Імпульсне електромагнітне поле високої інтенсивності для лікування переломів

10 березня 2021 року

Незважаючи на численні дослідження в області лікування переломів, у значного відсотка пацієнтів зберігається уповільнена консолідація переломів і їх незрощення (1). З цієї причини були впроваджені нові методи інвазивної стимуляції кісток (такі як внутрішкірна електростимуляція), а також неінвазивні стратегії, включаючи, зокрема, терапію імпульсним електромагнітним полем (PEMF) (2). Різні дослідження підтвердили ефективність PEMF (1,3), хоча були також і суперечливі результати (4). Проте, недавній метааналіз показав, що PEMF збільшує швидкість відновлення кістки і ефективний для полегшення болю при переломах (3).

Механізм дії

Терапія імпульсним електромагнітним полем включає використання котушки, в якій електричний струм генерує магнітне поле, яке, в свою чергу, індукує потік електричних зарядів в біологічних тканинах (5). У 2018 році Юань, Синь і Цзян (6) розглянули принципи і механізми клітинної дії, які беруть участь у відновленні кісток, на основі терапії PEMF. По суті, PEMF виробляє п'єзоелектричний ефект, з якого генеруються стимули відновлення клітин. Те ж явище викликається механічними навантаженнями, яким піддається кістка і які забезпечують стимул, необхідний для ініціювання біологічної реакції. Ця відповідь включає в себе різні шляхи передачі сигналів (Ca +, WNT / бета-катенин, MAPK, FGF і VEGF, TGF beta / BMP, серед інших), які залежать від електричних градієнтів, що створюються застосуванням PEMF. На думку авторів, молекули і відповідні їм сигнальні шляхи збільшують кількість остеобластів і їх дозрівання, а також збільшують проліферацію ендотеліальних клітин і тубулізацію - обидва явища важливі для остеогенезу і ангіогенезу. З іншого боку, величина генерується електромагнітним полем та має прямий вплив на результат п'єзоелектричного ефекту. Точно так же цей ефект залежить від тканини, що оточує місце ураження. Отже, що станеться, якщо ми опрацюємо перелом електромагнітним полем високої інтенсивності?

Нові напрямки: імпульсна електромагнітне поле високої інтенсивності.

Терапія імпульсним електромагнітним полем вважається малоінтенсивною технікою, оскільки використовувані пристрої зазвичай генерують поля амплітудою 5-500 мТл (7). Навпаки, високоінтенсивні системи зазвичай перевищують 1 Тл. Наприклад, Super Inductive System (SIS) від BTL Industries генерує магнітне поле 2,5 Тл, яке забезпечує більшу проникаючу здатність і ефективність впливу. Системи як з високою, так і з низькою інтенсивністю працюють в низькочастотному спектрі, тим самим виключаючи можливість будь-якого теплового ефекту. Слід зазначити, що низькі частоти здатні генерувати потенціали дії певної інтенсивності. Однак пристрої з низькоінтенсивних PEMF не можуть викликати деполяризацію, так як амплітуда хвилі дуже мала. З іншого боку, системи високої інтенсивності, такі як SIS, здатні викликати деполяризацію і, таким чином, запускати моторні та / або сенсорні реакції. Таким чином, крім активації вищезгаданих сигнальних шляхів, SIS може активувати м'язи і генерувати знеболюючі ефекти при стимуляції периферичних нервів. Що стосується лікування переломів, враховуючи амплітуду хвилі, можна очікувати активації тих же сигнальних шляхів, але більш ефективним чином (це означає значне скорочення часу лікування, а також посилення бажаного ефекту). Час обробки, описаний для звичайних систем PEMF, становить від 30 хвилин до однієї години (3), в той час як пристрої високої інтенсивності, такі як SIS, досягають того ж ефекту за 10 хвилин.

Висновок

Терапія імпульсним електромагнітним полем використовувалася протягом десятиліть для лікування переломів, скорочення часу відновлення і сприяння консолідації при затримках і незрощенні кісток. В останні роки були розроблені системи імпульсного електромагнітного поля високої інтенсивності, в тому числі SIS від BTL Industries. На додаток до досягнення тих же ефектів, що і традиційні пристрої PEMF, ця система пропонує інші переваги (моторну і сенсорну стимуляцію), а також значне скорочення часу лікування і велику проникаючу здатність магнітного поля. Ці якості визначають SIS як ефективний і дієвий пристрій як допоміжний засіб при лікуванні переломів, відстроченої консолідації та незрощень.

Посилання

1. Ассіотіс А., Сачініс Н.П., Халідіс Б.Є. Імпульсні електромагнітні поля для лікування довгострокових зрощень великогомілкової кістки. Клінічне дослідження і огляд літератури. Журнал Ортопедичної хірургії та досліджень [Інтернет]. 2012; 7 (1): 1. Доступно в: Журнал ортопедичної хірургії та досліджень
2. Вікторія Дж., Петрісор Б., Дрю Б., Дік Д. Стимуляція кісток для загоєння переломів: у чому вся метушня? Індійський журнал ортопедії. 2009. 43 (2): 117-20.
3. Пен Л., Фу Ц., Сюн Ф., Чжан К., Лян З., Чен Л. і ін. Ефективність імпульсних електромагнітних полів для зростання кісток: систематичний огляд і метааналіз рандомізованих контрольованих випробувань. Біоелектромагнетізм. 2020; 41 (5): 323-37.
4. Моллон Б., Да Сілва В., Буссе Дж. В., Ейнхорна Т.А., Бхандарі М. Електрична стимуляція для зрощування переломів довгих кісток: метааналіз рандомізованих контрольованих випробувань. Журнал кісткової і суглобової хірургії - Сер. А. 2008; 90 (11): 2322-30.
5. Кузик PRT, Schemitch EH. Наука про електростимуляціонної терапії для загоєння переломів. Індійський журнал ортопедії. 2009 року; 43 (2): 127-31.
6. Юань Дж., Синь Ф., Цзян В. Основні сигнальні шляхи і терапевтичне застосування імпульсних електромагнітних полів при відновленні кісток. Клітинна фізіологія і біохімія. 2018; 46 (4): 1581-94.
7. Марков М., брижах Дж., Вальдорф Е. Імпульсні електромагнітні поля для клінічних додатків [Інтернет]. CRC Press; 2020.