Електрична стимулација на лекување на фрактури на коските

Видео: Примена на спин поларизација да го неутрализира негативното зрачење моб. мобилни телефони и други. техниката

Cодржина

Видео: Примена на спин поларизација да го неутрализира негативното зрачење моб. мобилни телефони и други. техниката
воведувањето
1. Историја на електрична стимулација на коскената
2. Електрични коска стимулација
2.1 Инвазивни уреди
2.2 poluinvazivnye уред
2.2 Неинвазивни уред
3. фармаколошки ефекти на електрична стимулација
4. Претклиничките студии
4.1 Животински студии
4.2 човечки студии
заклучок

воведувањето

Врз основа на фактот дека коскената покажува електрични потенцијали на нормални и патолошки состојби, електрична стимулација беше искористена за да предизвикаат формирање на коските во клиничките студии од 1812 година, кога успешно лекување на nonunion на тибијата DC е документирано.

Особено по отворањето на електромеханички својства на коските во развојот на 1950-тите години на овој метод на лекување како адјуванс на коскената исцелување беше забрзан и теоретски и експериментални методи. Од тогаш, изработени се три главни методи на електрична стимулација за клиничка употреба:

(A) користење на еднонасочна струја (DC) преку електродите имплантирани во неисправни место,
(Б) за спојување капацитивни (CC) со користење на површински електроди се отстранува во близина на коска која е да биде стимулирана, и
(C) индуктивна спрега на електромагнетно поле (IEMF) преку различни магнетно поле не време.

Од своето основање во раните 80-ти, electrostimulation измина долг пат во третман на скршеници, но неговата глобална употреба се уште е ограничен на неколку медицински центри.

1. Историја на електрична стимулација на коскената

Не-Унија и одложување на фузија може да биде многу непријатно и непредвидени компликации во операција на стапалото и третман на скршеници. Разбирање на принципите на коскената исцелување и користење на соодветен метод внатрешна фиксација голема мера може да го олесни решавањето на овој тежок проблем. Улогата на електрична енергија, како помош во лекување на коскени беше спроведен во 1812 година, кога погодени од проводен течност се користи за лекување на тибијална nonunion, лажни.

Подоцна Бојер, Душен, Geret, ленте, и Мот користат различни форми на електрична стимулација забрзување на коскена регенерација.

Разбирање на концептот не е целосно развиен и покажа до 1953 година Yasuda детален опис на Пиезоелектрични особини на коските. Пиезоелектричество, едноставно кажано, тоа е обвинение дека се формира кога на сила се применува на материјал (жив или мртов), во овој случај, тоа се однесува на коските. Позитивни електрична енергија ефект на колаген и коска исцелување беше изучува во детали од Fukada и Yasuda.

Овие студии покажуваат електрични потенцијали дека коските под притисок се здобијат со негативен полнеж и регенерирање на коскеното ткиво. Коскената цврстина генерира позитивен полнеж и предизвикува уништување на коските.

Бекер и Bassett сугерираше дека електрични потенцијали не може да се предизвикани само од Пиезоелектрични ефект, затоа што тие се појавуваат со одредено задоцнување по примената на сила.

Ова покажува дека потенцијалот е поврзан со мобилните и ткива како одговор на јонски напори. Откриено е дека цената генерирани од коската се разликува од обвинението за мртов коска. Во 1964 година godu Bassett et al. Објавија дека повеќето електронегативен растот на коските во областите како што се фрактури, епифизарните плоча. Во овие биоелектричните својства, тој открил дека коските од најпознатите електронегативен на катодата.

Во 1968 година, Јан заклучи дека живи ткива се дополнителни извори на електрична енергија од страна на миграција на неоргански материјали во коските. Таа, исто така се вели дека калциум и фосфати се привлечени од катодата и хлор и натриум јони мигрираат кон анодата.

Во 1971 година Friedenberg го овој концепт со примена на DC за третман на Двојна фрактура на ребро nonunion, лажни.

