[发明专利]一种基于多物理因子协同作用的骨损伤/骨质疏松治疗床

说明书

技术领域

本发明属于骨损伤和骨质疏松症治疗技术领域，涉及一种基于多物理因子协同作用的骨损伤/骨质疏松治疗床。

背景技术

骨损伤和骨质疏松症是最为常见的临床疾病，其临床发病率高，对于病患的身体和心理均造成极大的负担。骨质疏松症临床表现为骨量减少、骨脆性增加和和骨组织的微细结构破坏，常致骨折的发生及肢体功能永久性丧失。据统计，全球有2亿多的骨质疏松患者，而在我国患者人数就高达9000万之多，我国每年用于骨质疏松的医疗经济花费也高达1080亿人民币之多，骨质疏松性骨折的高致残率和致死率也是临床的重大难题之一。随着我国人口老龄化的速度加剧，骨质疏松这一吞噬老年人健康的“寂静杀手”，给我国所带来的经济和社会负担也在逐年加重。同时，随着我国载人航天事业的飞速发展，航天员太空飞行中所出现的严重骨丢失现象也得到了航空航天工作者们的广泛关注。其次，在临床上，骨折、骨缺损、骨不连等疾病也是临床骨外科上最常见的骨疾病，如何快速的修复骨损伤疾病并降低其所致的高致死率和致残率是临床上面临的重大挑战之一。按一个人一生平均骨折1-2次计算，我国每年发生骨折的病例之高可想而知。

传统的促进骨生长的临床治疗药物药物方法主要有两类：(1)抑制骨吸收的药物：二磷酸盐、雌激素、降钙素等；(2)促进骨形成的药物：生长激素、胰岛素样生长因子、甲状旁腺素等。但是，这些药物存在着显著而广泛的临床应用局限性，主要包括价格高昂且药物副作用明显，使骨质疏松及促进骨损伤愈合的临床预防与治疗仍是一个棘手的医学难题。因此，探索更多有效且安全的非药物治疗的方法具有十分重要的医学和社会价值，并且可以惠及到广大经济欠发达地区的患者。

脉冲电磁场（pulsed electromagnetic fields,PEMF）作为一种经济、无创、副作用小的物理治疗方法，其安全性也得到了美国FDA的批准认证，并在20世纪70年代已经开始应用于临床。美国科学家Bassett于1974年首次发现，当每天给予临床骨折后的骨不连患者PEMF刺激后，其骨折愈合速率显著提升，因此他预言PEMF具有广阔的治疗骨骼疾病的临床应用前景，引起了医学界对这一疗法的关注。

骨骼的质量除了受到电磁场的调控外，骨代谢及骨的健康状态同样受到外界应力载荷刺激的影响。骨骼是机体的应力承载系统，骨骼处于复杂的力学环境中，19世纪著名的Wolff定律就揭示了骨组织能够通过改变自身的结构以适应外界的应力刺激的变化，而骨质疏松发生的主要原因之一就是骨骼上的应力负荷不足或骨骼自身应力响应能力的衰退，造成骨钙的丢失，从而诱发骨质疏松。有研究表明：宇航员在太空中飞行其骨量会以约2%/月的速度丢失，50岁以上的中老年人卧床3～4个月后可丧失全身骨量的20%。而对大鼠施加4周的尾吊后肢去负荷作用，可以使大鼠胫骨和股骨的骨量丢失超过20%。机体长时间缺乏应力载荷刺激可以导致骨量的显著丢失，而大量的研究证实选择适当的载荷强度、频率和加载时间可以显著的提高骨量和骨强度。美国Stony Brook University的Rubin教授课题组于上世纪末首次发现外源性的施加低强度、高频的全身振动波（whole-body vibration,WBV）刺激能够显著的抑制火鸡骨质疏松的发生与发展。随后科学家们发现，低强度（<50με）、高频（20-100Hz）的振动刺激具有显著的促进骨生成速率、加速骨矿合成以及抑制骨吸收的效果。同时，一些动物实验研究亦证实，这种振动的作用方式能够促进动物长骨骨折的愈合，揭示了其应用于临床骨质疏松和骨损伤治疗的广阔前景。但是，单独的力学载荷作用难以完全恢复和逆转骨丢失的发生和进展，因此在临床上通常与化学药物组合使用来治疗骨质疏松和加速骨折愈合。

对于大多数骨质疏松和骨折愈合期的病人，临床医生会鼓励其进行更多的太阳光暴露，从而可以实现提高骨量及降低骨折风险的目的。这一现象的科学依据在于：太阳光中的中波紫外线（ultraviolet B,UVB）及长波紫外线可使人体皮肤产生活性维生素D。具有活性的维生素D是骨骼代谢中必不可少的物质，可以促进钙在肠道中吸收，从而使摄入的钙更有效地吸收，有利于骨钙的沉积。反之维生素D缺乏可导致骨量的丢失。国内外学者通过动物及临床实验研究证实，外源性的施加低强度的中波紫外线的暴露可以显著的提高骨质疏松动物/患者的骨密度，一定程度上抑制骨质疏松的发生与发展并促进骨折的愈合，提示中波紫外线能够作为一种辅助的临床加速骨生成的治疗手段。但是，其仍无法对骨质疏松的发生和发展起到完全逆转的效果。

发明内容