06.06.2023
Результаты воздействия электромагнитных волн терагерцового диапазона на ткани локтевого сустава при последствиях его повреждений
Изучение эффективность и безопасность применения электромагнитных волн терагерцового диапазона в комплексном лечении пациентов с последствиями переломов мыщелка плечевой кости (МПК).
Аннотация
Введение. Среди применяемых в клинической практике диапазонов электромагнитных волн перспективными являются электромагнитные волны терагерцового диапазона (ЭМВТГД), которые, как показывают экспериментально-клинические исследования, способны обеспечить коррекцию основных патофизиологических нарушений живого организма - гипоксии, гиперкоагуляции, иммунодефицитных состояний. Цель. Изучить эффективность и безопасность применения электромагнитных волн терагерцового диапазона в комплексном лечении пациентов с последствиями переломов мыщелка плечевой кости (МПК).
Материалы и методы. Проведены клинические, рентгенологические, физиологические и лабораторные исследования у 30 пациентов с последствиями переломов мыщелка плечевой кости (посттравматические деформации, остеоартриты локтевого сустава). Оперативное лечение больных с последствиями травм локтевого сустава было классическим и заключалось в проведении корригирующих остеотомий и остеосинтеза аппаратом Илизарова плеча, предплечья.
Основная группа - 15 пациентов, которым проводили 10 сеансов воздействия ЭМВТГД на зону остеотомии, остальным 15 больным физиотерапевтическое лечение не проводили.
Результаты. Обнаружено, что у пациентов основной группы в ближайшие сроки после лечения средние значения интенсивности болевого синдрома и дефицита амплитуды движений были статистически значимо ниже значений группы сравнения. Применение сеансов терапии ЭМВТГД приводило к различиям метаболических процессов в сравниваемых группах. Значительных изменений рентгенологических, физиологических и лабораторных показателей, а также клинических признаков, которые можно было бы отнести к нежелательным явлениям или осложнениям, связанным с применением ЭМВТГД, не выявлено.
Заключение. Результаты выполненного сравнительного исследования позволяют рекомендовать применение сеансов терапии ЭМВТГД в системе комплексного лечения пациентов с последствиями переломов мыщелка плечевой кости. Методика может быть использована как средство для локальной стимуляции репаративных процессов у целевых пациентов.
ВВЕДЕНИЕ
Применение электромагнитных волн, как способа стимуляции регенерации опорных тканей, в настоящее время имеет достаточное теоретическое обоснование [1-3]. Среди применяемых в практике диапазонов электромагнитных волн перспективными являются электромагнитные волны терагерцового диапазона (ЭМВТГД), которые, как показывают экспериментально-клинические исследования, способны обеспечить коррекцию основных патофизиологических нарушений живого организма - гипоксии, гиперкоагуляции, иммунодефицитных состояний [4-9]. Показано, что применение таких терапевтических средств, малоинвазивых и малотравматичных, может быть достаточно эффективным в практике травматологии и ортопедии [10, 11]. В этом плане комплексное применение ЭМВТГД при лечении больных ортопедотравматологического профиля является перспективным способом стимуляции регенерации тканей, а предварительные результаты, по данным литературы, положительны.
Цель исследования - изучить эффективность и безопасность воздействия ЭМВТГД в комплексном лечении пациентов с последствиями переломов МПК.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Проанализированы результаты клинико-рентгенологических, физиологических и лабораторных исследований у 30 больных с последствиями перелома МПК (различные деформации, остеоартриты локтевого сустава). Возраст пациентов составил 18-56 лет. Больные до лечения предъявляли жалобы на деформацию локтевого сустава, сопровождающую нарушением движений, боли в локтевом суставе при физической нагрузке и «ночные» боли. По данным рентгенографии у всех пациентов отмечались в локтевом суставе признаки остеоартрита II стадии. Давность перелома составила 1-2 года. Хирургическое лечение пациентов с последствиями перелома МПК было классическим и заключалось в проведении корригирующих остеотомий и остеосинтеза аппаратом Илизарова плеча, предплечья.
