骨质疏松物理治疗的研究进展

第28卷 第5期

2011年 10月

生物医学工程学杂志

Journal of Biom edical Engineering

Vol.28 No.5October 2011

骨质疏松物理治疗的研究进展

黄廷生1v 综述 何成奇2 审校

1(四川省广元市第一人民医院康复医学科,广元628017)

2(四川大学华西医院康复医学科,成都610041)

摘 要:骨质疏松的治疗方法种类繁多,作用特点也各不相同。本文主要从物理治疗的角度对脉冲电磁场(P EM F s)、体外冲击波(ESW)、低强度脉冲式超声波(L IPU S)以及综合疗法进行探讨,分析它们的作用机制、临床应用研究新进展,以指导临床更合理地选择治疗方法,并寻找进一步研究方向。通过研究找出各自的优势,扬长避短,寻找到最佳的治疗方法,以达到更好的治疗效果。

关键词:骨质疏松;脉冲电磁场;体外冲击波;低强度脉冲式超声波;综合疗法中图分类号 R312 文献标识码 A 文章编号 1001-5515(2011)05-1057-04

The Update Progress of Physical Treatment for O steoporosis

Huang Tingsheng 1 He Chengqi 2

1(Dep artment of R ehabilitation ,the Fir st Pe op le .s H osp ital of Gu angy uan,Gu an gyu an 628017,China)2(S ic huan Pr ou ince E mph asis L aboratof y of P hysical M e dicine &Reh abilitation ,We st China H osp ital,

Sichu an Univ er sity ,Che ngd u 610041,China)

Abstract:T r eatments fo r osteo po rosis have many var ieties,and the r ole,character istics o f them ar e also different.T his paper investig ates fro m the perspect ive of physical therapy pulsed electro magnetic fields (P EM F s),sho ck wave ,and low -intensity pulsed ultraso und (LIP U S)therapy.T hen co mpr ehensive analy sis of their mechanism of ac -tion,clinical applicatio n of new advances for mo re reasonable choice for clinical tr eatment and further tr end o f r e -search are discussed.T hr ough the research and discussions,we find out the str eng ths,w eaknesses,and t he best met ho d o f treatment in or der to achieve better thera peutic effect.

Key words:O steo po ro sis;Pulsed electr omagnetic fields (PEM F s);Ext racor po real sho ck w av e (ESW );L ow -intens-i ty pulsed ultr aso und (L IPU S);Compr ehensive tr eatment

v 通讯作者。E -mail:hts55222@

引言

骨质疏松症是一种伴随增龄衰老或医学原因引起的以骨量降低、骨微细结构受损导致骨脆性增加和易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病。

随着全球人口老龄化,骨质疏松症及骨质疏松性骨折的发病率逐渐上升。据预测,我国现有老年人口113亿,骨质疏松症患者(包括骨量减少)共有8400万,占总人口的616%。美国2005年超过200万人发生骨质疏松性骨折,直接经济花费为170亿美元[1-5]。

目前,骨质疏松症治疗主要采取药物疗法,如双磷酸盐、钙剂、维生素D 、降钙素、雌激素等,能有效

提升骨量,从而减少骨折危险性。然而药物治疗存

在不少不良反应及副作用。使用物理疗法治疗骨质疏松症相对安全,应受到重视,现就此作一综述。

1 脉冲电磁场

脉冲电磁场(pulsed electr omagnetic fields,PEMFs)由美国著名矫形外科专家Bassett 提出并成功地应用于临床治疗。目前,PEMFs 治疗原发性骨质疏松症得到日益重视。

1.1 缓解疼痛

刘战立等[6]对82例原发性骨质疏松症患者进行低频脉冲电磁场治疗,每次40min,1次/d,每周治疗5次,共30次为一个疗程。结果:治疗后在78例有疼痛症状的患者中,疼痛消失或缓解75例,总有效率为9612%,提示低频脉冲电磁场能缓解原发

生物医学工程学杂志第28卷

性骨质疏松症患者疼痛症状。

杨霖等[7]对41名骨质疏松症患者进行低频脉冲电磁场治疗,结果经过每周6次、连续30次的治疗,患者在(418?01286)d开始疼痛缓解,一周后疼痛缓解3613%?317%,30d后疼痛缓解8710%? 211%;提示低频脉冲电磁场可以有效缓解骨质疏松症相关疼痛。

