Električna stimulacija liječenje prijeloma kostiju

Video: Primjena centrifuge polarizaciju neutralizirati negativan mob zračenja. telefoni i ostali tehnika.

sadržaj

Video: primjena centrifuge polarizaciju neutralizirati negativan mob zračenja. telefoni i ostali tehnika.
Uvod
1. povijest električne stimulacije na kosti
2. električna stimulacija kosti
2.1 invazivne uređaji
2.2 uređaj poluinvazivnye
2,2 neinvazivna uređaj
3. farmakološki efekti električne stimulacije
4. predkliničke studije
4,1 životinja studije
4.2 studije na ljudima
Zaključak

uvod

Na temelju činjenice da je kost pokazuje električne potencijale normalnim i patološkim uvjetima, električna stimulacija je korištena da se potakne stvaranje kosti u kliničkim studijama, jer 1812, kada je dokumentirano uspješno liječenje prijelome tibije DC.

Posebno nakon otvaranja elektromehaničkih svojstva kosti u razvoju 1950 ove metode liječenja kao pomoćnog sredstva u liječenju kosti ubrzana teorijska i eksperimentalnih postupaka. Od tada, razvili su tri glavne metode električne stimulacije za kliničku primjenu:

(A) pomoću istosmjerne struje (DC) preko elektroda usađenih u neispravnom mjestu,
(B) kapacitivni spojke (CC) korištenjem površinskih elektroda smještene blizu kosti koji se treba stimulirati, te
(C) induktivni spoj elektromagnetskog polja (IEMF) putem različitih magnetsko polje vremena.

Od svog osnutka u ranim 80-ih, elektrostimulaciju prešla je dug put u liječenju prijeloma, ali je globalna primjena je još uvijek ograničena na nekoliko medicinskih centara.

1. Povijest električne stimulacije na kosti

Nije član sindikata i odgođeni fuzija može biti najviše neugodne i nepredvidive komplikacije u kirurgiji stopala i liječenju prijeloma. Razumijevanje načela cijeljenja kosti i korištenje odgovarajuće interne metode fiksacije može uvelike olakšati rješenje ovog teškog problema. Uloga Struja je kao pomoć u liječenju kosti je proveden u 1812, kada je pogođen vodljivom tekućinom je korišten za liječenje tibije prijelome, lažne.

Kasnije Boyer, Duchene, Geret, Lente i Mott koriste različite oblike električne stimulacije kao ubrzanje regeneracije kostiju.

Razumijevanje pojam nije u potpunosti razvijen i pokazala sve do 1953. godine kada Yasuda detaljan opis piezoelektrični svojstva kosti. Piezoelektricitet, jednostavno rečeno, to je zadužen da se formiraju kada se sila primjenjuje na materijal (živ ili mrtav), u ovom slučaju, to se odnosi na kosti. Pozitivan utjecaj električne energije na kolagen i cijeljenja kosti je studirao u detalje Fukada i Yasuda.

Ove studije pokazuju električne potencijale koji kosti stlačeni steći negativan naboj i regeneraciju koštanog tkiva. Koštana vlačna stvara pozitivan naboj i uzrokuje razaranje kosti.

Becker i Bassett je predložio da električni potencijali ne može biti uzrokovano samo piezoelektričnog efekta, jer se pojavljuju s određenim zakašnjenjem nakon primjene sile.

To pokazuje da je potencijal se odnosi na staničnoj i tkivnog odgovora na ionske napore. Utvrđeno je da je naboj generira žive kosti razlikuje od nadležnog za mrtve kosti. 1964 Prijavljeno godu Bassett et al. Kako je najviše elektronegativna rast kostiju na mjestima kao što su frakture, epifize ploče. U tim bioelektrične svojstvima, otkrio je da su kosti najviše elektro na katodu.

Godine 1968., Ian je zaključio da žive tkiva su dodatni izvori električne energije po migraciji anorganskih materijala u kost. Također se kaže da je kalcij i fosfati privlači katode i klor i natrijevih iona migriraju prema anodom.

Godine 1971. Friedenberg je ovaj koncept primjenom DC za liječenje gležanj prijeloma prijelome, lažne.