Во 1981 година Брајтон презеде првата студија во неколку центри за користење на еднонасочна струја во третманот на nesraschivaniya. Во оваа студија на 178 nesraschivany 149 (83%) се постигне целосна сплетка со користење на електрична стимулација. Од тоа време, бројни модификации електрична стимулација се користи за да им помогне во лекување на коските. DC струја, наизменична струја и пулсова магнетно поле - трите најпрочуени електрични методи стимулација.

2. Електрични коска стимулација

Електрични стимулатори развиени со индикации за употреба во разни патолошки состојби на коските. До денес, коска стимулатори на се користат за да се забрза заздравувањето на внатрешна и надворешна фиксација. Фузија коска мито беше подготвен од страна на користење на електрична стимулација.

Покрај тоа, електрична стимулација покажа за да бидат ефективни во третманот на инфицирани nonunion. Стимулатори на коските, исто така, помага во лекување на тешки arthrodesis. Неодамна, употребата на коските стимулатори покажа добри резултати во третманот на дифузни остеопороза.

Стимулација достигна ниво што се применува во лекувањето на невропатската артропатија, кога конвенционалната терапија не успее. Електрична стимулација исто така, покажа за да бидат ефективни во третманот на остеонекроза.

Стимулатори коските беа поделени во три главни категории: (1) инвазивни (2) poluinvazivnye, и (3) не се инвазивни. Според видот на стимулација тие се поделени на: електромагнетна стимулација, поттикнување на постојани и пулсова струја, и користење на капацитивни спојка.

2.1 Инвазивни уреди

Инвазивни коска стимулатори - е имплантиран уреди кои обезбедуваат директна струја со генератор кој е вграден во табла на тибијата. Катод, кој го снабдува со енергија до коска, се става директно во местото на дефектот. Микро-приклучок поврзува катодна за генератор преку дупка субкутано.

Овој тип на пејсмејкерот бара имобилизација автобус. Инвазивни уреди може да се користи во комбинација со коска графтови и може да обезбеди синергетски ефект за раст на коските. Овие уреди може да се користи во присуство на активна инфекција, иако ова обично не се препорачува. Компликациите вклучуваат инфекција, реакција ткиво, и на непријатност на површината на мекото ткиво предизвикани од страна на испакнати дел од уредот. Имплантиран уреди и други закани, како прекин на жица, ограничен век на батеријата, батеријата на мозоци и потенцијален неуспех батеријата.

Поради тоа, се должи на ефикасноста и достапноста на неинвазивни методи, употреба на инвазивни техники почна да ја губи популарноста.

2.2 Poluinvazivnye уред

Poluinvazivny метод на коските стимулација која вклучува директна струја се применува на местото на nonunion преку катодата која се состои од нерѓосувачки челик со тефлон слој, која е вметната поткожно во местото на nonunion.

Катод мора да биде спроведен до коска, како што може да се раселени. До четири електроди може да се стави на местото, во зависност од анатомија и соодветната големина коска дефект. Закачено анодна наоѓа било каде на површината на кожата и е во прилог на моќ единица, која е интегрирана во гипс. Гипс завој без оптоварување треба да се носи на сите времиња да се спречи движење што може да доведе до оштетување или менува катода на коскена дефект.

Постојат одредени предности и недостатоци на методот на коскената стимулација. Нејзината предност е тоа што се бара минимална хируршка интервенција, бидејќи катодата е ставен субкутано, и тоа го користи истонасочна струја, која може да просек 20 microamperes на катодата.

Недостатоците вклучуваат иритација на кожата предизвикани од прилогот на анодна влошки кои треба да се промени во пациентот во текот на денот.

2.2 Неинвазивни уред

Неинвазивни коска стимулатори се поделени во две главни групи:

(1) капацитивни и
(2) индуктивна спрега

Капацитивните составен од стимулант единица со извор на енергија (обично 9 волти батерија), и две диск електроди. Дискот е спроведен директно на кожата на секоја од не-Унија и за истите изрече две лист гипс за да се овозможи пристап до електродите.

