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 магнитным полем заключается в использовании 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, запуская процессы восстановления клеток. То же явление вызвано механическими нагрузками, которым подвергаются костные ткани, 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 поврежденную область. Следовательно: что произойдет, если мы обработаем перелом электромагнитным полем высокой интенсивности?
НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ: ВЫСОКОИНТЕНСИВНОЕ ИМПУЛЬСНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
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.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Терапия импульсным электромагнитным полем использовалась в течение десятилетий для лечения переломов, для сокращения времени восстановления и для 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 эффективный и действенный аппарат в качестве вспомогательного средства при лечении переломов, отсроченной консолидации и несращений.
Список литературы
- Assiotis A., Sachinis N.P., Chalidis B.E. Pulsed electromagnetic fields for the treatment of tibial delayed unions and nonunions. A prospective clinical study and review of the literature. J Orthop Surg Res [todo] — todo — Internet. 2012;7(1):1. Available from: Journal of Orthopaedic Surgery and Research
- Victoria G., Petrisor B., Drew B., Dick D. Bone stimulation for fracture healing: What′s all the fuss? Indian J Orthop. 2009;43(2):117–20.
- Peng L., Fu C., Xiong F., Zhang Q., Liang Z., Chen L., et al. Effectiveness of Pulsed Electromagnetic Fields on Bone Healing: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Bioelectromagnetics. 2020;41(5):323–37.
- Mollon B., Da Silva V., Busse J.W., Einhorn T.A., Bhandari M. Electrical stimulation for long-bone fracture-healing: A meta-analysis of randomized controlled trials. J Bone Jt Surg — Ser A. 2008;90(11):2322–30.
- Kuzyk P.R.T., Schemitsch E.H. The science of electrical stimulation therapy for fracture healing. Indian J Orthop. 2009;43(2):127-31.
- Yuan J., Xin F., Jiang W. Underlying Signaling Pathways and Therapeutic Applications of Pulsed Electromagnetic Fields in Bone Repair. Cell Physiol Biochem. 2018;46(4):1581-94.
- Markov M., Ryaby J., Waldorff E. Pulsed Electromagnetic Fields for Clinical Applications [todo] — todo — Internet. CRC Press; 2020. Available from: http://library1.nida.ac.th/termpaper6/sd/2554/19755.pdf