U 1981 Brighton preuzela prvo istraživanje u nekoliko centara na korištenje istosmjerne struje u liječenju nesraschivaniya. U ovoj studiji 178 nesraschivany 149 (83%) postiže potpuni Splice pomoću izravnog električna stimulacija. Od tog vremena, brojne modifikacije električna stimulacija se koriste kao pomoć u liječenju kosti. Istosmjerna struja, AC struje i pulsirajuće magnetsko polje - tri najviše proučavani električne metode stimulacije.

2. Električna stimulacija kosti

Električni stimulatori razvijen s indikacijama za upotrebu u različitim patološkim uvjetima kosti. Do sada su kosti stimulatori su korišteni da se ubrza cijeljenje unutarnje i vanjske fiksacije. Fuzija kostiju graft je pripremljen korištenjem električne stimulacije.

Osim toga, električna stimulacija je pokazala da je učinkovit u liječenju zaraženih prijelome. Stimulatori kosti također pomoći u liječenju teške artrodeza. Nedavno je korištenje kosti stimulatori pokazala je dobre rezultate u liječenju difuznog osteoporoze.

Stimulacija dosegla razinu koja je bila primijenjena u liječenju neuropatske artropatija, uz standardnu terapiju ne. Električna stimulacija je također pokazalo da su učinkoviti u liječenju osteonekroze.

Stimulatori kosti su podijeljeni u tri glavne kategorije: (1) invazivna (2) poluinvazivnye, i (3) ne-invazivne. Prema vrsti stimulacije oni se dijele na: elektromagnetske stimulacije, poticanje trajnog i Impulsna struja, a pomoću kapacitivne sprege.

2.1 Invazivne uređaji

Invazivne kosti stimulatori - je ugradnju uređaja koji pružaju direktnu struju pomoću generatora koji se ugrađuju u pojas od tibije. Katoda, koji opskrbljuju energijom do kosti, stavlja izravno na mjesto defekta. Mikro-priključak povezuje katoda na generatoru kroz rupu supkutano.

Ovaj tip pejsmejkera zahtijeva imobilizacije autobus. Invazivne uređaji mogu se koristiti u kombinaciji s koštanih transplantata može dati sinergijski učinak za rast kostiju. Ovi uređaji mogu se koristiti u prisutnosti aktivne infekcije, iako je to općenito ne preporuča. Komplikacije uključuju infekcije, reakcije tkiva i nelagoda površine mekog tkiva uzrokovanog strši dio uređaja. Uređaji za implantaciju i druge prijetnje, poput prekida žice, ograničenog trajanja baterije, pražnjenje akumulatora i potencijalnog kvara baterije.

Dakle, s obzirom na učinkovitost i dostupnost neinvazivnih metoda, korištenje agresivnih metoda počeo gubiti popularnost.

2.2 Uređaj Poluinvazivnye

Poluinvazivny stimulacija kosti metoda koja uključuje istosmjerna struja se primjenjuje na mjestu prijelome preko katode se sastoji od nehrđajućeg čelika s teflonskim premazom, koji je umetnut supkutano u mjestu prijelome.

Katoda mora biti priključen na kosti, kao što može biti premješten. Do četiri elektrode mogu biti postavljeni na mjestu, ovisno o anatomiji i odgovarajuće veličine koštanog defekta. U prilogu anoda nalazi bilo gdje na površini kože i priključen na napajanje uređaja koji je integriran u gips. Žbuka zavoj bez opterećenja treba nositi u svakom trenutku kako bi se spriječilo kretanje što može dovesti do oštećenja ili istisne katoda defekta kosti.

Postoje određene prednosti i nedostaci metode stimulacije kostiju. Njegova prednost je u tome što zahtijeva minimalnu kiruršku intervenciju, jer je katoda se nalazi potkožno, a koristi istosmjerna struja, koja se prosječno 20 microamperes na katodu.

Nedostaci uključuju iritaciju kože uzrokovane prilogu anode jastučići koje je potrebno promijeniti u pacijenta kroz dan.

