秦大平 張曉剛 宋 敏 張 華 曹林忠 高國棟 權(quán) 楨 陳 缽 徐 斌 徐世偉

(1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)臨床學(xué)院,甘肅 蘭州 730000; 2．甘肅中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院脊柱外科,甘肅 蘭州730020; 3.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心,甘肅 蘭州730020)

體外沖擊波(Extracorporeal shock wave，ESW)應(yīng)用于臨床也是不斷探索的過程，上世紀(jì)50年代美國研究者FrankRieber發(fā)明一種能夠擊碎陶瓷的沖擊波(Shock wave, SW)裝置，明確了SW沖擊波的碎裂解離效應(yīng)；繼而Haeusler和Kiefer教授于1971年報(bào)道了利用沖擊波治療腎結(jié)石、輸尿管結(jié)石并取得成功的案例，這使得ESW逐步開始應(yīng)用于臨床治療中。1979年世界首臺(tái)醫(yī)用沖擊波設(shè)備在德國產(chǎn)生，SW的臨床應(yīng)用范圍也不斷延伸和拓展，將其應(yīng)用于骨科軟組織創(chuàng)面修復(fù)與組織愈合，療效確切，Haupt教授將SW應(yīng)用于骨不連的骨重建修復(fù)治療中，發(fā)現(xiàn)其對(duì)骨折愈合具有促進(jìn)作用，加速了骨折端的愈合與骨重建[1，2]。至此，ESW對(duì)諸多疾病的治療效應(yīng)逐漸被醫(yī)學(xué)界所重視，后來被廣泛應(yīng)用于腫瘤、骨性關(guān)節(jié)炎、組織鈣化病及疼痛等的治療。骨科慢性筋骨病是骨骼肌肉系統(tǒng)的一種亞健康模式下的慢性疼痛性疾病，其病變靶點(diǎn)是筋骨局部的病理性增生硬化，筋骨平衡失調(diào)及軟組織順應(yīng)性紊亂，ESW作為一種軟組織無創(chuàng)性治療，已經(jīng)在慢性筋骨病的治療中被廣泛認(rèn)可，并得到了深入的研究與應(yīng)用[3]。

ESW通過修復(fù)與重建筋骨系統(tǒng)的動(dòng)靜力平衡，起到“逆病理、順生理”的作用，而筋-骨是構(gòu)成人體復(fù)雜的動(dòng)靜力平衡系統(tǒng)的關(guān)鍵元素和主要結(jié)構(gòu)，是維持人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)平衡協(xié)調(diào)的核心動(dòng)力[4]。關(guān)于“筋”論述，在《說文解字》曰：“筋，肉之力也；腱，筋之本，附著于骨”?！敖钍?、利機(jī)關(guān)”，其內(nèi)容包括連屬各骨骼關(guān)節(jié)的筋肉組織(肌肉、筋鍵、筋膜、系膜等)，其實(shí)質(zhì)與肌肉、肌腱、筋膜乃至神經(jīng)等組織密切相關(guān)[5]。《雜病源流犀燭·筋骨皮肉毛發(fā)病源流》曰：“筋也者，所以束節(jié)絡(luò)骨……為一身之關(guān)紐，利全體之運(yùn)動(dòng)者也”，明確了筋是構(gòu)成人體動(dòng)力平衡系統(tǒng)的重要組成部分[6]，能夠維持機(jī)體的筋骨生物力學(xué)性能，筋束節(jié)絡(luò)骨、主司運(yùn)動(dòng)。關(guān)于“骨”的論述，骨包括骨骼與關(guān)節(jié)。既可支持形體，又能保護(hù)內(nèi)臟。中醫(yī)學(xué)在《靈樞·經(jīng)脈》曰：“人始生，先成精，精成而腦髓生，骨為干，脈為營，筋為剛，肉為墻”“肝主身之筋膜，脾主身之肌肉，腎主身之骨髓”等主要闡述筋與骨生理關(guān)系，筋束骨，骨張筋[7，8]。

