Negli ultimi anni sono emersi numerosi metodi di stimolazione ossea, ma quanto sono efficaci nel facilitare la guarigione? Questi autori danno uno sguardo critico alle prove sull’efficacia della stimolazione elettrica, degli ultrasuoni pulsati a bassa intensità e della terapia extracorporea con onde d’urto.
Stimolatori ossei attualmente rappresentano un mercato di million 500 milioni nei soli Stati Uniti.1 Stanno diventando un’opzione di trattamento conservativo sempre più popolare per le unioni ritardate e le non unioni.,
Numerosi studi hanno stimato che il 5-10 per cento delle fratture che si verificano negli Stati Uniti ogni anno hanno alterato la guarigione.1-11
La guarigione ossea compromessa non solo causa dolore cronico e disabilità per il paziente, ma porta anche a notevoli costi socioeconomici, inclusi i costi sanitari e i salari persi. Quando si verifica una guarigione compromessa, presenta un problema frustrante sia per il paziente che per il chirurgo. Entrambe le parti desiderano un’opzione non chirurgica per stimolare la guarigione ossea., Gli stimolatori ossei presentano un’opzione attraente per aumentare la guarigione a causa della natura conservativa e della relativa facilità di funzionamento.
Per quanto riguarda la ricerca sulla stimolazione ossea, Griffin e colleghi hanno esaminato 49 studi e hanno scoperto che la stimolazione elettromagnetica è un’efficace aggiunta alla terapia convenzionale quando si tratta di gestire nonunioni di fratture ossee lunghe.3 Tuttavia, quando si determina se utilizzare stimolatori ossei, è importante considerare diversi fattori tra cui il costo, la durata del trattamento e l’attuale corpo di prove sull’efficacia degli stimolatori ossei.,
Attualmente esistono tre tipi principali di stimolatori ossei: stimolazione elettrica, ultrasuoni pulsati a bassa intensità e terapia extracorporea ad onde d’urto (ESWT).
Uno sguardo più attento alle prove sulla stimolazione elettrica
Il metodo più antico e più studiato di stimolazione ossea è la stimolazione elettrica. Il primo rapporto di utilizzo dell’elettricità per indurre la guarigione fu nel 1841.12 In quel documento, Hartshorne descrisse un paziente che subì un trattamento nel 1812 per una nonunione tibiale con “scosse di fluido elettrico passate quotidianamente attraverso lo spazio tra le estremità delle ossa.,”Il lavoro successivo di Lente nel 1850 riconobbe ulteriormente il potenziale dell’elettricità per guarire le ossa.13
Tuttavia, ci fu poco lavoro fatto in questo senso fino al 1953 quando Yasuda pubblicò il suo lavoro sui femori di coniglio e dimostrò una nuova crescita ossea vicino al catodo.14 Il primo lavoro che ha coinvolto pazienti umani è stato nel 1971 quando Friedenberg e colleghi hanno utilizzato la corrente continua per la gestione di una non unione del malleolo mediale in un caso di studio di una donna di 51 anni.15 Da quel momento, c’è stata una vasta attenzione sulla stimolazione elettrica in letteratura.,
Attualmente sono disponibili tre diversi metodi di dispositivi di stimolazione elettrica: campi elettromagnetici a corrente continua, accoppiati capacitivamente e pulsati. I dispositivi a corrente continua richiedono l’impianto chirurgico e l’estrazione, richiedendo due ulteriori interventi chirurgici. Con i dispositivi a corrente continua, si userebbe un catodo negativo direttamente sul sito di guarigione compromesso. I dispositivi a campo elettromagnetico accoppiati e pulsati utilizzano elettrodi che si posizionano esternamente sulla pelle.,
Gli stimolatori ossei elettrici come gruppo creano un potenziale elettrico che imita il potenziale elettrico creato quando si applica lo stress meccanico all’osso. Nel 1957, Fuhada e Yasuda dimostrarono che quando si applica uno stress meccanico all’osso, questo crea potenziali elettrici nell’osso.16 I potenziali elettrici, che siano creati da stress meccanici o generati da uno stimolatore osseo elettrico, portano all’osteogenesi da numerosi meccanismi cellulari., Questi effetti cellulari includono: sintesi aumentata del DNA dai condroblasti; alterazione del contenuto cellulare del calcio; sintesi aumentata del collagene; mineralizzazione ed angiogenesi aumentate; ed un tasso aumentato di trasporto dell’amminoacido.17,18
I sostenitori della stimolazione elettrica fanno spesso riferimento a uno studio del 1994 di Scott e King.19 Lo studio ha confrontato 10 pazienti con nonunioni ossee lunghe trattate con stimolazione elettrica a 11 pazienti in un gruppo di controllo trattato con un dispositivo placebo., Hanno raggiunto l’unione in sei dei 10 pazienti con il dispositivo di stimolazione elettrica e non hanno visto unioni nel gruppo di controllo.