2,2 Neinvazivna uređaj

Neinvazivni kosti stimulatori su podijeljeni u dvije glavne vrste:

(1) kapacitivni i
(2) induktivni spoj

Kapacitivni sastoji od stimulansa jedinice s izvorom napajanja (tipično 9 volti akumulatora), te dvije elektrode disk. Disk je priključen izravno na kožu na svaki od nezarastanja i nametnuti dva lista gips kako bi se omogućilo pristup elektroda.

Stimulator sa svojim izvorom napajanja mogu biti uključeni u gips ili isječak priključen na njega. Uređaj tada je spojen na elektrode. Funkcija kapacitivnom stimulatora je pružiti unutarnje električno polje na frekvenciji od 60 kiloherc (kHz).

Dakle, oni ne zahtijevaju visoki napon napajanja. Idealna radna struja od 5 do 10 mA. Većina uređaja zahtijeva 12 do 20 tjedana korištenja, 24 sata dnevno kako bi se postigla ozdravljenje. Prednosti različitih kapacitivnih stimulatori su brojni. Ne postoji bol ili operacije povezane s njihovim korištenjem. Tu alarmantan signal ako je elektroda nije dovoljno čvrsto uz kožu ili ako baterija ne pruža odgovarajuću trenutnu razinu.

Osim toga, neke osiguravajuće tvrtke pokrivaju liječenje nesraschivaniya s njihove uporabe, jer istraživanja pokazuju njihovu učinkovitost u ovoj situaciji. Osim toga, to je korisno za pacijente kod kuće.

Konačno, u većini slučajeva, pacijent je dopušteno nositi težinu na ožbukani uda, ako nema pretjeranog kretanja. Postoji nekoliko nedostataka pomoću kapacitivne stimulaciju. To uključuje iritaciju kože od elektroda disk, stalni nadzor osiguranja potrebne razine napunjenosti baterije i nezadovoljstvo bolesnika s liječenja dugo vremena.

Druga vrsta neinvazivne stimulaciju koštane - stimulacija sa induktivnim povezivanjem.

Ona koristi impulsnih elektromagnetskih polja za induktivnog spajanja elektromagnetskog polja na mjestu prijelome. rast kostiju stimulira kroz induktivno spajanje s obzirom na ubrzanje hrskavice kalcifikacije. Ovaj sustav se sastoji od dva vanjska zavojnice, koji su postavljeni paralelno jedan s drugim na mjestu prijelome. Kada struja počne teći kroz zavojnicu, pojavljuju se elektromagnetska polja. Ta polja pružaju prema van pod pravim kutom u odnosu na spirale, i na taj način prodire u kost.

Prednosti induktivne spojke, otprilike isto kao i da je od kapacitivne sprege. Osim toga, mnogi uređaji induktivno uključuju spojena na internu memoriju koja bilježi učestalost i trajanje uporabe od strane pacijenata, tako kontrola se izvodi za pacijenta.

Nedostatak induktivnog spajanja da je uporaba unutrašnjeg metalnom pločom za pričvršćivanje koštane frakture može zaslon od nastalog polja. Daljnji nedostatak može biti da pacijent može ukloniti uređaj po vlastitom nahođenju i prekinuti liječenje bez znanja liječnika.

Budućnost neinvazivnih kostiju stimulatori izgleda obećavajuće. Prednost je jednostavnost korištenja, izostanak komplikacija i visoka razina brzine za obradu, koja daleko nadmašuju potencijalne nedostatke i napraviti ovi uređaji vrijedan alat za liječenje prijelome.

3. Farmakološki efekti električne stimulacije

Pokazalo se da električna stimulacija utječe na zarastanje kosti zbog povećanja modulaciji faktora rasta i stanične membrane.

A) Prekomjerna ekspresija faktora rasta:

Električna stimulacija povećava sintezu određenih faktora rasta na mjestu prijeloma. Različiti faktori rasta se odnose na pozitivne učinke elektrostimulacije.

Pokazalo se da električna stimulacija regulira transformirajući faktor rasta beta (TGF&beta-) mRNA, BMP, PGE2.

Povećava električnu stimulaciju sintezom TGF&beta-1 mRNA i podudaraju se s povećanjem izvanstaničnog matriksa sintezu proteina i ekspresija gena u formaciji in vivo kosti in vivo tkiva hrskavice. Regulacija sinteze proteina odvija u ovisno o dozi, kako u pogledu amplituda i trajanje izlaganja.

