Skuteczność magnetoterapii i laseroterapii w przebiegu procesów gojenia kości – opis przypadku

Kość jest istotnym elementem w organizmie, opisanym jako zróżnicowana postać tkanki łącznej o wysokiej aktywności metabolicznej i dużej wytrzymałości mechanicznej. Zapewnia kształt i wsparcie dla ciała, a także stanowi ochronę dla tkanek miękkich i organów wewnętrznych [23, 31, 41]. Budowa tkanki kostnej wiąże się z jej przydatnością funkcjonalną. Podobnie jak w innych odmianach tkanki łącznej składa się z elementów komórkowych (osteocyty, osteoblasty, osteoklasty) oraz istoty międzykomórkowej [3, 4, 25, 26].

Złamanie kości

Złamanie jest przerwaniem ciągłości struktur kości w wyniku zaistnienia czynników zewnętrznych lub wewnętrznych, ze zniszczeniem jej formy anatomicznej, uszkodzeniem otaczających tkanek miękkich i utratą funkcjonalności [41].

Kość jest jedną z niewielu tkanek, która może przejść bezpośrednią regenerację komórkową, żeby odzyskać 100% właściwości biomechanicznych. Proces ten może zachodzić w wyniku dwóch typów gojenia: pierwotnego i wtórnego. Pierwotne gojenie kości przy niewielkim pęknięciu i zachowaniu stabilności odbywa się przez rychłozrost lub wypełnienie ubytku. Wtórne gojenie kości następuje przy braku stabilności lub gdy szczelina pęknięcia jest szersza niż 5 mm i charakteryzuje się tworzeniem kostniny.

Wtórne gojenie się kości przechodzi kolejne fazy:

• faza zapalna,

• faza naprawcza (tworzenie kostniny miękkiej),

• faza przebudowy wewnętrznej (tworzenie się kostniny twardej) [7, 27, 28, 41].

Istnieją pewne czynniki, które mogą wpływać na szybkość procesu gojenia kości, jak: wiek pacjenta, ukształtowanie i miejsce złamania, czynniki wzrostu, zmiany równowagi hormonalnej [7, 14, 16, 28].

Pole magnetyczne

Pole elektromagnetyczne jest związane z życiem na Ziemi i bezsprzecznie ma wpływ na żywe organizmy. Postęp w nauce i w technice umożliwiły wykorzystanie różnych postaci energii fizycznej w lecznictwie. W magnetoterapii stosuje się zmienne pole magnetyczne niskiej częstotliwości do 100 Hz, indukcji pola – do 30 mT o różnym kształcie impulsu, który może być generowany w wersji bipolarnej i unipolarnej [29, 30, 32, 33, 34].

Pole magnetyczne niskiej częstotliwości jest stosowane w terapii od ponad 20 lat. Pierwsze doniesienia dotyczą jego użycia w celu przyspieszenia procesu zrastania się kości i w leczeniu pacjentów z brakiem zrostu kostnego [35, 36, 37]. Złamania należą do grupy schorzeń, w której magnetoterapia jest bardzo częstą metodą wspomagania lub nawet leczenia. Liczne badania wykazały, że dzięki jej zastosowaniu wzrasta wytrzymałość mechaniczna kostniny, w tym na uszkodzenia, a także skraca się czas wymagany do osiągnięcia pełnego zrostu [2-5, 9, 10, 12, 13, 15-17, 21, 22, 24, 29, 30, 33, 37]. Wykazano, że magnetoterapia przyspiesza dojrzewanie beleczek kości [13], zwiększa syntezę i wydzielanie PGE2, a tym samym wpływa na wzrost stężenia Ca2+ [11].

Laseroterapia

Laseroterapia stosowana jest również w leczeniu złamań kości. Laser wpływa na zmiany w potencjale błony komórkowej, zwiększenie fagocytozy, syntezy ATP i prostaglandyn, usprawnieniu ulega dysocjacja hemoglobiny, co wpływa korzystnie na zaopatrzenie tkanek w tlen. W badaniach mikroskopowych stwierdzono zachodzące pod wpływem lasera zwiększenie unaczynienia oraz szybsze formowanie się kostniny w miejscu złamania [1, 6]. Wykazano zmniejszenie stanu zapalnego, a także biostymulujący wpływ na osteoblasty [6].

Przeciwwskazania

Odstępujemy od zabiegów laseroterapii i magnetoterapii gdy mamy do czynienia z:

• chorobą nowotworową lub jej podejrzeniem,

• ciążą,

• ciężkimi infekcjami pochodzenia bakteryjnego, wirusowego, grzybiczego,

• epilepsją.

