön tavoitteet. Tavoitelaskelman mukaan liikennekuolemien ja loukkaantuneiden määrä tulee puolittaa vuosien 2006-2010 keskiarvosta vuoteen 2020 mennessä. Tavoitteen mukaan liikenteessä kuolee enintään 6 (lähtötaso 12) ja loukkaantuu 236 (lähtötaso 471) vuonna 2020. Vaikutusarvion perusteella voidaan arvioida päästävän tavoitteeseen suunnitelmakauden aikana. Tavoitteiden saavuttaminen on kuitenkin haasteellista ja edellyttää tehokasta yhteistyötä eri tahojen välillä. Tavoitteeseen tulee pyrkiä laajaa keinovalikoimaa käyttäen. Suunnitelmatyön aikana aktivoitiin kuntien turvallisen ja kestävän liikkumisen ryhmät, joiden toiminnan tueksi laadittiin toimintasuunnitelmat sekä vuosikello työn eri vaiheista. Ryhmät vastaavat suunnitelman toteuttamisesta, toteutumisen seurannasta ja tarvittaessa päivittämisestä.

Yhdessä tuumin kohti turvallisempaa liikkumista : Loimaan seudun liikenneturvallisuussuunnitelma

Loimaan seudun liikenneturvallisuussuunnitelma on laadittu seudun kuntien ja Varsinais-Suomen ELY-keskuksen yhteistyönä. Liikenneturvallisuussuunnitelman tavoitteena on edistää kokonaisvaltaisella tavalla nykyistä vastuullisempaa ja turvallisuushakuisempaa liikkumista seudulla. Suunnitelmassa esitetyillä toimenpiteillä pyritään merkittävästi vähentämään seudulla tapahtuvien liikennekuolemien ja liikenteessä loukkaantuneiden määrää. Tavoitteena on myös edistää nykyistä kestävämpää liikkumista, jolla terveys- ja ympäristövaikutusten ohella on myönteinen vaikutus myös liikenneturvallisuuskehitykseen. Loimaan seudulla tapahtuu vuosittain keskimäärin viisi kuolemaan ja 70 loukkaantumiseen johtanutta onnettomuutta. Asukaslukuun suhteutettuna Loimaan seudulla tapahtuu selvästi enemmän henkilövahinko-onnettomuuksia kuin maakunnassa tai koko maassa keskimäärin. Myös liikenneonnettomuuksien vakavuusaste on maakunnan ja koko maan keskitasoa korkeampi. Kulkutavoittain tarkasteltuna korostuvat erityisesti henkilöauto-onnettomuudet. Liikennekuolemista peräti kolme neljäsosaa on tapahtunut autoilijoille. Ikäryhmittäin tarkasteltuna suurin onnettomuusriski on 15–24-vuotiailla, jotka muodostavat seudun liikenteen uhreista 39 prosenttia (ikäryhmän osuus seudun väestöstä on 11 prosenttia). Liikenneonnettomuuksista aiheutuu seudun kunnille vuosittain lähes kahdeksan miljoonan euron kustannukset – yli 200 euroa asukasta kohden. Nykytilan kuvausten pohjalta ja valtakunnalliset linjaukset huomioiden seudun liikenneturvallisuustyölle on asetettu pitkän aikavälin visio, määrälliset liikenneonnettomuuksien vähentämistavoitteet sekä lähivuosien toimintaa suuntaavat kärkitehtävät. Tavoitteiden mukaan seudun liikennekuolemien määrän tulee vähentyä nykyisestä viidestä hengestä1-2 henkeen vuoteen 2020 mennessä. Loukkaantumisten määrän tulee vähentyä nykyisestä 95 henkilöstä vähintään 71 henkilöön vuoteen 2020 mennessä (-25 %). Suunnitelmassa asetettujen tavoitteiden saavuttamiseen pyritään monipuolisen ja toimien vaikuttavuuden perusteella kohdennetun toimenpidejoukon keinoin sekä kehittämällä eri toimijoiden välistä yhteistyötä ja työnjakoa toimenpiteiden edistämisessä. Suunnitelmassa on esitetty 14 kärkitehtäväkokonaisuutta, joihin toiminta tulee vaikuttavuuden perusteella ensisijaisesti kohdistaa. Suunnitelman vaikutustenarvioinnin perusteella voidaan todeta, että keinot asetettujen tavoitteiden saavuttamiseksi ovat olemassa, mutta tavoitteisiin pääseminen edellyttää erittäin suuria panostuksia kaikilla liikenneturvallisuustyön osa-alueilla, ja erityisesti liikennekäyttäytymiseen ja yhteistyöhön kohdistuvien toimenpiteiden osalta. Liikennekuolemien puolittamisen tavoite nykytasosta vuoteen 2020 on tehtyjen tarkastelujen perusteella mahdollista. Myös loukkaantumisten määrän vähentäminen on saavutettavissa esitetyin toimenpitein.

Unconventional integrin-ligand interactions

Integrins are cell surface adhesion and signaling receptors. Cells use integrins to attach to the extracellular matrix and to other cells, as well as for sensing their environment. In addition to adhesion and migration, integrins have been shown to be important for many biological processes including apoptosis, cell proliferation, and differentiation into specific tissues. Many important next generation biological drugs inhibit integrin functions. Thus, research into interactions between integrins and their ligands under different physiological and pathological conditions is not only of academic interest, but is also important for the field of drug discovery. In this Ph.D. project, the functions of integrin-ligand interactions were studied under different physiologically interesting conditions including 1) human echovirus 1 binding to integrin α2β1, 2) integrin α2β1 binding to collagen under flow conditions, 3) integrin α2β1 binding to a ligand in the presence of the angiogenesis inhibitor histidine rich glycoprotein (HRG) and 4) integrin binding to posttranslationally citrullinated ligands. As a result of the project, we could show that for each condition the integrin-ligand interaction is somewhat unconventional. 1) Echovirus 1 binds only to non-activated conformations of integrin α2β1. 2) Surprisingly, the non-activated conformation is also the primary conformation of integrin α2β1 when it binds to collagen under flow conditions, like when platelets adhere to subendothelial collagen in vascular injuries. In addition, the pre-activation of integrin α2β1 does not increase adhesion under flow. 3) HRG binds to integrin α2β1 through a low-affinity interaction that inhibits integrin binding to collagen. This shows that low affinity interactions could be biologically relevant and possibly regulate angiogenesis. 4) The citrullination of collagen, a posttranslational modification reported to occur in rheumatoid arthritis, specifically inhibits the binding of integrin α10β1 and α11β1, but does not affect the binding of α1β1 ja α2β1. On the other hand, the citrullination of isoDGR in fibronectin and RGD in pro-TGF- β:n inhibit integrin binding completely. Citrullination seems to be an inflammation related process and integrin ligands become citrullinated frequently in vivo. This Ph.D. thesis suggests that unconventional interaction mechanisms between integrins and their ligands, such as posttranslational modifications, low affinity interactions, and non-activated integrin conformations, can have an important role in pathological processes. The study of these kinds of integrin-ligand interactions is important for understanding biological phenomena more deeply. The research might also be beneficial for the development of integrin based therapies for treating diseases.