В раннем послеоперационном периоде после остеотомий костей, образующих локтевой сустав, 15 пациентов были рандомизированы в основную группу, в которой пациентам проводили 10 сеансов воздействия ЭМВТГД на зону остеотомии (режим амплитудной модуляции сигнала соответствовал частоте 150 ± 0,75 ГГц, продолжительность воздействия - 15 минут ежедневно). Первый сеанс начинали на 1-2 день после операции. Другим 15 пациентам данная процедура не выполнялась (группа сравнения). По клинико-демографическим данным пациенты сравниваемых групп были сопоставимы. Оперативные вмешательства выполнены одной бригадой, протоколы послеоперационного ведения пациентов отличались только наличием в основной группе дополнительного воздействия ЭМВТГД.
Источником ЭМВТГД явился физиотерапевтический прибор «Орбита» (рег. уд. № ФСР 2009/05497), который применялся по показаниям для терапевтического воздействия на заинтересованную патологическую зону живого организма электромагнитными волнами на частоте молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота.
Исследование одобрено этическим комитетом при ФГБУ «НМИЦ ТО им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России.
Клинико-рентгенологические исследования. Пациентам выполняли рентгенографию сегмента конечности с областью остеотомии и исследуемого сустава в двух стандартных проекциях (переднезадняя и боковая). В послеоперационном периоде наблюдали динамику болевого синдрома и объема движений в локтевом суставе, которые анализировали с помощью визуально-аналоговой шкалы (оценка интенсивности боли в покое, при движении в суставе, в ночное время) и показателей дефицита амплитуды движений в баллах - от 0 до 5.
Физиологические исследования. Определяли реакцию кожных покровов верхней конечности при применении ЭМВТГД до процедуры воздействия ЭМВТГД, в процессе её выполнения на 1-й, 5-й и 10-й процедуре, через 7 дней после окончания воздействия и после окончания стационарного лечения. В зоне воздействия излучения производили измерение объемного кожного капиллярного кровотока и напряжения кислорода и углекислого газа.
Измерение показателей проводили лазерным допплеровским флоуметром (BLF-21, «Transonic Systems», США) с применением накожного датчика. Чрескожным полярографическим монитором - 840 (VFD, TcpCO^/TcpCO2, "Novametrix", США) определяли напряжение кислорода и углекислого газа (мм рт. ст.). Газовый состав тканей определяли с помощью согревающего (t = 44 °С) датчика с электродом типа "Clark" для пролонгированного определения TcpO2 и TcpCO2. Измерение чрескожного напряжения кислорода и углекислого газа осуществляли до начала процедуры, непосредственно после окончания сеанса, через 7 дней после завершения воздействия и после окончания стационарного лечения.
Лабораторные исследования. У больных исследовали сыворотку крови. Забор крови осуществляли до начала применения ЭМВТГД, после 10 сеансов и на момент выписки из стационара. Определяли содержание глюкозы, лактата (МК), общего белка, общего холестерина, триглицеридов (ТГ), мочевины, неорганического фосфата, общего кальция, магния, натрия, калия, хлоридов. Выявляли активность щелочной (ЩФ) и тартратрезистентного изофермента кислой (ТрКФ) фосфатазы, трансаминаз (АСТ, АЛТ), креатинкиназы, лактатдегидрогеназы (ЛДГ).
На автоматическом биохимическом анализаторе Hitachi/BM 902 (Япония) выявляли активность ферментов и концентрацию субстратов. При этом применяли наборы реагентов фирмы Vital Diagnostic (СПб). Содержание калия, натрия, хлоридов определяли ион-селективным методом с применением ионселективно-го блока биохимического анализатора Hitachi/BM 902.
Статистическая оценка. Определяли среднюю арифметическую и стандартное отклонение (Xi ± SD). С помощью критерия Шапиро-Уилка выявляли нормальность распределения выборок. Процедуру статистической оценки значимости отличий показателей внутри исследуемых групп (до и после лечения) выполняли с применением W-критерия Вилкоксона. Для определения статистической значимости полученных показателей между группами применяли T-критерий Манна-Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Изменения интенсивности болевого синдрома и дефицит амплитуды движений у пациентов изученных групп представлены в таблице 1.
