[實用新型]電磁場與超聲波復(fù)合治療骨質(zhì)疏松癥的裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720149194.7
• 申請日: 2007-05-18
• 公開（公告）號: CN201094810Y
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 才秀君
• 申請（專利權(quán)）人: 才秀君
• 主分類號: A61N2/02
• 分類號: A61N2/02;A61N7/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉長威

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種醫(yī)療器械，具體地說是一種使用低頻電磁場和低強度脈沖超聲波復(fù)合治療骨質(zhì)疏松癥和促進骨傷愈合的裝置。

背景技術(shù)

脈沖電磁場(PEMF)的生物效應(yīng)是生物電磁學(xué)中最新的一個領(lǐng)域，生物體在PEMF的作用下可使細胞膜在原有靜電位的基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個新的跨膜電位(TEP)，其大小與外場參數(shù)有關(guān)，也與膜的種類、體積、大小等參數(shù)有關(guān)。TEP的大小，持續(xù)時間及其產(chǎn)生的方式會直接影響細胞的膜活性，膜的通透性，染色體畸變，細胞的結(jié)構(gòu)和功能變化，增殖和遺傳等生物學(xué)特性。

低能量、低頻電磁場對骨形成、骨吸收和骨重建的作用已趨于公認。其作用機制如下：

1、促進生長因子的合成分泌和骨生長

各種生長因子有不同的生物活性和作用，主要包括：絲裂原活性、溶骨活性以及分化作用、趨化作用，在局部成骨中起著重要作用。PEMF主要能夠促進下列生長因子的合成分泌：

(1)胰島素樣生長因子(IGF)，包括IGF-I和IGF-II，具有刺激成熟破骨細胞功能活性，調(diào)節(jié)骨吸收，參與骨改建的功能。Lammens在犬的截骨延長試驗中發(fā)現(xiàn)PEMF刺激組骨痂中IGF-I的含量明顯增加，骨愈合快于對照組。Fitzsimmons等發(fā)現(xiàn)PEMF在刺激成骨細胞增殖的同時不僅可誘導(dǎo)成骨細胞釋放IGF-II，而且可以增加細胞膜上IGF-II受體的數(shù)目，兩者共同作用促使細胞增殖。

(2)骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)，BMP的主要生物學(xué)作用是誘導(dǎo)未分化的間充質(zhì)細胞分化為軟骨和骨，即誘導(dǎo)成骨作用。Bodamyali給予新生鼠顱骨成骨細胞PEMF刺激，結(jié)果表明PEMF促進骨生長的同時促進BMP?mRNA的轉(zhuǎn)錄。

(3)β-轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)，可刺激間充質(zhì)細胞增殖分化，促進成骨和成軟骨細胞增殖，誘導(dǎo)I型膠原、骨橋蛋白(osteopontin)和骨連接素(opteonectin)的合成。TGF-β還可以上調(diào)成骨細胞中增殖特異基因PROM-1的表達，從而調(diào)控成骨細胞的增殖。

2、促進細胞外基質(zhì)合成，誘導(dǎo)細胞分化

PEMF通過加強表達I型膠原和I型膠原mRNA，廣泛介導(dǎo)細胞外基質(zhì)的合成。Lohmann等將人成骨樣細胞MG63置于15Hz，20脈沖/s的Helmholtz線圈中，PEMF刺激使成骨細胞堿性磷酸酶(ALP)活性明顯增強；2天后膠原的合成和骨鈣素增加，TGF-β₁水平增高，表明PEMF可增強成骨細胞ALP的表達，促進骨鈣素及膠原的合成分泌。

3、影響成骨細胞Ca²⁺含量

PEMF刺激能引起細胞內(nèi)Ca²⁺含量增高，Ca²⁺增高可直接或通過激活鈣調(diào)蛋白間接激活一些蛋白激酶，進而引起蛋白磷酸化作用改變細胞內(nèi)一系列信號通路，將刺激信號傳遞至核內(nèi)，引起促進細胞增殖作用。Brighton通過對骨細胞MC3T3-E1的體外培養(yǎng)認為，PEMF在細胞培養(yǎng)早期是靠促進細胞內(nèi)Ca²⁺的釋放來增高細胞內(nèi)Ca²⁺含量，而在后期是通過激活鈣調(diào)蛋白來增加細胞內(nèi)Ca²⁺含量。

4、促進一氧化氮(NO)合成

PEMF刺激可以促進一氧化氮(NO)合成。NO是一種重要的骨信號分子，能介導(dǎo)機械刺激對骨愈合進程的影響，中等含量、緩慢釋放的NO能刺激成骨細胞增殖分化，ALP活性增高。Diniz等實驗證明：PEMF刺激能增加NO合成且PEMF刺激下NO的合成增加可以介導(dǎo)成骨系細胞的增殖分化。

5、抑制細胞縫隙連接通訊

PEMF刺激可以抑制細胞縫隙連接通訊(GJIC)。GJIC是相互接觸的細胞間的一種信息通訊，參與調(diào)控細胞的增殖分化。正常組織再生及細胞增殖時GJIC是抑制的，PEMF作用抑制了GJIC的功能，從而促進細胞增殖。PEMF與細胞的初始作用點在細胞膜，PEMF作用于細胞膜上的受體，激活細胞內(nèi)環(huán)腺苷酸(cAMP)系統(tǒng)，繼而觸發(fā)一系列磷酸化信號放大反應(yīng)，再依次活化酶系統(tǒng)，然后由各種酶激活骨或軟骨細胞產(chǎn)生特殊生理反應(yīng)，促進細胞增殖分化。

6、對成骨細胞不同成熟階段產(chǎn)生影響