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骨折延迟愈合和不愈合的物理治疗进展

2022-07-29
来源:求医网
骨折延迟愈合和不愈合是骨折治疗中常见的并发症,也是骨折治疗的难题。随着对骨组织生长、修复和生物电现象研究的深入,用物理因子刺激骨的生长,加快修复,正引起人们的重视,并在实验研究临床应用方面取得了一些新的进展。

1电疗

1.1 直流电疗

实验研究和临床应用证实,直流电对骨折不愈合有肯定的疗效。骨折不愈合在10个月内,没有危险因素存在,直流电治疗后骨愈合率达99%〔1〕。李起鸿等〔2〕用直流电阴极刺激法治疗1例骨折延迟愈合和6例骨折不愈合患者,愈合率100%。郑进佑等〔3〕将医用细克氏针作为阴极插入骨不连处,电流15~20μA,治疗20周,结果5例骨折不愈合和3例骨折延迟愈合患者7例形成骨连接,愈合率87.5%。有作者用电场治疗仪治疗骨折不愈合8例,电极置于患部两侧,电压9kV,电流1mA,每日1次,每次1小时,结果7例愈合,愈合率87.5%〔4〕

使用直流电治疗骨折不愈合可取得与骨移植相似的愈合率。但直流电疗也存在一些需解决的问题,其电极放置分为半植入式和全植入式。半植入式方法的优点是仪器为便携式,可避免开放性手术,但这种方法往往不容许负重。全植入式方法的优点是可充分保护下负重,但需行开放性手术。不论半植入式还是全植入式,若不恰当的电疗,电极移位,发生感染都会导致治疗失败。治疗过程中常需仔细观察和定期评估。

1.2电容耦合电场

电容耦合电场(capacitive coupling electric field,CCEF)选用的是60kHz,5~10V峰至峰对称的正弦波,电流5~10μA,不锈钢电容极板,直径3cm,放置在相应皮肤表面,每天治疗24h,持续12~24周。Scott等〔5〕采用前瞻、双盲试验治疗骨不愈合,治疗组10个病人中6个愈合,对照组11个病人中无一人愈合,2组之间愈合率有非常显著性差异。Brighton等〔6〕报道20个病人的22处难治性骨不愈合,在平均22.5周的治疗后,17处形成骨性连接,愈合率77.3%。1995年,Brighton等〔1〕又报道骨不愈合在10个月内且没有危险因素存在,电容耦合电场疗法的愈合率为96%,以后随着不愈期延长,更多危险因素出现,愈合率则明显下降。若有萎缩性骨不愈合存在,电容耦合电场的愈合率会降低。CCEF治疗的特点是无创性,携带方便,操作简便,不影响下肢在石膏固定下完全负重,电容器极板放置不需精确定位,也不需开放性手术,较其他治疗骨不愈合的电刺激方法有优势。

1.3脉冲电磁场

脉冲电磁场(pulsed electromagnetic fields,PEMFs)由美国著名矫形外科专家Bassett提出并成功地应用于临床治疗,有显著的治疗效果。其基本原理在于可变电磁场能诱发导体中的电压和电流。治疗时,将两个线圈置于骨不愈合部位皮肤或石膏上,线圈通以电流诱导出磁场,磁场在骨折断端间诱发微电流,产生治疗作用。目前, pEMFs常用参数:磁感应强度为2×10-4T,诱发电压为1.0~1.5mV/cm。 pEMFs临床应用取得了满意的效果。45个胫骨干骨折延迟愈合的病人用PEMFs治疗,没有任何附加治疗,结果治疗组20个病人中有10人在治疗12周后形成骨连接,对照组25个病人仅2个形成骨连接,两者结果有非常显著性差异〔7〕。34个胫骨不愈合病人的双盲研究,PEMFs有明显效果,治疗组18个病人中有16个形成骨连接,对照组16个病人中仅8个形成连接〔8〕。Adams等〔9〕用PEMFs治疗54个腕舟骨不愈合病人,平均治疗4个月,愈合37个,愈合率69%,其中舟骨近端1/3骨不愈合的愈合率为50%,中、远端1/3骨不愈合的愈合率为73%。罗二平等〔10〕研制成功GHY型骨愈合仪,用于38例骨延迟愈合和骨不愈合病人的治疗,总有效率为98.4%。

但实验研究的结果与临床应用结果不一致。Enzler等〔11〕将4~6岁狗的尺骨中段截骨, 用PEMFs治疗,每天24h,平均25天。狗尺骨的对照试验未证实PEMFs公认的有效性,治疗侧骨在放射学上和机械特性上都不优于对照侧。但该实验治疗时间短,仅平均25天,仍有待进一步研究来阐述和证实。

PEMFs疗法的主要优点是操作简便、无创伤、适应证广、无并发症,治愈率与诸多条件无关。尚需要解决的问题是:①PEMFs强度的选择;②每日治疗最短有效时间的确定;③PEMFs最佳有效波形的选择。

1.4 静电治疗

近些年来,静电场治疗骨折不愈合也引起了人们的重视。1977年,日本学者Yasuda将带弱电场的电极化聚四氟烯薄膜称之为驻极体(electret)。沈企勋等〔12〕将家兔桡骨人为骨缺损,局部肢体敷贴,表明高分子驻极体静电刺激对骨折愈合有促进作用,临床试用对骨不愈合也有效。

