體外沖擊波治療膝骨關(guān)節(jié)炎應(yīng)用進(jìn)展

胡前 陶英波

(1.裝甲兵學(xué)院教練團(tuán)衛(wèi)生隊(duì)，233050；2.山東省軍區(qū)門診部，250099)

膝骨性關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)是一種膝關(guān)節(jié)退行性改變，又稱為膝關(guān)節(jié)退行性關(guān)節(jié)炎、膝骨關(guān)節(jié)病等，主要表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、活動(dòng)受限，骨贅形成。我國(guó)社區(qū)中老年人KOA的發(fā)病趨勢(shì)是隨著年齡增長(zhǎng)逐漸上升，主要以慢性、老年性發(fā)病為流行病學(xué)特征，年齡在60歲以上的老年人發(fā)病率為60.1%，明顯高于60歲或以下的中老年人的發(fā)病率39.9%[1]。體外沖擊波(extracorporeal shock wave，ESW)是一種優(yōu)于其他微創(chuàng)的非侵入性治療技術(shù)，是一種安全、可靠、痛苦小的治療方法。基礎(chǔ)研究和臨床觀察已證實(shí)體外沖擊波治療骨折延遲愈合及不愈合、多種骨骼肌肉疾病安全有效[2-3]。現(xiàn)就ESW治療KOA的研究進(jìn)行綜述。

1 ESW主要作用機(jī)制

ESW屬于一種特殊形式的聲波，具有很高的壓強(qiáng)，周期很短，僅10μs，頻率為16～20 MHz，可在三維空間傳播，傳播速度隨壓力的增加而加快。ESW在傳導(dǎo)過(guò)程中，于不同聲阻抗的材料界面之間，形成反射和折射，并在材料內(nèi)部形成能量衰減，阻抗大的吸收能量多，阻抗小的吸收能量少，形成不同的效應(yīng)。ESW的最佳傳遞介質(zhì)是水和明膠，皮膚、脂肪、肌肉等組織同水的聲阻抗接近，因此，沖擊波對(duì)皮膚、脂肪、肌肉、結(jié)締組織損傷較小[4]。

ESW的生物學(xué)效應(yīng)主要有以下3個(gè)方面：機(jī)械效應(yīng)、壓電效應(yīng)、空化效應(yīng)[5]。其治療KOA的機(jī)制主要有：①機(jī)械應(yīng)力效應(yīng)。機(jī)械刺激產(chǎn)生生物力學(xué)效應(yīng)，具有促進(jìn)細(xì)胞增殖與代謝，刺激微血管再生和增強(qiáng)組織修復(fù)能力，壓應(yīng)力可促使細(xì)胞彈性變形，增加細(xì)胞攝氧，從而達(dá)到治療目的。②應(yīng)力壓電效應(yīng)。ESW在非均質(zhì)性物體(如大部分實(shí)質(zhì)性器官)中傳播時(shí)因介質(zhì)聲學(xué)特性和機(jī)械特性的差異而形成拉力梯度，在物體內(nèi)部產(chǎn)生剪切力，對(duì)組織和細(xì)胞產(chǎn)生應(yīng)力作用，改變病損處的電位，活化了骨細(xì)胞，促進(jìn)軟骨修復(fù)。③空化效應(yīng)。高能ESW使介質(zhì)中含有小的氣泡急速膨脹，有利于疏通閉塞的微細(xì)血管，使受沖擊部位微循環(huán)加速，改善局部血液循環(huán)，減輕局部炎癥反應(yīng)，起到治療作用。④代謝激活效應(yīng)。在上述效應(yīng)的作用下可激活細(xì)胞代謝，一方面壓力波可以改變離子通道，使膜的極性發(fā)生變化；另一方面，壓力波可以激活細(xì)胞內(nèi)外離子交換過(guò)程，加速清除和吸收代謝分解的終產(chǎn)物。加速炎性、致痛物質(zhì)吸收消散，減輕或消除局部組織水腫，有利于炎癥消退。⑤止痛機(jī)制。ESW能對(duì)神經(jīng)末梢組織產(chǎn)生強(qiáng)刺激，引起細(xì)胞周圍自由基改變，釋放抑制疼痛的物質(zhì)。使神經(jīng)敏感性降低，神經(jīng)傳導(dǎo)功能受阻，還可改變傷害感受器對(duì)疼痛的接受頻率，改變傷害感受器周圍化學(xué)介質(zhì)的組成，抑制疼痛信息的傳遞，從而緩解疼痛[6]。有學(xué)者認(rèn)為ESW可起到中醫(yī)疏通經(jīng)絡(luò)、行氣活血、舒筋緩急、針刺效應(yīng)、養(yǎng)生保健的作用[7]。