Обнаружено, что у пациентов основной группы в ближайшие сроки после лечения средние значения интенсивности болевого синдрома и дефицита амплитуды движений были статистически значимо ниже значений группы сравнения.
Применение сеансов терапии ЭМВТГД приводило к различиям и метаболических процессов в сравниваемых группах (см. табл. 2). Так, если активность ЩФ у пациентов обеих групп значимо не отличалась, то у пациентов опытной группы в ходе лечения отмечалось достоверное снижение активности ТрКФ, и через месяц после лечения активность данного фермента у пациентов опытной группы была выше как исходного (до начала терапии) уровня, так и значений пациентов группы сравнения.
Кроме того, у пациентов основной группы через месяц после применения ЭМВТГД отмечались значимые отличия (снижение) уровня лактата и триглицеридов сыворотки крови относительно пациентов группы сравнения. Все другие исследованные биохимические показатели в ходе лечения у пациентов обеих групп достоверно между группами не отличались (данные не приведены). Наблюдаемые изменения в сыворотке крови продуктов энергетического обмена (лактат и ТГ) у больных опытной группы указывало на более высокую интенсивность аэробного обмена, что, возможно, было связано с улучшением кровоснабжения мягких тканей оперированного сегмента у пациентов в ходе применения ЭМВТГД.
В пользу последнего предположения говорят данные физиологических исследований. Выявлено, что объемная скорость капиллярного кожного кровотока в зоне воздействия ЭМВТГД последовательно в ходе сеансов нарастала в среднем от 3,0 мл/мин*100 г до начала.
В процессе воздействия ЭМВТГД усиливался и газовый режим тканей (табл. 3). Достоверные изменения средних показателей напряжения кислорода (его рост) и углекислого газа (его снижение) у пациентов опытной группы отмечалось уже через 5 сеансов терапии ЭМВТГД. Повышенные значения напряжения кислорода у всех пациентов основной группы сохранялись минимум в течение 7 дней после окончания воздействия КВЧ.
Значительных изменений рентгенологических, физиологических и лабораторных показателей, а также клинических признаков, которые можно было бы отнести к нежелательным явлениям или осложнениям, связанным с применением ЭМВТГД, не выявлено. Это обстоятельство свидетельствует о допустимой безопасности её применения в системе лечения целевых пациентов.
Однако анализ литературных данных показывает, что применение данных волн в комплексе лечения пациентов ортопедического профиля имеет ограниченную доступность, и часто они применяются в индивидуальном порядке [14]. Системных исследований выполнено мало. Так, группой авторов [15] данная терапия была использована в комплексном лечении 18 больных с переломами локтевого отростка. Авторы отмечают, что применение ЭМВТГД способствовало сокращению сроков временной нетрудоспособности данных пациентов в отличие от группы сравнения. В другой работе [16] технология была применена у 32 пациентов с переломами костей нижних конечностей.
Исследователи констатируют, что применение ЭМВТГД приводило к улучшению реологических свойств крови у больных в сравнении с общепризнанной схемой профилактики тромбоза глубоких вен. Применяя ЭМВТГД в комплексном лечении 12 пациентов с проникающими колото-резаными ранениями груди, В.В. Масляков с соавт. [17] отмечают, что данная процедура предотвращала развитие изменений реологических свойств крови. При этом авторы отмечали хорошую переносимость данной процедуры. Также имеется опыт применения КВЧ-терапии как средства для стимуляции регресса нейроортопедических нарушений у пациентов с поясничным остеохондрозом и остеоартритом [18]. В целом, проведенное нами исследование в совокупности с представленными работами свидетельствует об эффективности применения ЭМВТГД в системе лечения целевых пациентов.
Несмотря на существующий скромный опыт применения ЭМВТГД, нужно отметить, что использование электромагнитного воздействия к настоящему времени находит все большее практическое применение для лечения больных с различной ортопедотравматологической патологией. [19-23]. Причем расширяются показания не только для стимуляции репарации кости, но и в
ЗАКЛ]
Результаты выполненного сравнительного исследования позволяют рекомендовать применение сеансов терапии ЭМВТГД в системе комплексного лечения пациентов с последствиями переломов части применения воздействий электромагнитным полем при повреждениях хряща [24, 25]. Потенцирование эффектов такого воздействия возможно и за счёт комбинирования применяемых электромагнитных волн [26].