Kao odgovor na električne stimulacije TGF&beta-1 mRNA razine su povećana za 68%, 25% proteina, dok je broj imunopozitivno stanica po 119% u odnosu na kontrolu tkiva. Električna stimulacija pojačava formiranje tkiva hrskavice, kalcifikacija i njegove ekspresije TGF&beta-1.

Pojačana sinteza faktora rasta, kao odgovor na električnu stimulaciju pokazala porast inzulinu sličan faktor rasta II (IGF-II), RNA i proteina iz kojih proizlazi da IGF-II se može djelomično posredovati rast stanice nalik na osteoblaste, Ovi rezultati su slični onima kod odgovora na mehaničkog utjecaja i stabilnost signalnih putova, što ukazuje da je sinteza čimbenika rasta povećava električna stimulacija.

B) Utjecaj na staničnoj membrani:

električna polja koja proizlaze iz protoka struje znatno slabije razine potrebne depolarizirati stanice, a time i biološka aktivnost tih područja ovisi o dobitak mehanizama koji se javlja nakon vezivanja za membranu. Vjerojatne lokacije dobitak su transmembranski receptori.

U stvari, pokazalo se da su učinci elektrostimulacije uzrokovano na staničnoj membrani, ili smetnje u interakciji s receptorima hormona ili blokiranjem receptora za adenil ciklaze.

Prvi demonstracija signalno interakcije receptora posredovano je pokazao električnu stimulaciju i paratiroidnog hormona (PTH) receptora. Tipično, paratiroidni hormon povećava aktivnost cikličkog adenozin monofosfata u koštanih stanica.

Međutim, prisutnost električnom stimulacijom tom smislu ne postoji. Polje blokiran inhibitorske učinak PTH na sintezu kolagena, ali nisu imali nikakvog utjecaja na 1, 25-dihidroksi vitamin D3, što potvrđuje da je hipoteza električne stimulacije djeluje preko membranskih receptora.

Daljnja istraživanja sugerira da je učinak električne stimulacije na uzbunu zbog paratiroidne hormona od strane konformacijske promjene transmembranski receptor paratireoidne hormona.

U hondrociti, za razliku od, električna stimulacija povećava cAMP odgovor u odgovoru na djelovanje paratiroidne hormona. U modelu stimulacija osteoblasta kulture sa smanjenom kapacitivnom reakcije spajanja cAMP kao odgovor na hormon, a smanjenje osjetljivosti na paratiroidni hormon osteoblasta.

Istraživanja ljudskih fibroblasta pokazalo je porast kalcija izgon i broj inzulinskih receptora u odgovoru na električno polje. Ove studije su pokazale da električni polja uzrokuju otvaranje kalcijevih kanala koje kontrolira napon sa naknadnim povećanjem intracelularne kalcija. Polja sa induktivnim povezivanjem stimuliraju proliferaciju limfocita od proširenog uporabu IL-2 i ekspresiju IL-2 receptora.

Ove studije su pokazale da električna i magnetska polja mogu utjecati na vezanje liganada i promjene u distribuciji i aktivnost receptora, čime se modulira transmembranski signalizacije.

4. Predkliničke studije

Brojne studije in vivo i in vitro studije su pokazale da oblikovani električne stimulira sintezu izvanstaničnog proteina. Ova povećana sinteza se odražava u liječenju prijelome i kao ubrzana regeneracija kosti.

A) Studije in vitro

Istraživanja su pokazala da su stanice koje su uključene u formiranju kostiju, stvaranje posebno intrakartilaginoznog kosti može stimulirati ispravno podešen električnog polja na različitim fazama odgovora diobi stanice stanica ovisi o pretežnoj djelatnosti u staničnoj populaciji. Matične stanice u koštanoj srži i kalusa reagira na električnu stimulaciju sinteze povećanjem izvanstaničnog molekula.

Stanice koštane srži u difuzijski komorama su stimulirane s konstantnom strujom za sintezu hrskavice s kasnijom kalcifikacijom. Značajno veći broj usjeva pogođene električnom stimulacijom formiranja hrskavice i pokazao kalcifikaciju od kontrolnim uzorcima.