Należy pamiętać że, wyżej wymienione przeciwwskazania dotyczą również właściciela zwierzęcia.

Opisy przypadków:

Złamanie kości śródręcza I, II, III kończyny piersiowej lewej, bez cech przemieszczenia 

Pacjent: pies, 10 tygodni, shih tzu.

Diagnoza: złamanie kości śródręcza I, II, III kończyny piersiowej lewej, bez cech przemieszczenia.

Plan rehabilitacyjny zawierał: początkowo codziennie zabiegi przy użyciu pola magnetycznego (dyski) na chorą kończynę, następnie ograniczono liczbę zabiegów do 2-3 razy w tygodniu, a w dniu zmiany opatrunków zastosowano laseroterapię. Stosowano także masaż i ćwiczenia bierne kończyny piersiowej lewej powyżej opatrunku.

Po 3 tygodniach od zdarzenia na RTG zauważalny był prawie całkowity zrost kostny, po kolejnych 2 tygodniach rehabilitacji nastąpił całkowity zrost kostny. Po zdjęciu opatrunku zastosowano serię ćwiczeń biernych, aby zwiększyć ruchomość kończyny piersiowej lewej.

Wieloodłamowe złamanie w 1/3 dalszej kości ramiennej lewej, stan po osteosyntezie wykonanej miesiąc wcześniej

Pacjent: kot, 7 lat, europejski krótkowłosy.

Diagnoza: wieloodłamowe złamanie w 1/3 dalszej kości ramiennej lewej, stan po osteosyntezie wykonanej miesiąc wcześniej, w RTG brak zrostu kostnego.

Plan rehabilitacyjny zawierał: początkowo (przez pierwsze 5 dni) codziennie zabiegi przy użyciu pola magnetycznego (dyski) na okolice lewej kości ramiennej, następnie zabiegi wykonywane były 3 razy w tygodniu.

Po miesiącu na kontrolnym RTG była widoczna poprawa, zabiegi magnetoterapii kontynuowano. Po kolejnych 5 tygodniach na zdjęciu rentgenowskim widoczny był całkowity zrost.

Drobny odprysk kostny okolicy stawu przedramienno-nadgarstkowego lewego

Pacjent: pies, 14 miesięcy, border collie.

Diagnoza: w RTG drobny naddatek cienia kości, odpowiadający drobnemu odpryskowi kostnemu okolicy stawu przedramienno-nadgarstkowego lewego.

Plan rehabilitacyjny zawierał: zastosowanie pola magnetycznego (dyski) oraz laseroterapii 3 razy w tygodniu.

Po 3 tygodniach na kontrolnym RTG widoczne były cechy gojenia się kości, po tygodniu dodatkowych zabiegów zakończono rehabilitację.

Złamanie w trzonie paliczka bliższego palca V kończyny piersiowej lewej

Pacjent: pies, 10 tygodni, mieszaniec.

Diagnoza: złamanie w trzonie paliczka bliższego palca V kończyny piersiowej lewej.

Plan rehabilitacyjny zawierał: początkowo pole magnetyczne (dyski) 10 zabiegów codziennie, następnie 3-4 razy w tygodniu, dodatkowo w dni zmiany opatrunku stosowano laseroterapię.

Po 6 tygodniach na RTG widoczny był całkowity zrost kostny, zdjęto opatrunek i włączono bieżnię wodną, aby zwiększyć zakres ruchów, oraz zastosowano ćwiczenia bierne.

Stan po operacji zerwanego więzadła krzyżowego 

Pacjent: pies, 9 lat, mieszaniec.

Diagnoza: stan po operacji zerwanego więzadła krzyżowego przedniego metodą TTA2 w lewej kończynie miednicznej.

Plan rehabilitacyjny zawierał: pole magnetyczne (dyski) 3 razy w tygodniu i dodatkowo bieżnię wodną, aby odbudować umięśnienie lewej kończyny miednicznej.

Po miesiącu stosowania terapii zauważono zwiększony zrost kostny w stosunku do poprzedniego RTG.

Podsumowanie

Wyniki badań w literaturze sugerują, że leczenie polem magnetycznym ma stymulujący wpływ na procesy gojenia kości. Terapia polem magnetycznym jest metodą bezpieczną (jeśli nie ma przeciwwskazań do jej stosowania), mało inwazyjną, prostą w użyciu (fale przechodzą przez opatrunek, gips, metalowe elementy nie są przeciwwskazaniem do stosowania).Jeśli chodzi o zastosowanie laseroterapii, opublikowano dużo mniej prac na ten temat, ale ich wyniki także potwierdzają zasadność stosowania laseroterapii w przypadku złamań.