Суммируя опыт клинического применения электромагнитной стимуляции в практике травматологии и ортопедии L. Caliogna отмечает, что основным клиническим эффектом такой стимуляции является снижение боли и возможность стимулировать процесс заживления локально, не вызывая системных эффектов и побочных реакций [27]. Эффективность же электромагнитной стимуляции в части сокращения сроков сращения кости, по данным литературы, выглядит не совсем очевидной [28-31]. В целом эти данные согласуются с полученными нами результатами: воздействия ЭМВТГД способствует развитию местных эффектов, снижению болевого синдрома, улучшению функции, без значимого сокращения сроков лечения, на фоне приемлемой безопасности.
Несомненно, полученные нами результаты имеют ограничения в плане небольшого объема выборок исследуемых пациентов. Очевидно, что доказательство эффективности применения ЭМВТГД у пациентов ортопедотравматологического профиля нуждается в расширении числа наблюдений и числа исследований в целом. Однако наш опыт применения пока подтверждает первоначальную гипотезу об эффективности использования данной процедуры в комплексе мер лечения целевых пациентов.
мыщелка плечевой кости. Методика может быть использована как средство для локальной стимуляции репаративных процессов у целевых пациентов.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Galli C., Pedrazzi G., Guizzardi S. The cellular effects of Pulsed Electromagnetic Fields on osteoblasts: A review // Bioelectromagnetics. 2019. Vol. 40, No 4. P. 211-233. DOI: 10.1002/bem.22187.
2. Pulsed electromagnetic fields promote bone formation by activating the sAC-cAMP-PKA-CREB signaling pathway / Y.Y. Wang, X.Y. Pu, W.G. Shi, Q.Q. Fang, X.R. Chen, H.R. Xi, Y.H. Gao, J. Zhou, C.J. Xian, K.M. Chen // J. Cell Physiol. 2019. Vol. 234, No 3. P. 2807-2821. DOI: 10.1002/ jcp.27098.
3. Yuan J., Xin F., Jiang W. Underlying Signaling Pathways and Therapeutic Applications of Pulsed Electromagnetic Fields in Bone Repair // Cell Physiol. Biochem. 2018. Vol. 46, No 4. P. 1581-1594. DOI: 10.1159/000489206.
4. Казаринов К.Д. Биологические эффекты электромагнитного поля терагерцового диапазона // Электронная техника. Серия 1: СВЧ-техника. 2009. № 4 (503). С. 48-58.
5. Киричук В.Ф., Цымбал А.А. Применение терагерцового излучения на частотах оксида азота для коррекции антиоксидантных свойств крови и перекисного окисления липидов в условиях стресса // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2010. Т. 96, № 2. С. 121-127.
6. Киричук В.Ф., Цымбал А.А. Применение электромагнитных волн терагерцового диапазона для коррекции функций гемостаза // Медицинская техника. 2010. № 1. С. 12-16.
7. Кулипанов Г.Н. Генерация и использование терагерцового излучения: история и перспективы // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика. 2010. Т. 5, № 4. С. 24-27.
8. Чекрыгин В.Э. Терагерцовый диапазон на страже здоровья // Известия ЮФУ. Технические науки. 2009. № 7 (96). С. 102-107.
9. Extremely High Frequency Electromagnetic Fields Facilitate Electrical Signal Propagation by Increasing Transmembrane Potassium Efflux in an Artificial Axon Model / S. D'Agostino, C. Della Monica, E. Palizzi, F. Di Pietrantonio, M. Benetti, D. Cannata, M. Cavagnaro, D. Sardari, P. Stano, A. Ramundo-Orlando // Sci. Rep. 2018. Vol. 8, No 1. P. 9299. DOI: 10.1038/s41598-018-27630-8.
