低强度脉冲超声治疗骨关节炎的应用进展_成吉华

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超声治疗在一定的治疗剂量范围内,且按正规操作时,对人 体安全无害。偶尔发生的个别不良反应或是由于滥用超声,例 如剂量过大,时间过长,疗程过久等;或是患者机体的过敏因素 所造成的。Kocaoglu 等[24]研究发现对于有金属内固定的患者来 说,应用超声治疗是安全可行的。
四、小结 LIPUS 是一种新兴的无创伤、操作方便、费用低廉、疗效确 切、并发症少的治疗方法,可治疗骨折、骨不愈合、骨质疏松,并 能够促进骨髓间充质干细胞及软骨细胞的增殖[25],在组织工程 方面具有广阔的前景。近年来有大量关于 LIPUS 的实验研究涉 及软骨细胞、Ⅱ型蛋白胶原、胶原酶、转化生长因子 β、滑膜炎及 病理改变等,临床研究也表明其具有一定的疗效。但应用 LIPUS 治疗尚存在以下问题:①如何科学地选择 LIPUS 相关治疗参 数;②如何配合其他治疗手段一起协同治疗骨关节炎;③远期临 床疗效及其安全性还需要进一步研究。随着人们对骨关节炎疾 病的研究深入以及对上述等问题的逐步解决,LIPUS 治疗骨关 节炎将具有更大的发展前景。
发现,利用 LIPUS 可促进软骨细胞增殖,降低软骨细胞的凋亡 率。Korstjens 等[4]对取自骨关节炎患者关节软骨的软骨细胞采 用 30 W/cm2、20 min/d 的 LIPUS 进行体外刺激,结果显示软骨 细胞数目增加,表明 LIPUS 对软骨细胞进行体外刺激可促进其 增殖。Irrechukwu 等[5]使用 LIPUS 治疗工程化软骨 5 周,并使用 MRI 测量其生长状况,结果显示 LIPUS 能有效促进工程化软骨的 生长,为临床使用组织工程软骨修复关节软骨损伤提供了新方法[6]。
参考文献
[1] 叶栋,陶军.低强度脉冲超声波对骨折愈合的影响.中国组织工程 研究与临床康复,2011,15(4):690-694.
ABSTRACT Recent studies have confirmed that the low - intensity pulsed ultrasound is an effective method for osteoarthritis therapy.These studies related to chondrocyte,collagen type Ⅱ,collagenases,transforming growth factor beta,synovitis and pathologic changes.Series of clinical research have confirmed that the low -intensity pulsed ultrasound has advantages of noninvasive,easy operated,efficacious for osteoarthritis treatment with low cost and less complication.This paper reviews the applications of low-intensity pulsed ultrasound used for osteoarthritis treatmet.
·综
· 4ห้องสมุดไป่ตู้5 · 述·
低强度脉冲超声治疗骨关节炎的应用进展
成吉华 赵 丹 郭 杨 马 勇
摘 要 近年来低强度脉冲超声治疗骨关节炎在临床研究中取得了一定的疗效。研究内容涉及软骨细胞、Ⅱ型蛋
白胶原、胶原酶、转化生长因子 β、滑膜炎及病理改变等方面。系列临床研究结果说明低强度脉冲超声是一种无创伤、操
作方便、费用低廉、疗效确切、并发症少的治疗方法。本文就低强度脉冲超声治疗骨关节炎的应用进展作一综述。
基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(BK2011812);江苏省“六大人才高峰”资助项目(2010-WS-082) 作者单位:210023 南京市,南京中医药大学骨伤研究所 通信作者:马勇,E-mail:cjhtcm@126.com