Autor:

mgr Janina Dąbrowska
Animal Center Warszawa

Zdjęcia:

Z archiwum autorów

Piśmiennictwo:

1. Mika T.: Fizykoterapia. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, 1993 Warszawa.

2. Griffin X.L., Warner F., Costa M.: The role of electromagnetic stimulation in the management of established non-union of long bone fractures: What is the evidence? „Injury, Int. J. Care Injured”, 2008, 39, 419-429.

3. Bassett C.A.L., Pawluk R.J., Pilla A.A.: Acceleration of fracture repair by electromagnetic fields. A surgically noninvasive method. „Annals of the New York Academy of Science”, 1974 242-262.

4. Zhang J., Ding Ch., Ren L. et al.: The effects of static magnetic fields on bone.  „Progress in Biophysics and Molecular Biology”, 2014, 114, 146-152.

5. Yu L., Pu Y., Xiaofeng F. et al.: Static magnetic field combined with functional appliances: A new approach to enhance mandibular growth in Class II malocclusion.  „Medical Hypotheses”, 2009, 72, 276-279.

6. Ebrahimi T., Moslemi N., Rokn A.R., Heidari M. et al.: The Influence of Low-Intensity Laser Therapy on Bone Healing. „Journal of Dentistry”, Tehran University of Medical Sciences, 2012, 9(4), 238-248.

7. Millis D.L., Levine D, Taylor R.A.: Rehabilitacja Psów. Elsevier Urban & Partner, 2007, Wrocław.

8. Straburzyńska-Lupa A., Straburzyński G.: Fizjoterapia. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2003, Warszawa.

9. Saifzadeh S., Hobbenaghi R., Shokouhi Sabet Jalali F., Kabiri B.: Effect of a static magnetic field on bone healing in the dog: radiographic and histopathological studiem. „Iranian Journal of Veterinary Research”, University of Shiraz, 8 (1), 18, 8- 15.

10. Chang W.H., Li J.K., Cheng-An Lin J. et al.: Bone Defect Healing Enhanced by Pulsed Electromagnetic Fields Stimulation: in Vitro Bone Organ Culture Model. „Journal of Medical and Biological Engineering”, 2005, 25(1), 27-32.

11. Nagai M., Suzuki Y., Ota M.: Systematic assessment of bone resorption, collagen synthesis, and calcification in chick embryonic calvaria in vitro: effects of prostaglandin E2. „Bone” 1993 14(4), 655-659.

12. Bassett C.A., Mitchell S.N., Gaston S.R.: Pulsing electromagnetic field treatment in ununited fractures and failed arthrodeses. JAMA, 1982, 247(5):623-628.

13. Aaron R.K., Ciombor D.M., Jolly G.: Stimulation of experimental endochondral ossification by low-energy pulsing electromagnetic fields. „J Bone Miner Res”, 1989 4(2):227-233.

14. Sollazzo V., Traina G.C., DeMattei M. et al.: Responses of human MG-63 osteosarcoma cell line and human osteoblast-like cells to pulsed electromagnetic fields. „Electromagnetics” 1997, 18(8),541-547.

15. Pienkowski D., Pollack S.R., Brighton C.T., Griffith N.J.: Comparison of asymmetrical and symmetrical pulse waveforms in electromagnetic stimulation. „J Orthop Res” 1992, 10(2), 247-255.

16. Bassett C.A.L., Pawluk R.J., Pilla A.A.: A non-operative salvage of surgically-resistant pseudarthroses and non-unions by pulsing electromagnetic fields „Clin Orthop”, 1977, 124, 128-143.

17. Bruce G.K., Howlett C.R., Huckstep R.L: Effect of a static magnetic field on fracture healing in a rabbit radius: Preliminary results. „Clin Orthop”, 1989, 222, 300-306.

18. Cossarizza A, Monti D, Sola P, Moschini G, Cadossi R, Bersani F, Franceschi C, 1989, DNA repair after gamma irradiation in lymphocytes exposed to low-frequency pulsed electromagnetic fields, Radia Res 118(1), 161-168.

19. Bassett C.A.: Fundamental and practical aspects of therapeutic uses of pulsed electromagnetic fields (PEMFs) . „Crit Rev Biomed Eng” 1989, 17(5), 451-529.

20. Pienkowski D., Pollack S.R., Brighton C.T., Griffith N.J.: Low-power electromagnetic stimulation of osteotomized rabbit fibulae: A randomized, blinded study.  „J Bone Joint Surg Am”, 1994 76(4), 489-501.

21. Ongario A., Pellati A., Bagheri L. et al.: Pulsed electromagnetic fields stimulate osteogenic differentiation in human bone marrow and adipose tissue derived mesenchymal stem cells. „Bioelectromagnetics”, 2014, 35,6, 426-36.

22. Hannemann P.F., Mommers E.H., Schots J.P. et al.: 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.  „Arch Orthop Trauma Surg”, 2014, 134, 8, 1093-106.

23. Rashid I.M.A.L., Alfars A.A., Emshary C.A.: The effect of static magnetic field of mid-shaft femoral fractures healing in Rabbits. „Journal Basrah Researches (Sciences)”, 2014, 35, 1, 42-55.

24. Fredricks D.C., Diehle D.J., Abbott J., Nepola J.V.: Effect of Pulsed Electromagnetic field Stimulation on Distraction Osteogensis in the Rabbits Tibial Leg Lengthening Model. Bone healing research laboratory. University of Iowa College of Medicine. J. Pediatric Ortho., 2003, 23(4), 230-33.

25. GangLi B.: Biology of Fracture Healing and Distraction. Osteogenesis (Basic Concepts) . The Department of Trauma and Orthopedic Surgery, University of Belfast, 2004, 20-30.

26. Harari J.: Small Animal Surgery, William and Wilkins a wavely company. Washington. USA, 1993, 207-220.

27. Wehrli B.: Pathology of Bone Fracture, Small Group Discussion. „Journal of Bone-Joint Surgery”, 2004, 56-70.

28. Rauch F., Rittweger J.: Why is new in neuron-musculoskeletal interaction?  „J. Musculoskeletal Neuron Intract”, 2005, 5(1), 91-94.

29. Kraszewski W., Syrek P.: Magnetoterapia – zastosowanie pola magnetycznego w leczeniu oraz zagrożenia z nim związane. Prace Instytutu Elektrotechniki, 2010, 248, 213-228.

30. Cieśla A., Kraszewski W., Skowron M., Syrek P.: Nowa koncepcja uzwojenia wzbudzającego pole magnetyczne w zastosowaniu do magnetoterapii. Agrolaser, Lublin, 2006, 21-25.

31. Fetter A.W.: Normal Bone Anatomy „Textbook of Small Animal Orthopedics”, 1985.

32. Ciejka E.: Wpływ pola magnetycznego niskiej częstotliwości na parametry morfotyczne krwi pacjentów poddanych magnetoterapii. „Acta Bio-Optica et Informatica Medica” 2009, 3, 15, 198-200.

33. Drzazga Z., Sieroń A., Liszka G., Wójcik J.: Pola magnetyczne stosowane w magnetoterapii. „Balneologia Polska”, 1997, 39, 79-94.

34. Markov M.S.: Expanding use of pulsed electromagnetic field therapies. „Electromag Biol Med.”, 2007, 26(3), 257-274.

35. Bassett C.A.: Fundamental and practical aspects of therapeutic uses of pulsed electromagnetic fields (PEMFs). „Crit Rev Biomed Eng.” 1989, 17(5), 451-529.

36. Tager K.H.: The use of electrodynamic alternating potential in operative and conservative orthopedics. „MMW Munch Med Wochenschr”, 1975, 117(19), 791-798.

37. Bassett C.A., Mitchell S.N., Gaston S.R.: Treatment of ununited tibial diaphyseal fractures with pulsing electromagnetic Fields. „J Bone Joint Surg Am.”, 1981, 63(4), 511-523.

38. Zhang X., Zhang J., Qu, X., Wen J.: Effects of different extremely low-frequency electromagnetic fields on osteoblasts. „Electromagnetic Biology and Medicine”, 2007, 26(3), 167-177.

39. Li J. Kuan-Jung, Lin J. Cheng-An, Liu H. Chang et al.: Cytokine release fromosteoblasts in response to deferent intensities of pulsed Electromagnetic field stimulation.  „Electromagnetic Biology and Medicine”, 2007, 26(3), 153-165.

40. Aaron R.A., Ciombor D.M., Simon B.J.: Treatment of nonunions with electric and electromagnetic Fields.  „Clin Ortho”, 2007, 419, 2004, 21-29.

41. Niemand H.G., Suter P.F.: Praktyka Klniczna Psy., Wydawnictwo Galaktyka 2004.

Streszczenie:
Złamanie to przerwanie ciągłości struktur kości w wyniku działania czynników zewnętrznych lub wewnętrznych, ze zniszczeniem jej formy anatomicznej, uszkodzeniem otaczających tkanek miękkich i utratą funkcjonalności kończyny. Kość jest jedną z niewielu tkanek, która może przejść bezpośrednią regenerację komórkową, żeby odzyskać 100% pierwotnych właściwości biomechanicznych. Proces ten może następować w wyniku dwóch typów gojenia: pierwotnego i wtórnego.