10. Лукин С.Ю., Солдатов Ю.П., Дьячков А.Н. Результаты лечения больных с множественной и сочетанной травмой с применением малоинвазивных технологий остеосинтеза и электромагнитных волн терагерцевого диапазона // Гений ортопедии. 2021. Т. 27, № 1. С. 6-12.
11. Лукин С.Ю., Солдатов Ю.П., Стогов М.В. Комплексная коррекция патофизиологических нарушений у ортопедотравматологических больных с применением электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах излучения оксида азота // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2018. Т. 95, № 6. С. 58-66. DOI: 10.17116/kurort20189506158.
12. Potential Cellular and Biochemical Mechanisms of Exercise and Physical Activity on the Ageing Process / M. Ross, H. Lithgow, L. Hayes, G. Florida-James // Subcell. Biochem. 2019. Vol. 91. P. 311-338. DOI: 10.1007/978-981-13-3681-2_12.
13. Osteocyte-mediated Translation of Mechanical Stimuli to Cellular Signaling and Its Role in Bone and non-bone-Related Clinical Complications / Y. Yan, L. Wang, L. Ge, J.L. Pathak // Curr. Osteoporos. Rep. 2020. Vol. 18, No 1. P. 67-80.
14. Nonoperative and Operative Bone and Cartilage Regeneration and Orthopaedic Biologics of the Hip: An Orthoregeneration Network (ON) Foundation Hip Review / J. Hernigou, P. Verdonk, Y. Homma, R. Verdonk, S.B. Goodman, P. Hernigou // Arthroscopy. 2022. Vol. 38, No 2. P. 643656. DOI: 10.1016/j.arthro.2021.08.032.
15. Комплексное экспериментальное и клиническое исследование эффективности КВЧ-терапии на частотах оксида азота в восстановительном лечении пациентов с переломами костей / Н.В. Богомолова, Р.М. Дулатов, С.И. Киреев, В.Ф. Киричук, А.П. Креницкий // Вестник новых медицинских технологий. 2010. Т. 17, № 1. С. 107-110.
16. Комплексная профилактика венозного тромбоза у травматологических больных / С.И. Киреев, В.Ф. Киричук, Н.В. Богомолова, Р.М. Дулатов, А.П. Креницкий, О.Н. Ямщиков, Д.А. Марков // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2010. Т. 15, № 5. С. 1515-1518.
17. Применение аппарата для терагерцовой терапии "Орбита" с целью коррекции реологических свойств крови при колото-резаных ранениях груди / В.В. Масляков, О.И. Дралина, О.А. Суханова, В.Г. Барсуков, А.Я. Дадаев // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. 2015. Т. 14, № 4. С. 29-32.
18. Мирютова Н.Ф., Бартфельд Н.Н., Кожемякин А.М. Применение КВЧ-терапии в восстановительном лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2006. № 3. С. 13-16.
19. The effects of pulsed electromagnetic fields combined with a static magnetic intramedullary implant on the repair of bone defects: A preliminary study / Z. Bao, M. Fan, L. Ma, Q. Duan, W. Jiang // Electromagn. Biol. Med. 2019. Vol. 38, No 3. P. 210-217. DOI: 10.1080/15368378.2019.1625785.
20. The Application of Pulsed Electromagnetic Fields (PEMFs) for Bone Fracture Repair: Past and Perspective Findings / C. Daish, R. Blanchard, K. Fox, P. Pivonka, E. Pirogova // Ann. Biomed. Eng. 2018. Vol. 46, No 4. P. 525-542. DOI: 10.1007/s10439-018-1982-1.
21. Promising application of Pulsed Electromagnetic Fields (PEMFs) in musculoskeletal disorders / H. Hu, W. Yang, Q. Zeng, W. Chen, Y. Zhu, W. Liu, S. Wang, B. Wang, Z. Shao, Y. Zhang // Biomed. Pharmacother. 2020. Vol. 131. P. 110767.
22. The role of biophysical stimulation with PEMFs in fracture healing: from bench to bedside / G. Vicenti, D. Bizzoca, G. Solarino, F. Moretti, G. Ottaviani, F. Simone, G. Zavattini, G. Maccagnano, G. Noia, B. Moretti // J. Biol. Regul. Homeost. Agents. 2020. Vol. 34, No 5, Suppl. 1. P. 131135.