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临床超声医学杂志 2014 年 7 月第 16 卷第 7 期 J Clin Ultrasound in Med,July 2014,Vol.16,No.7
2.LlPUS 对Ⅱ型胶原蛋白的影响 Ⅱ型胶原蛋白是构成关节软骨基质的主要结构成分,占胶 原总量约 90%,胶原纤维在关节软骨内相互教程形成纤维网状 结构,有较强的耐磨能力,并具有抵抗压力负荷的作用。骨关节 炎发病时Ⅱ型胶原降解有明显增加,从软骨表层的细胞周围开 始,逐渐向深层和远处发展,Ⅱ型胶原质和量的改变是骨关节炎 发病的重要环节[7]。王小红等[8]对兔骨关节炎模型行 LIPUS 治 疗,超声强度为 30 W/cm2,15 min/d,分别于治疗后 2 周、4 周、 8 周处死实验动物,结果发现在相同时间点 LIPUS 治疗组软骨 损伤程度较对照组轻,LIPUS 治疗组Ⅱ型胶原表达高于对照组, 差异有统计学意义。Naito 等[9]研究发现 LIPUS 能增加关节软骨 中的Ⅱ型胶原蛋白的合成,其机制可能是通过激活软骨细胞Ⅱ型
KEY WORDS Pulsed ultrasound,low-intensity;Osteoarthritis;Chondrocyte;Collagenase
骨关节炎是以关节软骨变形、受损、软骨下骨硬化、关节边缘 和软骨下骨反应性增生及骨赘形成为主要病理改变的慢性关节 疾病。其发病机制是由于机械性和生物性因素的共同作用,破坏 了关节软骨细胞、细胞外基质和软骨下骨正常合成与降解耦联的 结果。低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound,LlPUS)作 为物理治疗方法的一种,已广泛应用于治疗骨折、骨不连等骨科 疾病[1]。近年来越来越多的学者应用 LIPUS 治疗骨关节炎,并取 得了一定的疗效[2]。本文就 LIPUS 治疗骨关节炎的应用进展作 一综述。
关键词 脉冲超声,低强度;骨关节炎;软骨细胞;胶原酶
[中 图 法 分 类 号 ]R445.1
[文献标识码] A
A review of low-intensity pulsed ultrasound in the treatment of osteoarthritis
CHENG Jihua,ZHAO Dan,GUO Yang,MA Yong Institute of Traumatology and Orthopedics,Nanjing University of Chinese Medicine,Nanjing 210023,China
胶原相关 mRNA 的表达,从而在大鼠骨关节炎模型表现出软骨 保护作用。
3.LlPUS 对胶原酶的影响 在骨关节炎的病程发展过程中,软骨细胞合成的基质金属 蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)也参与了骨关节炎软骨 基质的降解过程。高活性的胶原酶 MMP-13 在正常组织中不表 达,而在骨关节炎软骨细胞中有高度表达[3,10],并能激活胶原酶 MMP-1,加速胶原 的 降 解 ,胶 原 被 破 坏 后 ,软 骨 细 胞 失 去 了 胶 原蛋白网的保护作用,其凋亡率进一步增加。王小红等[8] 对兔骨 关节炎模型行 LIPUS 治疗,结果发现 LIPUS 治疗组 MMP-13 表 达低于对照组,差异有统计学意义。李雪萍[11]观察 4 个 LIPUS 照射组,各照射组 MMP-13 含量均较对照组显著降低(P﹤0.05), 其中 40 W/cm2 组 MMP-13 含量最低(P﹤0.05),考虑 LIPUS 可能 是通过抑制基质金属蛋白酶 mRNA 表达来保护关节软骨。也有 研究[12]表明 LIPUS 干预后软骨中 MMP-13 表达减少,Ⅱ型胶原 降解减缓,可能与 ERK1/2 和 p38 信号传导通路受到抑制有关。 4.LlPUS 对转化生长因子 β 的影响 转化生长因子 β 可刺激细胞外基质分泌,有拮抗炎症细胞 因子的作用,可阻断胶原酶的释放,防止基质降解,从而在组织修 复和调节关节炎的过程中起着重要作用。研究[13]表明转化生长因 子-β1 在软骨诱导方面具有重要作用。