Стимулатор со својот извор на енергија може да се приклучи на гипс или клип прикачени на него. тогаш уредот е поврзан со електроди. Функцијата на капацитивни стимулатор е да обезбеди внатрешното електрично поле на фреквенција од 60 kilohertz (kHz).

Така, тие не бараат висок напон. идеален оперативни струја е 5-10 mA. Повеќето уреди бараат 12 до 20 недели на употреба, 24 часа на ден за да се постигне на раните. Предности на различни капацитивни стимулатори се многубројни. Нема болка или операции поврзани со нивната употреба. Постои алармантна бип ако електрода не е доволно цврсто во непосредна близина на кожа или ако батеријата не се обезбеди соодветна сегашното ниво.

Покрај тоа, некои осигурителни компании покриваат третман nesraschivaniya со нивната употреба, бидејќи истражувањата покажуваат нивната ефективност во оваа ситуација. Покрај тоа, тоа е корисно за пациентите дома.

Конечно, во повеќето случаи, на пациентот му е дозволено да носат тежината на малтерисани ногата, доколку не постои прекумерна движење. Постојат неколку недостатоци на користење на капацитивни стимулација. Ова вклучува и иритација на кожата од дискот на електродата, постојан мониторинг за да се обезбеди соодветно ниво на батеријата и незадоволство кај пациентите со третманот долго време.

На вториот вид на не-инвазивни коска стимулација - стимулација со индуктивна спрега.

Таа користи пулсова електромагнетни полиња за индуктивна спрега на електромагнетното поле на местото на nonunion. растот на коските се стимулираат преку индуктивна спрега должи на забрзување на 'рскавицата калцификати. Овој систем се состои од два надворешни навои, кои се поставени паралелно едни со други на местото на nonunion. Кога почнува да тече струја низ калем, се појави електромагнетни полиња. Овие полиња се прошири нанадвор под прав агол на калеми, а со тоа и да навлезат во коските.

Предности на индуктивна спрега, за иста како онаа на капацитивни спојка. Покрај тоа, многу уреди вклучуваат индуктивно спрегната на внатрешна меморија која евиденција на зачестеноста и времетраењето на користење од страна на пациентите, со што се врши контрола за пациентот.

А недостаток на индуктивна спрега е дека употребата на една внатрешна метална плоча за фиксација на фрактура на коските може да екран од страна на генерирани област. А понатаму недостаток може да биде дека пациентот може да се отстрани уредот во своето дискреционо и да го прекине лекувањето без знаење на лекарот.

Иднината на неинвазивен коска стимулатори изгледа ветувачки. Предноста е во едноставноста за користење, отсуство на компликации и високо ниво на брзината на третман, кои далеку ги надминуваат потенцијалните недостатоци и да се направи овие уреди важна алатка за третман на nonunion.

3. фармаколошки ефекти на електрична стимулација

Покажано е дека електричната стимулација влијае на заздравување на коските поради зголемување на модулација на фактори за раст и клеточната мембрана.

А) експресија на фактори за раст:

Електрична стимулација ја зголемува синтезата на одредени фактори на раст на местото на фрактура. Различни фактори на раст се во врска со позитивните ефекти од electrostimulation.

Покажано е дека електричната стимулација регулира трансформирање на факторот на раст бета (TGF-&бета-) mRNA, BMP, PGE2.

Зголемување на електрична стимулација преку синтеза на TGF-&бета-1 mRNA изразување и се совпаѓа со зголемување на синтезата на екстрацелуларниот матрикс протеини и експресијата на гените in vivo формирање на коските in vivo 'рскавицата ткиво. Регулирање на синтезата на протеините се јавува во зависен начин доза, како во однос на амплитудата и времетраењето на изложеност.