沖擊波是一種具備聲、光、力學(xué)特性的機(jī)械波，由沖擊波治療儀發(fā)出瞬間高頻壓力穿過組織介質(zhì)到達(dá)組織深處[9]，通過空化作用、拉伸力及剪切力，激發(fā)活體組織產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)，動(dòng)力傳導(dǎo)作用促進(jìn)組織的生物學(xué)愈合過程，從而達(dá)到對(duì)肌肉-骨骼系統(tǒng)疾患的治療作用[10，11]。ESW作為一種新的治療方法，主要作用有4個(gè)方面，一是機(jī)械效應(yīng)：通過對(duì)肌肉-骨骼系統(tǒng)的機(jī)械性刺激生物學(xué)效應(yīng)，促進(jìn)新陳代謝、血液和淋巴循環(huán)；二是空化效應(yīng)：氣體在沖擊波的應(yīng)力刺激下使得急速膨化，改善微環(huán)境血液供給和緩解組織粘連；三是代謝激活效應(yīng)：促進(jìn)和改善“病態(tài)”區(qū)域的新陳代謝，化解鈣質(zhì)沉著，減少炎性滲出和組織水腫；四是鎮(zhèn)痛效應(yīng)：通過對(duì)抑制神經(jīng)末梢組織產(chǎn)生超強(qiáng)刺激減少炎性致痛物質(zhì)和炎癥因子的釋放，提高痛閾值，減輕疼痛[12，13]。

1 從筋骨并重理論闡述ESW的作用機(jī)制

目前，骨科臨床中應(yīng)用ESW在治療軟組織慢性損傷性疾病，包括岡上肌腱炎、肱骨外上髁炎、肱骨內(nèi)上髁炎、足底筋膜炎、跟腱炎、肱二頭肌長頭肌腱炎等；對(duì)骨性關(guān)節(jié)炎、腱鞘炎、肩峰下滑囊炎、髕腱炎、腕管綜合征、骨質(zhì)疏松癥以及骨質(zhì)疏松性骨折愈合亦有作用；此外對(duì)骨折遲緩愈合、不愈合、骨不連，成人股骨頭壞死、應(yīng)力性骨折等臨床療效明確。對(duì)于此類疾患，ESW具有治愈率高、無創(chuàng)性、并發(fā)癥少、治療周期短、重復(fù)性好、效果可疊加、患者依從性高、費(fèi)用少等優(yōu)勢(shì)，可以作為一種獨(dú)立方法或者同其他治療措施一起協(xié)同促進(jìn)患者康復(fù)，為骨科和再生醫(yī)療領(lǐng)域提供了一種新的治療手段[14]。

2 在治療慢性筋骨病過程中ESW對(duì)筋骨調(diào)衡作用機(jī)制

利用ESW的機(jī)械、空化、抑炎鎮(zhèn)痛效應(yīng)干預(yù)和治療慢性筋骨疾患，起到抑制、逆轉(zhuǎn)、修復(fù)和重構(gòu)筋骨病理狀態(tài)，促使血管內(nèi)皮細(xì)胞生成，從而達(dá)到消炎止痛、松解粘連、改善局部微循環(huán)的作用，恢復(fù)筋骨生理平衡狀態(tài)。

2.1 沖擊波的臨床治療效應(yīng)與筋骨系統(tǒng) ESW的機(jī)械、空化、抑炎鎮(zhèn)痛效應(yīng)是3種基本治療作用，通過對(duì)機(jī)體不同刺激強(qiáng)度產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)，起到促進(jìn)細(xì)胞增殖、代謝、血管再生和組織修復(fù)的能力[15]。對(duì)肌肉骨骼系統(tǒng)的作用是拉伸、壓縮、剪切的流體應(yīng)力生物學(xué)效應(yīng)，激活多種化學(xué)傳導(dǎo)信號(hào)途徑和通路，以修復(fù)和重構(gòu)筋骨系統(tǒng)。流體剪切應(yīng)力刺激是骨骼細(xì)胞感知的最主要的力學(xué)刺激信號(hào)，當(dāng)成骨細(xì)胞受到流體剪切應(yīng)力刺激后可通過多種途徑傳導(dǎo)信號(hào)，包括細(xì)胞膜離子通道、G蛋白偶聯(lián)的磷脂酶C通道、細(xì)胞內(nèi)鈣離子和細(xì)胞骨架等，使三磷酸肌醇、環(huán)磷酸腺苷和前列腺素E2的生成增加。通過信號(hào)傳導(dǎo)，成骨細(xì)胞內(nèi)成骨轉(zhuǎn)錄因子(CBFA1)、骨鈣素及堿性磷酸酶(ALP)等的mRNA表達(dá)被激活，進(jìn)而促進(jìn)骨痂形成，有利于骨組織損傷的修復(fù)[16]。

