[發(fā)明專(zhuān)利]使用脈沖的電磁場(chǎng)治療來(lái)調(diào)節(jié)骨軟骨發(fā)育的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680028374.8
• 申請(qǐng)日: 2006-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101237904A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·W·科隆博格;T·甘尼;S·L·戈?duì)栴D
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 康奧尼斯有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61N1/00
• 分類(lèi)號(hào): A61N1/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 焦麗雅

相關(guān)申請(qǐng)的交叉應(yīng)用

本申請(qǐng)要求2005年6月3日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/687,430、2005年6月23日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/693,490、2006年3月15日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/782,462和2006年4月7日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/790,128的優(yōu)先權(quán)。

背景技術(shù)

與骨和軟骨相關(guān)聯(lián)的疾病和損傷對(duì)人群有很大的影響。單在美國(guó)每年發(fā)生約5百萬(wàn)次的骨折。這些中的約10％延遲愈合，并且在這些中，150,000到200,000個(gè)不連合的骨折發(fā)生伴隨有喪失生產(chǎn)力和獨(dú)立能力。在軟骨的情況下，嚴(yán)重的慢性形式的膝關(guān)節(jié)軟骨損害會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨的更大的惡化，并且可能最終導(dǎo)致整膝關(guān)節(jié)的更換。每年，進(jìn)行約200,000個(gè)整膝關(guān)節(jié)更換手術(shù)，人工關(guān)節(jié)一般僅僅維持10-15年，導(dǎo)致類(lèi)似的喪失生產(chǎn)力和獨(dú)立能力。

而且，就作為對(duì)于約4400萬(wàn)美國(guó)人的主要公共健康威脅的骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生率方面看來(lái)，骨折的發(fā)生率也預(yù)期保持較高。今天，在美國(guó)，估計(jì)1000萬(wàn)個(gè)人已經(jīng)有這種疾病，并且估計(jì)幾乎超過(guò)3400萬(wàn)人具有低骨量，這使他們具有增加的骨質(zhì)疏松癥的風(fēng)險(xiǎn)。在超過(guò)50歲的人群中，兩個(gè)女性中就有一人、四個(gè)男性中就有一人在他們的余生中發(fā)生與骨質(zhì)疏松癥相關(guān)聯(lián)的骨折。骨質(zhì)疏松癥導(dǎo)致每年超過(guò)150萬(wàn)的骨折，包括：300,000髖部骨折；700,000脊椎骨折；250,000腕骨折；以及300,000其它位置的骨折。用于骨質(zhì)疏松的髖部骨折的估計(jì)全國(guó)直接費(fèi)用(醫(yī)院和療養(yǎng)院)在2002年為180億美元(全國(guó)骨質(zhì)疏松癥基金會(huì)年報(bào)，2002)。

當(dāng)前可以獲得幾種治療方法來(lái)治療頑固性骨折，諸如：內(nèi)部和外部固定；骨移植或者移植代用品，包括去除礦物質(zhì)的骨基質(zhì)、血小板提取物和骨基質(zhì)蛋白質(zhì)；以及生物物理刺激，諸如通過(guò)外部固定器或者超聲波和電磁場(chǎng)而施加的機(jī)械應(yīng)力。

類(lèi)似地，軟骨損傷的典型治療根據(jù)損傷和癥狀的嚴(yán)重性有休養(yǎng)和其它的保守治療、用于整理和平滑被損壞的軟骨區(qū)域表面的小型關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡檢查手術(shù)和其它的外科療法，諸如微裂縫、鉆孔和研磨。所有這些都可以減輕癥狀，但是其益處通常僅僅是暫時(shí)的，特別是當(dāng)人的損傷前的活動(dòng)水平保持不變時(shí)。

骨和諸如軟骨等其它組織以生理上有益的方式來(lái)響應(yīng)電信號(hào)。被應(yīng)用到不連合部分和延遲連合部分的生物電刺激裝置在十九世紀(jì)60年代首次形成，現(xiàn)在被應(yīng)用到骨和軟骨(Ciombor?and?Aaron，F(xiàn)ootAnkle?Clin.2005，(4)：579-93)。當(dāng)前，它們已經(jīng)形成了市場(chǎng)并且在臨床實(shí)踐中的角色已被全面接受。歸因于生物電刺激的不太公知的結(jié)果是正的骨密度變化(Tabrah，1990)和骨質(zhì)疏松癥的預(yù)防(Chang，2003)。近來(lái)的報(bào)告提供了附加的證據(jù)：用脈沖電磁場(chǎng)(PEMF)的刺激大大地加速在牽拉骨生成期間形成骨(Fredericks，2003)。

當(dāng)前，用于骨修復(fù)的電療的臨床使用包括直接地植入到修復(fù)位置的電極或者非侵入性電容或者電感耦合。經(jīng)由放置在骨修復(fù)位置的目標(biāo)組織中的一個(gè)電極(陰極)和放置在軟組織中的陽(yáng)極來(lái)施加直流(DC)。5-100μA的DC電流足以刺激骨生成。所述電容耦合技術(shù)使用位于骨折位置的相對(duì)側(cè)上的外部皮膚電極。20-200Hz的正弦波通常用于在修復(fù)位置中獲得1-100mV/cm的電場(chǎng)。

電感耦合(PEMF)技術(shù)通過(guò)經(jīng)由一個(gè)或者兩個(gè)電線圈施加時(shí)變的磁場(chǎng)而獲得時(shí)變的電場(chǎng)。感應(yīng)電場(chǎng)作為觸發(fā)機(jī)構(gòu)，其調(diào)節(jié)由許多生長(zhǎng)因素介導(dǎo)的骨修復(fù)的分子調(diào)節(jié)的正常過(guò)程。Bassett等人首先報(bào)告PEMF信號(hào)可以使犬齒中的骨修復(fù)加速150％。骨修復(fù)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋@示使用直流增強(qiáng)了細(xì)胞增殖、鈣化和提高了機(jī)械強(qiáng)度。這樣的方法也存在有造成軟骨損傷的可能。

受傷的組織相對(duì)于正常組織具有電勢(shì)。在受傷位置測(cè)量的電信號(hào)(被稱(chēng)為“損傷電勢(shì)”或者“損傷電流”)僅僅是DCC(直流)，其隨著時(shí)間緩慢地改變。骨折修復(fù)和神經(jīng)再生電勢(shì)變化一般在負(fù)電極附近比通常要快，但是在正電極附近(在一些情況下，可能發(fā)生組織萎縮或者壞死)比通常要慢。為此，大多數(shù)近來(lái)的研究著重于更高的頻率、更復(fù)雜的信號(hào)(經(jīng)常不具有凈直流分量)。