Во одговор на електрична стимулација на TGF-&бета-1 нивото на mRNA беа зголемени за 68%, 25% активни протеини, додека бројот на immunopositive клетки на 119% во однос на контрола на ткиво. Електрична стимулација подобрува формирање на 'рскавицата ткиво, калцификација и изразување TGF-&бета-1.

Зголемена синтеза на фактор на раст во одговор на електрична стимулација покажува зголемување на инсулин како фактор на раст II (IGF-II), РНК, и протеини од што следува дека IGF-II делумно може да посредува на раст на остеобласти-како клетки. Овие резултати се слични на оние забележани во одговор на механички влијание и на стабилноста на сигнални патишта, што укажува дека синтезата на факторот на раст подобрува електрична стимулација.

Б) ефекти на клеточната мембрана:

електрични полиња кои произлегуваат од протокот на струја е значително послаба нивоа потребни за да се деполаризира на клетки и затоа биолошката активност на овие полиња зависи од механизмите за добивка што се случува за време на врзувањето на мембрана. Најверојатно сајтови добивка се трансмембрански рецептори.

Всушност, се покажа дека ефектите на електрична стимулација беа предизвикани на клеточната мембрана, или мешање во интеракција со рецепторите на хормони или блокира рецепторите аденил циклазата.

Првата демонстрација на сигнализација рецептор-посредувана интеракција покажа електрична стимулација и паратироиден хормон рецептор (PTH). Типично, паратироиден хормон ја зголемува активноста на цикличен аденозин монофосфат во коскените клетки.

Сепак, присуството на електрична стимулација на овој ефект е отсутен. Поле подобро блокиран на инхибиторен ефект на PTH на синтезата на колаген, но не имаат било каков ефект на 1, 25-дихидрокси витамин D3, што ја потврдува хипотезата дека на електрична стимулација дела преку мембрана рецептори.

Понатамошни студии сугерираат дека ефектот на електрична стимулација на алармот предизвикани од паратироидниот хормон со конформациона промени на трансмембранскиот рецептор на паратироиден хормон.

На хондроцити, за разлика, електрична стимулација ја зголемува cAMP одговор како одговор на дејството на паратироиден хормон. Во моделот на остеобласти култура стимулација со намалена реакција капацитивни за спојување на cAMP во одговор на хормон, и намалена чувствителност на паратироиден хормон остеобласти.

Испитувањата на човечката фибробластите покажа зголемување на калциум транслокација и бројот на инсулинските рецептори како одговор на електрично поле. Овие студии покажале дека електрични полиња предизвика отворање на калциумовите канали контролиран напон со последователно зголемување на интрацелуларен калциум. Сфера со индуктивна спрега стимулира зголемувањето на бројот на лимфоцити од страна на зголемена употреба на IL-2 и изразување на IL-2 рецептори.

Овие студии покажале дека електрични и магнетни полиња може да влијае на врзување на лиганди и промени во дистрибуцијата и активноста на рецепторот, а со тоа модулирање на трансмембрански сигнализација.

4. Претклиничките студии

Бројни студии in vivo и in vitro студиите покажуваат дека добро формиран на електрична енергија стимулира синтезата на екстрацелуларниот протеини. Оваа зголемена синтеза се рефлектира во третманот на nonunion фрактури и како забрзана коскена регенерација.

А) студии in vitro

Истражувањата покажаа дека на клетки кои се вклучени во формирање на коските, особено intracartilaginous формирање на коските може да се стимулира правилно наместени електрични полиња во различни фази на одговори клеточната делба клетки зависи од преовладуваат активност на населението на клетката. Матични клетки во коскената срцевина или калус одговори на електрична стимулација со зголемување на синтезата на екстрацелуларниот молекули.

клетките на коскената срцевина во дифузија комори беа стимулирани со постојан струја за синтеза на 'рскавицата со следните калцификацијата. Значително поголем број на култури под влијание на електрична стимулација на создавање на 'рскавицата и покажа калцификација од анализите на контрола.

