体外冲击波疗法-骨科治疗的新思路

骨科笔记 2022-09-03 发布于甘肃

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简介

体外冲击波疗法(extracorporeal shock wave therapy, ESWT)最早是从泌尿外科的体外冲击波碎石术(extracorporeal shock wave lithotripsy, ESWL)发展而来，是一种非侵入性的治疗肌肉骨骼疾病的方式。时至今日，ESWT已经发展成为一种独特的疗法，被广泛应用于治疗骨不连、股骨头坏死、膝骨关节炎、足底筋膜炎、肱骨外上髁炎等骨肌系统疾病。

物理学机制

冲击波本质上是一种特殊的声波，具有峰值压力高、周期短、波频广等特点。传统冲击波分为液电式、压电式、电磁式，统称为聚焦式冲击波(focus extracorporeal shock wave, f ESW)，f ESW波峰压力大，可达100 MPa，而单个波周期不足1μs；近年来另一种冲击波设备也被生产并投入使用，称之为发散式冲击波(radial extrac orporeal shock wave, rESW)，与f ESW相比，r ESW波峰压力较小(<1 MPa)，单个波周期较长(>1000μs)。f ESW和rESW均具有以下特性：物理特性(机械压力、空化效应)、化学特性(自由基扩散效应)及生物学特性(增加生物膜通透)。

图1 体外冲击波各种类型模式图

生物学机制

体外冲击波在作用于骨不连断端时可以在局部产生微骨折,刺激机体启动相关损伤修复程序,进而促进自身骨骼再生。使细胞骨架附件被激活，这导致细胞核释放出mRNA。随后是细胞器官的激活，如线粒体和内质网以及细胞囊泡，它们释放出骨折愈合过程中所需要蛋白质：如骨钙蛋白和骨桥蛋白。ESWT已被证明可以激活几种基因，如TGF-b1、BMP-2、BMP-3、BMP-4及BMP-7，这些基因与骨形成有关，以及显著上调人类成骨细胞样细胞中一氧化氮合酶、骨钙蛋白和TGF-1的表达，从而促进成骨细胞分化和随后的骨基质产生。ESWT可以刺激成骨相关细胞因子的早期表达，促进骨髓基质细胞向骨祖细胞生长和分化，从而加速骨再生。另有研究证实，ESWT还可刺激血管生成相关生长因子的早期表达，包括内皮型一氧化氮合酶、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)及增殖细胞核抗原，从而诱导血管形成、细胞增殖及组织再生修复。体外冲击波对成骨细胞及其前体也具有有利影响。体外冲击波可以通过形成自由基和氧化自由基，产生诸如低氧诱导因子-1α、VEGF-A等生长因子，从而促进成骨细胞成骨。体外冲击波可以在支架植入物的共同作用下降低关节腔滑液内的氮氧化物浓度，同时促进软骨生成。

临床应用

1. 骨不连： ESWT作为一种非创伤性方法治疗长骨骨不连是安全有效的，不需要采用局部麻醉，目前认为ESW治疗骨折端间隙<5 mm的骨延迟愈合及不愈合患者效果较好。
2. 股骨头坏死：ESWT是一种效果明显、无创伤、并发症少、简单准确的股骨头缺血性坏死的治疗方法。在修复和重建骨组织、改善髋关节Harris评分和改善髋关节功能方面有明显的治疗效果。并且有研究表明，联合高压氧疗法、ESWT和口服阿仑膦酸钠的疗法对早期股骨头坏死患者有明显效果。
3. 膝关节骨关节炎：ESWT治疗膝关节骨关节炎几乎无不良反应，对患者的治疗成功率、疼痛减轻和关节活动范围恢复起到了全面的作用。
4. 其他骨骼肌肉系统疾病：ESWT也可对足底筋膜炎、肱骨外上髁炎、跟腱损伤等骨骼肌肉疾病有治疗效果，能够促进组织再生和明显缓解疼痛，改善受损组织的功能结果。

并发症

ESWT后可能会造成局部疼痛、皮肤发红或浅表血肿。并且冲击波可以破坏金属，若使用的能量设置较高，治疗骨折使用的内固定材料以及肌腱可能被永久损坏。此外，使用冲击波时必须确保肺部不在声场中，因为它可能导致肺组织损伤、出血或气胸。

小结

体外冲击波疗法在骨科疾病上的应用越来越广泛，但应用的时间较短，还处于起步阶段，很多作用机制还不是很明确。但目前对体外冲击波治疗骨科疾病的使用剂量、频率、方式和疗程都缺少统一的标准，临床上的治疗效果和标准缺少一定的文献支持。但随着无创及微创治疗的理念不断被广大学者们所认同，冲击波疗法等非手术治疗方法将会越来越普及，其可观的疗效，相对低廉的价格以及几乎无创的特点都将被广大患者所接受。在未来，体外冲击波疗法不失为在治疗骨肌系统疾病的领域的一项新思路。

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