1.5中频电疗

用于骨折延迟愈合和骨不愈合治疗的中频电流多为干扰电流。马志清等〔13〕选用差频50~100Hz,电流强度10~25mA的干扰电流,使患者有轻微电感(麻或颤) ,电流在骨折断端间交叉,32例延迟愈合和2例不愈合病人有24例痊愈,愈合率70.59%。刘春生等〔14〕治疗8例骨折延迟愈合和1例不愈合病人,5例痊愈,愈合率56%。

电疗治疗骨折延迟愈合和不愈合的机理仍不十分清楚。推测电流刺激的作用机制可能在细胞水平,诱导间叶细胞分化成软骨细胞,通过软骨成骨形成骨连接,并与下列因素有关:①电流刺激的逆压电效应。50年代初期,日本学者Yasuda提出骨的压电效应,即在骨组织上施加压力可得到极化电位。同时逆压电效应也被证实,即当给骨组织施加电磁场时,正负极之间产生应力和应变〔10〕。这种骨折断端间的应力有利于骨的生长。②电流刺激对细胞的直接作用,微电流能导致骨细胞分化或再分化,以促成骨折端首先架桥而获得骨折愈合。③电流刺激可使骨、软骨细胞周围微环境发生生物化学改变,如pH值升高,氧分压降低等,这些改变可加速骨的生长。④电场可对钙盐产生某种动力学影响,促使钙盐向阴极侧泳动沉着,从而加速钙化过程。骨不愈合多是其纤维软骨未能钙化所致,故电场有利于骨连接。⑤电刺激激活细胞内的cAMP、cGMP系统,再依次活化各种酶系统,然后由各种酶系统激活骨细胞引起特殊的生理反应。⑥电刺激改善局部血液循环〔2〕。⑦电刺激可能促进PGE2和生长因子释放。骨折后骨折端及其周围组织可释放PGE2,在体内,PGE2具有早期骨吸收和后期骨形成双重作用。在骨改建中,生长因子具有调节骨吸收和骨形成规律作用。⑧电刺激诱导新骨形成,使骨细胞对甲状旁腺素失去敏感性。这是较新的看法,仍有待进一步的研究和证实。

2高能冲击波疗法

80年代初期以来,高能冲击波(high-energy shock waves)首先是被用于泌尿系统结石的治疗,现已成为首选方法。它是一种压力波,近几年有学者尝试用冲击波治疗骨不愈合,取得了阶段性成果〔15〕。Sukul等〔16〕在兔骨标本上使用冲击波,发现冲击波的能量密度和骨皮质改变程度之间存在线性关系,即随着能量密度增大,骨皮质的损害加重。这意味着可以控制冲击波治疗过程,骨皮质的效应也可加以预测,为非手术治疗骨折延迟愈合和不愈合打下了基础,但该试验并未确定冲击波的适宜能量密度范围。Johannes等〔15〕用4×1000冲击波,能量密度范围在0.23~1.20mJ/mm2之间,常用能量密度为0.54mJ/mm2(14.5kV),冲击波对准事先选择的4个点,骨断端桡侧上下各2个,对称地位于断端边缘。12周后,治疗组5只狗全部形成牢固骨连接,对照组4只狗在研究结束时仍表现为骨折不愈合,治疗组与对照组在愈合率方面有显著性差异。认为狗的增殖性骨折不愈合能由体外诱发的高能冲击波成功的治疗。但冲击波治疗骨折不愈合尚处于初始阶段,目前仅限于动物实验,其治疗骨折不愈合的机理还不清楚,仍有许多问题需要解决,如冲击波的适宜能量密度、应用次数、治疗点的选择和点的数量等。随着基础理论研究的深入,高能冲击波用于人的骨折不愈合的治疗也不会太遥远。

3超声治疗

实验证实低能超声可促进骨痂成熟,加速骨折愈合〔17〕。临床初步应用也有效。陈晓〔18〕应用超声波治疗股骨干粉碎性骨折延迟愈合1例,输出声强0.5~0.75W/cm2,治疗两个月后,X线示骨折处有大量骨痂形成,并最终愈合。超声波的治疗原理主要与超声机械压力波介导生物活性有关,其直接作用是通过细胞膜的机械变形,间接作用是通过细胞变形引起的电效应。

4其他

叶春山等〔19〕用低功率He-Ne激光治疗20例骨折延迟愈合病人,光斑对准骨折线体表投影区,每日1次,每次15min,结果14例骨连接, 愈合率70%,因He-Ne激光照射改善骨折断端及其周围组织的血液循环和代谢,增强钙磷沉积,调制细胞功能,加快骨连接。在治疗过程中,照射部位的准确定位对疗效有很大影响。

5 小结

临床应用发现,上述各种物理因子对骨折延迟愈合和不愈合都有促进骨连接的作用,其中以直流电、电容耦合电场、脉冲电磁场的愈合率为优,基本上与骨移植的愈合率一致。实验研究也如此。除直流电外,其他物理因子均属非植入式方法,具有操作简便、无痛苦等优点。为骨折不愈合和延迟愈合的治疗提供了可供选择的方法。物理因子治疗骨折延迟<