空化效應(yīng)是氣體在ESW的應(yīng)力刺激下，產(chǎn)生自由基，造成細(xì)胞膜破壞，激活TGF-β1 mRNA表達(dá)以及膠原蛋白細(xì)胞增殖，在病灶區(qū)域內(nèi)修復(fù)損傷[17]。李明亮等[18]通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)ESW對(duì)冷凍致股骨頭缺血性壞死和激素致股骨頭缺血性壞死均有較好的療效。其治療機(jī)制可能是通過空化效應(yīng)促進(jìn)骨折斷端局部血液供應(yīng)、改善微循環(huán)、成骨分化、細(xì)胞增殖、骨痂形成和骨折愈合。由此可見，ESW的刺激與治療能夠有效地促進(jìn)骨骼的再生與重塑，恢復(fù)“筋骨”的生理狀態(tài)。

鎮(zhèn)痛效應(yīng)主要是ESW影響神經(jīng)元受體動(dòng)作電位，對(duì)傳導(dǎo)通路進(jìn)行抑制和阻斷，減緩或者減少炎癥因子、血管內(nèi)皮生長因子及致痛物質(zhì)的釋放，起到止痛的作用。研究[19]報(bào)道ESWT能降低脊髓背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)的表達(dá)，迅速緩解膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的疼痛癥狀。通過ESW對(duì)病變部位和區(qū)域進(jìn)行機(jī)械刺激，可產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)，起到抑制致痛物質(zhì)的分泌，減少局部炎性反應(yīng)，促進(jìn)“筋骨”病理狀態(tài)的修復(fù)與重構(gòu)，達(dá)到消炎止痛、松解粘連、改善局部血液循環(huán)的作用，從而恢復(fù)“骨正筋柔，氣血以流”筋骨平衡的生理狀態(tài)。

2.2 筋骨失衡是慢性筋骨病變發(fā)生的主要因素 筋骨系統(tǒng)是人體生物力學(xué)平衡的關(guān)鍵要素，肝主筋，腎主骨，筋在外，骨在內(nèi)，共同維持著人體肌肉、骨骼的動(dòng)靜力平衡[4]。《素問·生氣通天論》言：“骨正筋柔，氣血以流，腠理以密，如是則骨氣以精”[20]?！肮钦钊?，氣血以流”是人體保持健康狀態(tài)的物質(zhì)基礎(chǔ)[21]。在人體遭受外力損傷或長期勞損情況下，致使筋骨失衡，從而導(dǎo)致“筋出槽、骨錯(cuò)縫”的病理狀態(tài)的發(fā)生。筋骨失衡是慢性筋骨病變的核心要素，也是采用沖擊波治療慢性筋骨疾患的關(guān)鍵作用靶點(diǎn)，沖擊波治療作用是通過對(duì)病變部位的物理刺激產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，起到抑制和阻斷炎性致痛物質(zhì)的釋放，促進(jìn)組織再生與機(jī)體修復(fù)作用，達(dá)到消炎鎮(zhèn)痛、松解粘連、改善微循環(huán)，恢復(fù)“骨正筋柔，氣血以流”筋骨平衡的生理狀態(tài)。

