Импульсное электромагнитное поле высокой интенсивности для лечения переломов

10 марта 2021 г.

Несмотря на многочисленные исследования в области лечения переломов, у значительного процента пациентов сохраняется замедленная консолидация переломов и их несращение (1). По этой причине были внедрены новые методы инвазивной стимуляции костей (такие как внутрикожная электростимуляция), а также неинвазивные стратегии, включая, в частности, терапию импульсным электромагнитным полем (PEMF) (2). Различные исследования подтвердили эффективность PEMF (1,3), хотя были также и противоречивые результаты (4). Тем не менее, недавний метаанализ показал, что PEMF увеличивает скорость восстановления кости и эффективен для облегчения боли при переломах (3).

Механизм действия

Терапия импульсным электромагнитным полем включает использование катушки, в которой электрический ток генерирует магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует поток электрических зарядов в биологических тканях (5). В 2018 году Юань, Синь и Цзян (6) рассмотрели принципы и механизмы клеточного действия, участвующие в восстановлении костей, на основе терапии PEMF. По сути, PEMF производит пьезоэлектрический эффект, из которого генерируются стимулы восстановления клеток. То же явление вызывается механическими нагрузками, которым подвергается кость и которые обеспечивают стимул, необходимый для инициирования биологической реакции. Этот ответ включает в себя различные пути передачи сигналов (Ca +, WNT / бета-катенин, MAPK, FGF и VEGF, TGF beta / BMP, среди других), которые зависят от электрических градиентов, создаваемых применением PEMF. По мнению авторов, молекулы и соответствующие им сигнальные пути увеличивают количество остеобластов и их созревание, а также увеличивают пролиферацию эндотелиальных клеток и тубулизацию - оба явления важны для остеогенеза и ангиогенеза. С другой стороны, величина генерируемого электромагнитного поля оказывает прямое влияние на результирующий пьезоэлектрический эффект. Точно так же этот эффект зависит от ткани, окружающей место поражения. Следовательно: что произойдет, если мы обработаем перелом электромагнитным полем высокой интенсивности?

Новые направления: импульсное электромагнитное поле высокой интенсивности

Терапия импульсным электромагнитным полем считается малоинтенсивной техникой, поскольку используемые устройства обычно генерируют поля амплитудой 5-500 мТл (7). Напротив, высокоинтенсивные системы обычно превышают 1 Тл. Например, Super Inductive System (SIS) от BTL Industries генерирует магнитное поле 2,5 Тл, которое обеспечивает большую проникающую способность и эффективность воздействия. Системы как с высокой, так и с низкой интенсивностью работают в низкочастотном спектре, тем самым исключая возможность любого теплового эффекта. Следует отметить, что низкие частоты способны генерировать потенциалы действия определенной интенсивности. Однако устройства с низкоинтенсивным PEMF не могут вызвать деполяризацию, так как амплитуда волны очень мала. С другой стороны, системы высокой интенсивности, такие как SIS, способны вызывать деполяризацию и, таким образом, запускать моторные и / или сенсорные реакции. Таким образом, помимо активации вышеупомянутых сигнальных путей, SIS может активировать мышцы и генерировать обезболивающие эффекты при стимуляции периферических нервов. Что касается лечения переломов, учитывая амплитуду волны, можно ожидать активации тех же сигнальных путей, но более эффективным образом (это означает значительное сокращение времени лечения, а также усиление желаемого эффекта). Время обработки, описанное для обычных систем PEMF, составляет от 30 минут до одного часа (3), в то время как устройства высокой интенсивности, такие как SIS, достигают того же эффекта за 10 минут.

Вывод

Терапия импульсным электромагнитным полем использовалась в течение десятилетий для лечения переломов, сокращения времени восстановления и содействия консолидации при задержках и несращениях. В последние годы были разработаны системы импульсного электромагнитного поля высокой интенсивности, в том числе SIS от BTL Industries. В дополнение к достижению тех же эффектов, что и традиционные устройства PEMF, эта система предлагает другие преимущества (моторную и сенсорную стимуляцию), а также значительное сокращение времени лечения и большую проникающую способность магнитного поля. Эти качества определяют SIS как эффективное и действенное устройство в качестве вспомогательного средства при лечении переломов, отсроченной консолидации и несращений.

Ссылки

1.  Ассиотис А., Сачинис Н.П., Халидис Б.Е. Импульсные электромагнитные поля для лечения отсроченных сращений и несращений большеберцовой кости. Проспективное клиническое исследование и обзор литературы. Журнал Ортопедической хирургии и исследований [Интернет]. 2012; 7 (1): 1. Доступно в: Журнал ортопедической хирургии и исследований
2.  Виктория Дж., Петрисор Б., Дрю Б., Дик Д. Стимуляция костей для заживления переломов: в чем вся суета? Индийский журнал ортопедии. 2009. 43 (2): 117–20.
3.  Пэн Л., Фу Ц., Сюн Ф., Чжан К., Лян З., Чен Л. и др. Эффективность импульсных электромагнитных полей для заживления костей: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых испытаний. Биоэлектромагнетизм. 2020; 41 (5): 323–37.
4.  Моллон Б., Да Силва В., Буссе Дж. В., Эйнхорн Т.А., Бхандари М. Электрическая стимуляция для заживления переломов длинных костей: метаанализ рандомизированных контролируемых испытаний. Журнал костной и суставной хирургии – Сер. А. 2008; 90 (11): 2322–30.
5.  Кузык PRT, Schemitch EH. Наука о электростимуляционной терапии для заживления переломов. Индийский журнал ортопедии. 2009; 43 (2): 127-31.
6.  Юань Дж., Синь Ф., Цзян В. Основные сигнальные пути и терапевтическое применение импульсных электромагнитных полей при восстановлении костей. Клеточная физиология и биохимия. 2018; 46 (4): 1581-94.
7.  Марков М., Ряби Дж., Вальдорф Э. Импульсные электромагнитные поля для клинических приложений [Интернет]. CRC Press; 2020. Доступно по ссылке: http://library1.nida.ac.th/termpaper6/sd/2554/19755.pdf.