电刺激促进骨愈合

《电刺激促进骨愈合》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、电刺激促进骨愈合【关键词】电刺激电刺激作为治疗骨折和骨不愈合或延迟愈合的有效手段之一，临床研究和使用较多。目前，随着物理、电子工程学科发展，电、磁技术在骨科治疗方面的研究将会进一步发展。[1]1电刺激促进骨愈合原理活体骨始终处于重建过程，以适应身体荷载的变化，骨受应力变形，骨内产生的电位称为骨应力产生电位（stress-generatedpotentials,SGP）。骨内SGP产生压电效应和动电现象[1]。压电效应20世纪50年代初，日本学者Yasuda和Fukada提出压电效应，即骨受力后，在相对两个外表面上出现数量相等、符号相反的电荷，受压的凹面出现负电位，

2、产生新骨，张力的凸面呈正电位，出现骨质吸收，骨折后骨折区出现强烈负电位，并持续到骨愈合[2]；Fukada认为在骨质受压一侧为负电荷，可以促进骨折愈合；而分离的一侧（张力侧）为正电荷，骨质吸收。压电效应得到证实后，逆压电效应也被证明，即给骨组织施加电场时，正负极之间产生应力和应变，这也说明了骨的应力和电位变化的密切关系。由此。得出结论：机械应力作用于骨，先引起电位变化，然后是骨形成[3]。动电现象固体与液体处同一体系，固－液界面产生双电层。固体表面吸附一层离子，称为紧密层，其邻近液体，紧密层相同电荷的离子浓度大于不同离子浓度，称为扩散层，界面区域正负离子趋于相等。

3、因此在紧密层和扩散层中的区域，相对于层外液体中的电位，形成双电层，厚度约为几十Å的量极。当液体沿固相表面作切向运动时，吸附于固体表面有一层静止液体，其与流动液体的分界面称为滑移面。其上双电层电位称为zeta电位。液体流动时，其中离子也同时流动，从而在流动方向的两端产生电位差，称为流动电位。骨内微管系统，包括哈佛管、伏克曼管及骨小管，骨和液体之间形成双电层。骨受力变形，微管中体积缩小区域压力增高，体积增加区域压力降低，致使液体在微管中流动，产生流动电位。电位和压力呈线性关系。在静态压力下，骨的力－电电位就是流动电位。动态载荷下，骨的力－电电位主要来自压电

4、效应。骨的恒定电位1966年，Fridenberg发现兔长管骨表面正常情况下也存在一种电位，称为恒定直流电位。这种电位可在骨表面、骨膜表面和相应的皮肤表面测得，特点是长管骨的干骺端电位为负值。骨骺相对于干骺端是正电位，从骨端算起2－3cm处干骺端为负电位峰值，在骨干为正电位或零电位。骨折后，整个骨变为负电位，干骺端负电位变得更负，骨折端电位变负值可大于干骺端。当电位恢复正常时，骨折已接近临床愈合。2外来电信号对组织内部影响2.1改变细胞的微环境Brighton等认为是影响骨、软骨细胞周围微小环境发生生物化学改变的结果，由于电流通过对微环境的作用间接影响细胞，降低局

5、部组织的氧张力和提高局部组织的pH值，两者均有利于骨的形成。但也有作者观察经脉冲电磁场治疗的患者骨折部位pH值，并没有发现变化，有人开始怀疑这一机制。邓廉夫[4]等应用3H-脯氨酸和45Ca-氯化钙无载体放射性核素体内示踪技术,检测了周围神经功能性电刺激对实验性骨折愈合过程中胶原纤维形成与基质钙化的影响"发现:生理性电刺激周围神经,使3H-和45Ca-掺入早期骨痂的量增加(P<0105)；45Ca-/3H-的比率提高迅速，表明早期骨痂内胶原蛋白合成量增加,基质钙化迅速、完全,骨性骨痂发生早，骨转化过程缩短。认为,周围神经功能性电刺激可作为促进骨修复的辅助手段

6、。在直流电刺激骨折愈合的实验和临床观察中发现，直流电诱发的新骨折仅局限电极附近很小范围，而且阴阳电极也可由于腐蚀、气体形成基质降解和值变化等对附近区域产生毒害作用。而古长跃等[5]应用的高频电容藕合方法就可消除其不良的作用，该法使用高频祸合电流，电场正负极交变，而且电极交叉可强迫治疗电流通过骨折处，这样既不产生不利的代谢产物堆积，又可使大面积新骨形成。2.2电流对细胞的影响微电流能导致细胞分化，或多半在分化后再分化。有作者取直径10mm的塑料培养皿放在一个与骨折周围电场相同的环境中（0.1～0.9μA）培养青蛙的血细胞，发现血细胞先变成原始细胞，而后再变成骨细胞。

7、同时也证实，微电流的阴极附近，胶原纤维定向，导致立体排列，从而加强骨化作用。付玉庆等[6]研究指出刺激电诚的作用是通过兴奋细胞(如神经、肌肉)去极化和复极化完成的。它可促进中枢神经系统内源性吗啡类物质的释放而达到止痛，可加强肌肉的张力。由于肌肉泵的加强，可改善静脉淋巴回流而消除肿胀。2.3电流激活环磷酰胺（cAMP）系统Norton等发现，受振荡型电场作用的生长板内，软骨细胞CAMP明显增加。通过激活骨细胞内CAMP，再依次活化各种酶系统，然后由各种酶系统激活骨或软骨细胞产生作用。(责任编辑：)2.4电控制系统有作者认为[1]哺乳动物体内存在一种基本电控制系统，可

8、传递组织愈