Žulj stanice mjesto prijeloma, uzeti od štakora izliječiti sa zatvorenom frakture tibije i uzgojenih u kulturi su pokazali značajan porast u korištenju timidina tijekom rasta, kao odgovor na električnu stimulaciju DC.

4,1 životinja studije

Učinak električne stimulacije je studirao u nekoliko životinjskih modela. Studija ispituje obnovu defekata kostiju, svježe frakture i osteotomija i loma prijelome, lažna.

Eksperimentalni modeli pokazuju povećanu koštanu oporavka kalcifikaciju stanica i poboljšati mehaničku čvrstoću kosti u DC stimulacije. Stimulacija kapacitivno spojen bolju mehaničku čvrstoću kostiju, i ubrzati ozdravljenja osteotomije.

Nekoliko studija koje koriste električnu stimulaciju pokazuje porast kalcifikaciju i mehaničku snagu ozdravljenja kosti. Učinci Elektrostimulacija pokazao ubrzavanje formiranja kalusa i mehanička svojstva u liječenju osteotomije.

Volumen periostealnoj kalusa, nove kosti, te normalizirana momenta i bočne krutosti vrijeme značajno duže od 6 tjedana su u slučaju električnog osteotomije u usporedbi s kontrolnom skupinom. U studiji električne dozimetrije u eksperimentima s osteotomija, doza je izražena kao dnevnog izlaganja. Osteotomija se pomiješa električnom stimulacijom tijekom 60 min / dan pokazali su normalnu vrijednost zakretna sila na dan 14. dan u odnosu na 21 osteotomije, na 30 minuta, i / dan 28 dana u kontrolnoj skupini.

Druge studije Dozimetrijski tretira dnevno izlaganje veći od 0,5, 3 ili 6 sati dnevno, 6 sati za stimulaciju kao najučinkovitije.

4.2 Studije na ljudima

Električna pojačanje liječenje ljudskih prijeloma počeo 1968. zbog impresivnih rezultata dobivenih u pokusima na životinjama u Japanu i Americi. U istraživanjima Torben et al. Dvadeset i osam pacijenata sa frakturama potkoljenice posljednjih liječenjem aparata Hoffmann održana električnu stimulaciju preko vijaka kostiju.

Četrdeset tri drugi pacijenti s frakturama tibije prima terapiju s uređajem za Hoffmann i bez električne stimulacije služila je kao kontrolna skupina.

X-ray pregled je proveden svaki mjesec. Električna liječenje je prekinuto kada je lom dosegao određeni stupanj krutosti.

ukočenost fraktura određena mehanička mjerenja mosta postavljen na uređaj za Hoffmann kojim tlak loma vrši pomoću opruge. Željeni stupanj krutosti, pri kojoj se prekine električnu stimulaciju klinički stabilnost je ekvivalent za svaki frakture.

Statistička analiza pokazala je oporavak od 30% ubrzava grupu putem elektrostimulacije.

Ova grupa je u prosjeku 2,4 mjeseci da se postigne kliničko stabilnost ili željeni stupanj krutosti potkoljenice uz pomoć Hoffmann aparata. Kontrolna skupina je 3,6 mjeseci da se postigne isti stupanj krutosti.

Ova razlika između eksperimentalne i kontrolne skupine bile su statistički značajne (p < 0,001). Другие исследования, с применением электрической стимуляции постоянным током или током смещения показали обнадеживающие результаты в лечении свежих переломов и остеотомии.

zaključak

Električna stimulacija signali stanice vezivnog tkiva, o uvjetima za biofizičkom stanju njihovog fizičkog okruženja i adekvatnost ekstracelularnog matriksa u susret tim zahtjevima.

Mišića, ligamenata, kostiju i zglobova svi reagirati na električne stimulacije, a biofizički čimbenici su korišteni za terapeutske svrhe. Mnoge studije su otkrili da električna stimulacija povećava razinu faktora rasta mRNA i sintezu proteina, povećava sintezu proteina izvanstaničnog matriksa i ubrzava popravak tkiva.

Električna stimulacija stvara stalan porast koncentracije faktora rasta u područjima oporavka, što ga čini korisnim za razne primjene u kliničkoj praksi i inženjerstvo tkiva.

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan