脉冲电磁场疗法在骨质疏松症的治疗应用

本文节选自天津科学技术出版社《骨质疏松诊断与治疗进展》（作者：辛杰，臧东升，杨志强等主编）。

脉冲电磁场疗法(pulsed electromagnetic field therapy，PEMFT)在骨病治疗中的应用，已经历了多年的探索。1953年，Yasuda首次发现骨的压电效应，即骨受到机械压力后由于胶原变形而将机械能转化为电能，产生应力电位，从而开始了骨细胞行为与机械力、生物电之关联研究。研究显示，脉冲电磁场( pulsed electromagnetic field,PEMF)对延期愈合和不愈合的骨折确有疗效，对先天性假关节病、关节固定术等骨病有不同程度的资料价值。1989年，Bassett总结了近半个世纪的研究成果，证实了电刺激能促进骨组织生长，肯定了PEMF的疗效，并根据Wolff定律对其机制进行了归纳，认为生物电在骨代谢和骨重建中具有十分重要的意义，PEMF可用来治疗骨质疏松症，动物实验和人体研究均证实了这一点，特别是能改善骨质量和骨的力学性能。

正常的有生命的骨骼具有特定的生物电即稳态电位，与细胞代谢有关；其分布具有特定的分布模式。骨折后稳态电位发生改变，骨折端电势最低，这种负电环境最有利于骨折的愈合。

不同电磁场强度和频率具有不同的生物学效应。业已明确，只有动态应变（又称时变）才引起骨组织重建反应，而静态应变则不成为成骨刺激的来源。研究证实，磁场信号在15~35Hz范围出现最有效的成骨，其电场强度仅需1~10μV/cm，而磁场信号低于15Hz的成骨能力则戏剧性地下降，低于5Hz时甚至不能预防失用性骨丢失；力学信号，100μe的应变在频率为10～60Hz时具有强大的成骨能力，在1Hz时则无成骨作用。脉冲电磁场乃通过对人体产生一定的场强，作用于骨骼，使其稳定的生物场强发生变化；并通过对外加电磁能量和强度加以控制，以加速骨组织的生长。假若外加电场的频率接近功能活动产生的内在电场频率，就会产生最大的骨细胞反应，所以低频率磁场能有效地预防骨丢失，促进新骨形成。

目前尚不清楚电磁信号是如何引起骨骼细胞行为改变，从而发挥成骨效应的。可能的解释：①影响生物分子的合成：研究显示，成骨细胞(OB)暴露于3Hz电磁场中，其DNA和cAMP的合成同步升高；②影响激素和局部生长因子：PEMF可增加OB表面的IGFRⅡ而促进OB增殖；③增加钙内流，通过调节胞内钙离子浓度而改变细胞行为；④直接促进OB增殖与分化。

业已明确，机械应力可增加骨密度和骨强度，而失用可引起骨疏松和骨萎缩。对于老年人，不活动是其发生骨质疏松症的主要危险因素之一。尽管适当的运动锻炼可以“强骨”，但尚缺乏一个明确的锻炼方案，且受到患者心肺功能乃至全身健康状态的限制。因此，脉冲电磁场疗法很有必要。