Mukai 等[14]使用聚合软骨细 胞培养系统分析 LIPUS 对软骨细胞的影响,结果显示在治疗后 2 h 和 12 h,转化生长因子-β1 mRNA 的表达得到很大提高。 5.LlPUS 对滑膜炎的影响 几乎所有骨关节炎患者的滑膜中均有局部或散在的炎症反 应。学者[15]证实 LIPUS 可明显减少动物关节炎模型中炎性细胞 浸润到滑膜组织,显示出较强的抗炎作用。唐进等[16]采用免疫组 织化学方法观察兔关节软骨和滑膜水通道蛋白 3 的表达,结果 显示各组兔关节软骨和滑膜水通道蛋白 3 的表达均有所增加, 与对照组比较,实验组兔关节软骨和滑膜水通道蛋白 3 表达均 明显降低(P﹤0.01),提示 LIPUS 可能是通过缓解滑膜炎症,从 而缓解关节肿胀,延缓软骨和滑膜的退变,显示出软骨和滑膜保 护作用。 6.LlPUS 对病理改变的影响 骨性关节炎的主要病理组织学改变为软骨表层出现浅表溃 疡,软骨中深层基质部分沿其胶原纤维走向撕裂,形成较多与表 面垂直的裂隙,软骨厚度明显减少,潮线前移、紊乱,部分消失, 钙化层增厚,血管自软骨下骨长入软骨钙化层或软骨深层 。 [17] 周崑等[18]按照 Hulth 法制作实验性兔骨关节炎动物模型,术后 2 周开始 LIPUS 治疗,术后第 4、8 周取股骨内髁部位的关节软 骨做病理切片,结合组织学和组织化学变化,并参考 Mankin’s 评分标准,结果发现随着观察时间的延长,LIPUS 组和对照组的 关节软骨退变程度逐渐加重,在同一观察时间,LIPUS 组的关节 软骨退变程度较对照组轻(P﹤0.05)。 三、LlPUS 治疗骨关节炎的临床研究 近年来,超声已被广泛应用于临床治疗骨关节炎疾病,研 究 [19-20]显示超声治疗能减少软组织炎症反应,增加组织的可扩 展性,减轻关节肿痛,增加关节灵活性和减少炎症反应。杨鹏飞 等[21]将膝关节骨关节炎患者随机分为超声关节炎治疗仪治疗组
一、LIPUS 及其作用机制 LlPUS 治疗是指利用输出强度小于 0.1 W/cm2 的脉冲超声 作用于人体病变部位,影响细胞的物质代谢过程,加速代谢产物 的排出,改善细胞缺血、缺氧状态,改善组织的营养,提高细胞组 织的再生能力,从而达到治疗疾病的目的。目前公认的超声波 治疗作用机制有机械效应、热效应及空化效应。 二、LlPUS 治疗骨关节炎的实验研究 1.LlPUS 对软骨细胞的影响 关节软骨主要成分是软骨细胞和基质。骨关节炎发病时, 关节软骨发生退行性改变,使软骨细胞的凋亡率增高。研究[3]
6l1pus对病理改变的影响骨性关节炎的主要病理组织学改变为软骨表层出现浅表溃疡软骨中深层基质部分沿其胶原纤维走向撕裂形成较多与表面垂直的裂隙软骨厚度明显减少潮线前移紊乱部分消失钙化层增厚血管自软骨下骨长人软骨钙化层或软骨深层一
临床超声医学杂志 2014 年 7 月第 16 卷第 7 期 J Clin Ultrasound in Med,July 2014,Vol.16,No.7
(A 组)和对照组(B 组),独立样本 t 检验显示 A、B 组视觉模拟 评分疗效指数和膝关节炎疼痛评分疗效指数比较差异有统计学 意义(P=0.000)。唐进等[22]将膝关节骨关节炎患者 246 例随机分 为低频脉冲超声加口服塞来昔布胶囊治疗组(A 组)、单纯低频 脉冲超声治疗组(B 组)和口服药物塞来昔布胶囊组(C 组),治疗 8 周后,检测视觉模拟评分疗效指数和膝关节炎疼痛评分疗效指 数,结果显示三组间差异均有统计学意义(P﹤0.05);对于治疗前 后白介素-1、胶原酶 MMP-9 的变化量,A 组各项观察指标均有 明显改善,与 B、C 组比较差异有统计学意义(P﹤0.01),B、C 组 比较差异亦有统计学意义(P﹤0.05),表明低频超声结合口服塞 来昔布胶囊治疗骨关节炎具有明显的疗效,且疗效优于单用口 服药物和单纯低频超声治疗,提示二者可能有协同作用。 Tascioglu 等[23]研究超声治疗膝关节骨关节炎的短期疗效,结果 显示脉冲超声组 VAS 评分和骨关节炎评分较安慰剂组显著提 高,表明在短期内脉冲超声疗法对于膝骨关节炎患者是一种安 全和有效的治疗方式。
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