Калус клетки на местото на фрактура, земени од стаорци излечи со затворен фрактура на тибијата и расте во култура покажа значително зголемување на употребата на тимидин текот на растот, како одговор на електрична стимулација на Вашингтон.

4.1 Животински студии

Ефектот на електрична стимулација се проучени во неколку животински модели. Студијата испитуваат реставрација на коскеното дефекти, свеж фрактури и osteotomies и фрактура nonunion, лажни.

Експериментални модели покажаа подобрена коска калцификација обновување на клетките и подобрување на механичка сила на коските во стимулација DC. Стимулација capacitively комбинација подобрена механичка сила на коските и го забрзуваат заздравувањето остеотомија.

Неколку студии со користење на електрична стимулација покажа зголемување калцификација и механичка сила на лекување на коските. Ефекти Electrostimulation покажа забрзување на формирање на калус и механички својства во третманот на остеотомија.

Обемот на периостална калус, формирање на нова коска, и нормализира вртежен момент и странични вкочанетост на време беа значително подолго од 6 недели во случај на електрични остеотомија во споредба со контролната група. Во една студија на електрична дозиметрија во експериментите со остеотомија, дозата се изразува како дневна изложеност. Остеотомија третирани со електрична стимулација за 60 мин / ден покажа нормална вредност на ротациона сила на 14-тиот ден во споредба со 21 ден за остеотомија на 30 минути / ден и 28 дена во контролната група.

Други студии дозиметрија третираат дневна изложеност на поголема од 0,5, 3 или 6 часа на ден, 6-часовна стимулација како најефикасен.

4.2 човечки студии

Електрични засилување третман на човековите фрактури започна во 1968 година како резултат на импресивни резултати добиени во експерименти врз животни во Јапонија и Америка. Во студиите спроведени од страна на Торбен et al. Дваесет и осум пациенти со скршеници на ногата минатото третман од страна на апарат на Хофман се одржа електрична стимулација преку коска завртки.

Четириесет и три други пациенти со фрактури на тибијата на терапијата со уредот на Хофман и без електрична стимулација служи како контролна група.

Рендгенски преглед беше врши секој месец. Електрични третман беше прекината кога фрактура достигна одреден степен на цврстина.

фрактура на вкочанетост утврдени механички мерниот мост поставено на Хофман апарат со кој притисок фрактура врши од страна пружина. Посакуваниот степен на цврстина, на која на електрична стимулација беше прекината клинички стабилност беше еквивалент за секоја фрактура.

Статистичка анализа покажа обновување на 30% забрзување група со електрична стимулација.

Оваа група се во просек 2,4 месеци да се постигне клиничка стабилност или посакуваниот степен на ригидност на долниот дел на ногата со помош на Хофман апарат. Контролната група ја презеде 3,6 месеци да се постигне истиот степен на цврстина.

Оваа разлика помеѓу експерименталната и контролната група беа статистички значајни (p < 0,001). Другие исследования, с применением электрической стимуляции постоянным током или током смещения показали обнадеживающие результаты в лечении свежих переломов и остеотомии.

заклучок

Електрична стимулација сигнали на клетките на сврзното ткиво, за условите за биофизички состојба на нивната физичка околина и адекватноста на екстрацелуларниот матрикс да се исполнат овие барања.

Мускулите, лигаментите, коските и зглобовите сите реагираат на електрична стимулација, и биофизички фактори се користат за терапевтски цели. Многу студии покажаа дека електричната стимулација го зголемува нивото на mRNA фактор на раст и синтезата на протеините, зголемена синтеза на екстрацелуларен матрикс протеини и го забрзува поправка ткиво.

Електрична стимулација произведува постојан пораст на концентрацијата на фактори на раст во областите на закрепнување, што го прави корисна за различни апликации во клиничка пракса и ткиво инженеринг.

Сподели на социјални мрежи:

Слични