2 基礎(chǔ)研究

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明ESW治療能降低脊髓背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)的表達(dá)，迅速緩解KOA關(guān)節(jié)疼痛癥狀，改善關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能[8]。促使關(guān)節(jié)軟骨血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)、膠原蛋白、骨鈣蛋白的基因表達(dá)，在KOA的發(fā)生過(guò)程中起保護(hù)軟骨的作用，應(yīng)用ESW具有時(shí)效性，以治療4周時(shí)效果最佳[9]。降低關(guān)節(jié)液中一氧化氮(NO)的水平，減少軟骨細(xì)胞凋亡，延緩KOA的進(jìn)展[10]。而NO是KOA中一個(gè)重要的慢性關(guān)節(jié)損傷的調(diào)控劑，NO合成的抑制能夠減緩關(guān)節(jié)軟骨的退行性改變[11]。Wang等[12]研究表明ESW能增強(qiáng)軟骨細(xì)胞活性，減少軟骨細(xì)胞凋亡，具有延緩KOA軟骨退行性改變，改善軟骨下骨重建的作用。通過(guò)ESW適當(dāng)能量的干預(yù)，可以在較短時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)出數(shù)量較大的軟骨細(xì)胞；ESW作為機(jī)械應(yīng)力在一定能量強(qiáng)度和頻次的情況下可顯著促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖；適當(dāng)能量的ESW作用能促進(jìn)軟骨細(xì)胞促增殖因子堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)、結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)表達(dá)[13]。趙 等[14]研究認(rèn)為在不同壓強(qiáng)和沖擊次數(shù)下，軟骨細(xì)胞增殖活性不同，在1.5×105Pa、600次ESW干預(yù)后，軟骨細(xì)胞增殖活性達(dá)最高；隨壓強(qiáng)、次數(shù)升高，軟骨細(xì)胞增殖活性明顯下降，ESW在一定壓強(qiáng)和次數(shù)下可顯著促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖。適當(dāng)能量強(qiáng)度及頻次的體外沖擊波刺激，能夠明顯促進(jìn)軟骨細(xì)胞的增殖及Ⅱ型膠原表達(dá)，從細(xì)胞水平證實(shí)軟骨細(xì)胞是對(duì)體外沖擊應(yīng)力敏感細(xì)胞，具有能量依賴性和積累效應(yīng)[15]。Iannone F等[16]通過(guò)體外研究表明在應(yīng)用1 000個(gè)脈沖，能量密度為0.055 mJ/mm2時(shí)，正常人和骨性關(guān)節(jié)炎患者的成骨細(xì)胞表達(dá)白細(xì)胞介素-10(IL-10)均升高，應(yīng)用500個(gè)脈沖，能量密度為0.17 mJ/mm2時(shí)，只有骨性關(guān)節(jié)炎患者的CD29、CD105表達(dá)升高。IL-10通過(guò)抑制成骨細(xì)胞的分化影響骨的重塑，ESW對(duì)骨的生長(zhǎng)和愈合起促進(jìn)作用。因此，提出ESW可能增加骨密度而造成骨贅的形成，加重骨性關(guān)節(jié)炎的病情。

3 臨床應(yīng)用

國(guó)外臨床應(yīng)用ESW治療KOA的報(bào)道不多，多為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。ESW可迅速緩解兔KOA關(guān)節(jié)疼痛癥狀，增強(qiáng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能[8]。對(duì)狗的KOA有較好的治療作用，可增加關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍，改善關(guān)節(jié)功能[17]。于鐵成等[18]將72例KOA患者分為ESW治療組和對(duì)照組，對(duì)治療前后的膝關(guān)節(jié)功能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，治療后1、2和3個(gè)月后，ESW組的VAS評(píng)分和Lequesne指數(shù)明顯下降，KSKS評(píng)分明顯升高，認(rèn)為ESW能夠有效的減輕膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者的疼痛，改善其功能。唐夢(mèng)雨等[19]采用ESW治療KOA 48例，以患者壓痛點(diǎn)為中心，在垂直于壓痛點(diǎn)方向進(jìn)行ESW治療，根據(jù)患者耐受力，合理調(diào)節(jié)工作電壓及沖擊劑量，以患者能忍受為限，一般3～5次為1個(gè)療程，總有效率95.8%，療效明顯優(yōu)于微波治療。孟嵐等[20]利用關(guān)節(jié)腔注射玻璃酸鈉配合膝周痛點(diǎn)沖擊波治療KOA，療效明顯優(yōu)于關(guān)節(jié)腔注射玻璃酸鈉配合復(fù)方倍他米松痛點(diǎn)注射，能有效緩解KOA的癥狀，隨訪半年療效滿意，可在無(wú)法使用糖皮質(zhì)激素且KOA癥狀明顯的患者中推廣應(yīng)用。

4 展望

ESW治療KOA臨床治療報(bào)道較少，目前多是基于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，臨床治療時(shí)應(yīng)嚴(yán)格掌握適應(yīng)證，優(yōu)化ESW與其他療法的綜合運(yùn)用，為患者提供理想的治療方法。應(yīng)注重科研與臨床應(yīng)用的結(jié)合，規(guī)范試驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施及報(bào)告流程，在循證醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)上科學(xué)評(píng)價(jià)ESW對(duì)KOA的治療作用，讓更多的KOA患者減輕痛苦、提高生活質(zhì)量。

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