2.3 筋骨調(diào)衡理論的力學(xué)調(diào)衡作用 《素問·脈要精微論》曰：“膝者筋之府，屈伸不能，行則僂附，筋將憊矣。骨者髓之府，不能久立，行則振掉，骨將憊矣。得強(qiáng)則生，失強(qiáng)則死”。明確筋骨失衡則人體關(guān)節(jié)屈伸不利，難以站立行走。筋束骨，骨張筋，骨靠筋的伸展和收縮實(shí)現(xiàn)位移運(yùn)動(dòng)功能，筋靠骨的支撐和承載協(xié)助身體各種運(yùn)動(dòng)，共同維持機(jī)體的動(dòng)態(tài)平衡。中醫(yī)認(rèn)為，筋骨在運(yùn)動(dòng)中保持平衡，才能使臟腑筋骨各司其職；反之，筋骨力學(xué)平衡失調(diào)，則會(huì)影響臟腑筋骨之協(xié)調(diào)平衡，導(dǎo)致?lián)p傷、退行性病變等，即“筋出槽、骨錯(cuò)縫”的病理狀態(tài)。而現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究認(rèn)為，人體骨骼-肌肉系統(tǒng)的生理穩(wěn)定依賴于筋骨動(dòng)靜力平衡，例如脊柱的動(dòng)力平衡因素有肌肉、筋膜，靜力平衡單元有椎骨、關(guān)節(jié)、附件等，任何結(jié)構(gòu)模塊的力學(xué)失衡均可引發(fā)脊柱內(nèi)外應(yīng)力分布不均而最終導(dǎo)致脊柱力學(xué)失穩(wěn)，加速脊柱筋骨組織的退行性改變?？傊罟橇W(xué)協(xié)調(diào)平衡是治療人體脊柱骨骼-肌肉等運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)性疾病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3 ESW治療慢性筋骨病的基礎(chǔ)與臨床應(yīng)用

自20世紀(jì)80年代，ESW廣泛應(yīng)用臨床以來，并由HAUPT[1]研究者證實(shí)ESW可以激活骨折周期的成骨細(xì)胞，促進(jìn)骨折愈合，使得ESW逐漸被應(yīng)用于治療骨骼肌肉系統(tǒng)疾病[3]。目前臨床上ESW主要用來治療骨性關(guān)節(jié)炎、軟組織勞損性、無菌性炎癥，包括頸肩肌筋膜炎、肩關(guān)節(jié)周圍炎、岡上肌腱炎、肱二頭肌長頭肌腱炎、肱骨內(nèi)外上髁炎、鈣化性肌腱炎、足底筋膜炎、腰肌勞損、椎間盤源性腰背痛等疾病。此外對(duì)骨折遲緩愈合或不愈合、成人股骨頭壞死、骨代謝性疾病骨質(zhì)疏松癥與骨質(zhì)疏松性骨折等疾病的治療效果明確[22-28]。其對(duì)筋骨系統(tǒng)重構(gòu)與再生意義重大。

但對(duì)ESW治療骨科慢性筋骨病的作用機(jī)制的研究尚不夠深入，尤其是在促進(jìn)“筋骨”再生與重構(gòu)方面。一些研究者認(rèn)為，當(dāng)ESW的機(jī)械信號(hào)傳導(dǎo)至骨陷窩-小管的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)致骨折周圍對(duì)ESW產(chǎn)生張力，剪切力和壓力所發(fā)生的應(yīng)力改變發(fā)揮作用[29]。也就是ESW能夠誘導(dǎo)和促進(jìn)骨形成，重塑骨結(jié)構(gòu)到達(dá)使骨折加速愈合的目的。因此這種學(xué)說又被稱之為“ESW誘導(dǎo)骨形成術(shù)”[30]。研究者[31]通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)ESW對(duì)兔動(dòng)物模型骨折術(shù)后骨不連有促進(jìn)骨痂形成的作用，骨痂形成的量與ESW刺激量和作用方式相關(guān)。另外，CHENG等[30]研究發(fā)現(xiàn)ESW刺激兔子跟腱的腱骨交界處組織可以促進(jìn)局部eNOS、VEGF、PCNA和BMP-2等血管活化因子和成骨生長因子的生成釋放，促進(jìn)新生血管的生成。因此，ESW能夠在“筋骨”失衡病理狀態(tài)下促進(jìn)“筋骨”的代謝、修復(fù)與重構(gòu)[32，33]。