23. Pulsed electromagnetic fields: promising treatment for osteoporosis / T. Wang, L. Yang, J. Jiang, Y. Liu, Z. Fan, C. Zhong, C. He // Osteoporos. Int. 2019. Vol. 30, No 2. P. 267-276. DOI: 10.1007/s00198-018-04822-6.
24. Fahy N., Alini M., Stoddart M.J. Mechanical stimulation of mesenchymal stem cells: Implications for cartilage tissue engineering // J. Orthop. Res. 2018. Vol. 36, No 1. P. 52-63. DOI: 10.1002/jor.23670.
25. Biophysical stimulation of bone and cartilage: state of the art and future perspectives / L. Massari, F. Benazzo, F. Falez, D. Perugia, L. Pietrogrande, S. Setti, R. Osti, E. Vaienti, C. Ruosi, R. Cadossi // Int. Orthop. 2019. Vol. 43, No 3. P. 539-551. DOI: 10.1007/s00264-018-4274-3.
26. The Effect of Pulsed Electromagnetic Field and Combined Magnetic Field Exposure Time on Healing of a Rabbit Tibial Osteotomy / D.C. Fredericks, E.B. Petersen, M. Rhodes, G.A. Larew, J.V. Nepola // Iowa Orthop. J. 2019. Vol. 39, No 2. P. 20-26.
27. Pulsed Electromagnetic Fields in Bone Healing: Molecular Pathways and Clinical Applications / L. Caliogna, M. Medetti, V. Bina, A.M. Brancato, A. Castelli, E. Jannelli, A. Ivone, G. Gastaldi, S. Annunziata, M. Mosconi, G. Pasta // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22, No 14. P. 7403. DOI: 10.3390/ ijms22147403.
28. 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. 2012. Vol. 7. P. 24. DOI: 10.1186/1749-799X-7-24.
29. Electromagnetic Bone Growth Stimulation in Patients with Femoral Neck Fractures Treated with Screws: Prospective Randomized Double-Blind Study / C. Faldini, M. Cadossi, D. Luciani, E. Betti, E. Chiarello, S. Giannini // Curr. Orthop. Pract. 2010. Vol. 21, No 3. P. 282-287. DOI: 10.1097/ BCO.0b013e3181d4880f.
30. The effects of low-intensity pulsed ultrasound and pulsed electromagnetic fields bone growth stimulation in acute fractures: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials / P.F. Hannemann, E.H. Mommers, J.P. Schots, P.R. Brink, M. Poeze // Arch. Orthop. Trauma Surg. 2014. Vol. 134, No 8. P. 1093-1106. DOI: 10.1007/s00402-014-2014-8.
31. Electromagnetic stimulation as coadjuvant in the healing of diaphyseal femoral fractures: a randomized controlled trial / A. Martinez-Rondanelli, J.P. Martinez, M.E. Moncada, E. Manzi, C.R. Pinedo, H. Cadavid // Colomb. Med. (Cali). 2014. Vol. 45, No 2. P. 67-71.
Информация об авторах:
1. Евгений Сергеевич Козлов;
2. Юрий Петрович Солдатов - доктор медицинских наук, профессор,
3. Максим Валерьевич Стогов - доктор биологических наук, доцент,
4. Елена Николаевна Шурова - доктор биологических наук
5. Елена Анатольевна Киреева - кандидат биологических наук.
Теги: мыщелок плечевой кости
234567 Начало активности (дата): 06.06.2023 13:47:00
234567 Кем создан (ID): 989
234567 Ключевые слова: мыщелок плечевой кости, последствия травм, деформация, остеоартрит, электромагнитные волны терагерцового диапазона, эффективность, безопасность
12354567899
Похожие статьи
Рентгеноанатомические основы исследования легких. Учение о сегментах. Глава 16Рентгеноанатомические основы исследования легких. Глава 4
Рентген на дому 8 495 22 555 6 8
Рентгеноанатомические основы исследования легких. Глава 2
15.03.2023