1.2对骨密度、骨组织形态及生物力学的影响

多个实验结果均表明PEM Fs能显著改善去卵巢大鼠骨密度、骨钙含量和骨生物力学性能,并筛选出了最适刺激参数。

何成奇等[8]研究发现:三种不同磁场强度(0177、3182和9187mT)的PEMFs治疗均具有增加去势大鼠股骨骨钙含量的作用,其中3182m T的PEMFs较0177mT的PEMFs更能增加股骨骨钙含量;三种不同频率(2、8和16H z)的PEMFs均能阻止大鼠在卵巢切除后的骨钙含量下降,维持去卵巢大鼠股骨骨钙含量在接近正常的水平。在另一项研究中:卵巢切除Ⅰ组、卵巢切除Ⅱ组和卵巢切除Ⅲ组大鼠每天在强度为318mT、频率为8H z的电磁场环境中分别照射20、40和60min,共30d。假手术对照组和卵巢切除对照组不干预。各组动物均在满30d后,行股动脉放血处死,取右侧股骨作生物力学性能测定。结果显示卵巢切除对照组大鼠的股骨结构力学指标(包括最大位移、最大载荷及最大能量吸收)和材料力学指标(包括最大应力、最大应变及弹性模量)显著低于其它4组大鼠(P<0105或P <0101),提示在磁场强度(318m T)和脉冲频率(8 H z)相同的前提下三种治疗时间(20、40和60m in)的PEM Fs均能使卵巢切除大鼠股骨生物力学性能维持在接近正常的水平。

由以上研究可以初步认为:强度,3182m T;频率,2~16H z;时间,20min;疗程,30d左右,是比较优化的刺激参数。

PEMFs预防去势大鼠的骨量丢失不仅受治疗强度、治疗频率和治疗时间的影响,而且受昼夜节律的影响。最近研究表明,在上午9点到下午3点用PEMFs干预去势大鼠,比在晚上0点到6点干预更能预防去势大鼠的骨质疏松。

1.3对骨代谢生化指标及性激素水平的影响

畅征等[9]观察PEM Fs对去卵巢诱导骨质疏松症的大鼠生化指标和骨应力的影响,结果发现血清碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)比模型组下降,血钙比模型组降低。白孟海等[10]研究也发现PEMFs能使去势大鼠血清A LP水平降低。秦茵[11]用低频脉冲电磁场治疗原发性骨质疏松症能提高患者血清骨钙素水平,提示PEM Fs能促进骨形成。Luo等[12]研究发现PEMFs刺激去势大鼠能显著提高血清雌二醇(E2)水平。

1.4对成骨细胞和破骨细胞的影响

谢肇等[13]观察PEM Fs对去卵巢骨质疏松症大鼠成骨细胞、破骨细胞凋亡的影响,结果显示PEMFs对去势大鼠成骨细胞凋亡具有抑制作用,对破骨细胞凋亡具有促进作用,推测这可能是其治疗去卵巢大鼠骨质疏松的机制之一。方真华等[14]研究PEMFs对小鼠骨髓间充质干细胞体外成骨分化的影响,发现50H z、正弦波形、强度1mT PEMFs 干预一定时间后,能够增强小鼠骨髓间充质干细胞

A LP及Ⅰ型胶原的表达,促进其分化成骨。

1.5对细胞因子及基因表达的影响

杨琼芳等[15]研究PEMFs对去卵巢大鼠细胞因子的影响,发现PEMFs能降低T NF-A水平,提高PTH水平。Chang等[16]发现PEMFs影响去卵巢大鼠骨髓细胞中破骨细胞形成及其有关的细胞因子含量,PEMFs治疗组破骨细胞形成显著减少,TNF-A、IL-1B及IL-6水平显著下降。

还有研究表明,PEMFs能调节Runx2/Cbfa1基因表达,促进骨髓间充质干细胞A LP的分泌[17]。Chang等[18]在研究PEM Fs对成骨细胞的影响时发现,PEM Fs刺激对细胞外基质(骨钙素、骨桥蛋白)合成无作用,但OPG mRNA表达上调,RAN KL m RNA表达下调。

2体外冲击波

自1980年临床首次应用体外冲击波碎石术(ex tracor por eal shock w av e litho tripsy,ESWL)治疗肾结石以来,体外冲击波(ex tracorporeal shock w ave,ESW)作为一种微创治疗手段,在临床上得到了越来越广泛的应用。而令人鼓舞的是ESW在骨科中的应用,使用ESW治疗骨不愈合、股骨头坏死、网球肘、肩周炎、跟骨痛等疾病取得一定疗效,现在,人们试图使用ESW治疗骨质疏松症。

2.1对骨密度(bone mineral density,BMD)、骨组织形态的影响

T am等[19]用ESW刺激去卵巢山羊左侧肢体,每月1次,总共9次,结果发现左侧跟骨骨小梁BMD较对侧增加219%,显微CT检查显示骨小梁体积及骨小梁厚度也显著增加,而且所有ESW治疗

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