這也符合“筋骨并重”理論的科學(xué)內(nèi)涵，《素問·五臟生成》曰：“諸筋者皆屬于節(jié)”。骨居筋內(nèi)，筋位骨外。筋為機(jī)體活動(dòng)的動(dòng)力、聯(lián)絡(luò)之紐帶；骨為全身之支架。筋絡(luò)骨，骨連筋。筋病影響肢體活動(dòng)，骨病則引起負(fù)重及支架功能障礙。傷筋可影響到骨，傷骨必伴有不同程度的傷筋[4]。《醫(yī)宗金鑒·正骨心法要旨》曰：“骨肉相連，筋可束骨……諸筋從骨，聯(lián)續(xù)纏固，手之所以能攝，足之所以能步，凡闕運(yùn)動(dòng)，罔不順從”?！峨s病源流犀燭·筋骨皮毛發(fā)病源流》曰：“筋也者，所以束節(jié)絡(luò)骨，絆肉弸皮，為一身之關(guān)紐，利全身之運(yùn)動(dòng)者也”。可見，筋附于骨，骨連著筋，筋與骨相互連接、相互統(tǒng)一。骨靠筋的伸展和收縮實(shí)現(xiàn)位移運(yùn)動(dòng)功能，筋靠骨的支撐和承載協(xié)助身體各種運(yùn)動(dòng)[34]。人體生理狀態(tài)下“筋”與“骨”處于一種平衡狀態(tài)，即“筋骨平衡”。

骨的穩(wěn)定與支撐結(jié)構(gòu)是由肌肉、肌腱、韌帶、筋膜等組成，即受“筋”所產(chǎn)生的應(yīng)力載荷變化的力學(xué)調(diào)控系統(tǒng)的控制，通過這種力學(xué)調(diào)控達(dá)到“筋-骨”的結(jié)構(gòu)、功能與生物學(xué)特性的平衡關(guān)系；這種力學(xué)調(diào)控過程符合Wolff定律，通過對(duì)“筋”的微環(huán)境的調(diào)控來調(diào)節(jié)骨骼發(fā)育、修復(fù)和重建。ESW療法對(duì)病理狀態(tài)下“筋-骨”系統(tǒng)的干預(yù)、刺激、敏化生物學(xué)信號(hào)通路傳導(dǎo)環(huán)節(jié)，達(dá)到調(diào)控“筋-骨”之間能量轉(zhuǎn)換、化學(xué)元素、分子信號(hào)、靶向基因的相關(guān)表達(dá)作用，起到維持“筋-骨”之間的動(dòng)態(tài)平衡作用[4-35]。

4 結(jié)語

ESW療法在骨科慢性筋骨疾病中的應(yīng)用越來越廣泛，臨床療效明確，但其作用機(jī)制尚不十分清楚，而從“筋骨并重”理論來探討和分析其在骨骼肌肉系統(tǒng)疾病中的治療作用機(jī)制是闡釋ESW治療慢性筋骨病的一條重要途徑，不同劑量、不同頻率、不同治療方式和不同治療周期對(duì)骨骼肌肉系統(tǒng)作用結(jié)果完全不同，這就需要研究人員對(duì)ESW所產(chǎn)生的多種生物學(xué)效應(yīng)進(jìn)行深入、全面的研究。

ESW可產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng)來調(diào)整“筋出槽、骨錯(cuò)縫”“筋骨失衡”的病理狀態(tài)，使“筋歸槽，骨歸位”，達(dá)到“骨正筋柔”生理狀態(tài)，重建肌肉-骨骼系統(tǒng)之筋骨生物力學(xué)平衡[4]。明確ESW在治療慢性筋骨病方面的作用機(jī)制可為其在肌肉-骨骼系統(tǒng)疾病的治療提供一個(gè)更廣闊的學(xué)術(shù)平臺(tái)，使其治療更加規(guī)范化，為臨床應(yīng)用提供循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。