Tuttavia, Novicoff e colleghi nel 2008 hanno pubblicato una revisione della letteratura che studia l’efficacia della stimolazione elettrica sulla guarigione ossea.2 Gli autori hanno scoperto che c’erano pochi studi clinici randomizzati (incluso lo studio di Scott e King) per supportare le modalità comunemente praticate. Novicoff e colleghi hanno notato che gli studi hanno utilizzato una combinazione di modalità e questo ha messo in discussione la validità delle conclusioni dello studio., Gli autori hanno scoperto che la prova clinica dell’efficacia non è chiaramente definita in letteratura e manca un’analisi costi-benefici.
Allo stesso modo, nel 2008, Mollon e colleghi hanno pubblicato una meta-analisi di 11 studi randomizzati controllati sulla stimolazione elettrica per la guarigione delle fratture ossee lunghe.1 Gli autori hanno sostenuto che le prove attuali erano insufficienti per determinare un beneficio dell’uso della stimolazione elettrica in frattura fresca, osteotomia, unione ritardata o non unione. C’era anche un beneficio inconcludente sulle fratture da stress tibiale., Inoltre, hanno notato che la stimolazione elettrica fornisce solo cambiamenti di attività di guarigione ossea a breve termine (quattro settimane). Gli autori hanno anche messo in discussione errori di revisione precedenti e difetti di progettazione di studio.
Cosa dice la ricerca Sull’ecografia pulsata a bassa intensità
Nel primo rapporto sull’utilizzo dell’ecografia pulsata a bassa intensità ai fini della guarigione ossea, Corradi e Cozzolino scoprirono nel 1952 che l’ecografia ad onda continua era in grado di stimolare la formazione ossea nelle fratture radiali dei conigli.,20 Il primo uso clinico di ultrasuoni pulsati a bassa intensità è accreditato agli stessi autori nel 1953 quando hanno dimostrato un aumento del callo periostale nel trattamento di otto pazienti con fratture nonunioni.21
Nel 1994, la Food and Drug Administration (FDA) ha approvato il primo dispositivo a ultrasuoni pulsati a bassa intensità per il trattamento delle fratture fresche della diafisi tibiale e del raggio distale. Nel 2000, la FDA ha approvato l’uso di ultrasuoni pulsati a bassa intensità su nonunions.,22
Per molti anni, i fisioterapisti hanno usato gli ultrasuoni come dispositivo terapeutico per i tessuti molli ad un’intensità da 100 a 300 W/cm2. I ricercatori hanno anche studiato l’uso degli ultrasuoni a intensità molto più basse (>30W/cm2) per il suo effetto sulla guarigione ossea. L’esatto meccanismo fisico di azione non è completamente compreso. Molti credono che le forze meccaniche di basso livello che agiscono sul sito con alterata guarigione mimano le forze meccaniche applicate all’osso mentre il paziente è portatore di peso e sono simili all’effetto della stimolazione elettrica.,23 Può darsi che l’ecografia pulsata a bassa intensità abbia un effetto diretto sulle cellule, aumentando l’incorporazione di ioni calcio nelle cellule cartilaginee e ossee e aumentando l’espressione dei geni necessari per la guarigione. Questi geni includono aggrecanasi, fattore di crescita insulino-simile (IGF) e fattore di crescita trasformante beta (TGF – β).
La ricerca ha anche dimostrato che l’ecografia pulsata a bassa intensità ha il suo effetto più profondo sui condrociti, aumentando il tasso di formazione del callo morbido e l’ossificazione endocondrale.,9
Nel 2007, Rutten e colleghi hanno studiato 71 pazienti che hanno ricevuto un trattamento ad ultrasuoni tra gennaio 2000 e febbraio 2003.4 Gli autori hanno notato un tasso di guarigione complessivo in 52 pazienti su 71 e hanno aggiunto che il trattamento ad ultrasuoni mostra un tasso di guarigione statisticamente significativo rispetto al tasso di guarigione spontanea. Hanno concluso che l’ecografia pulsata a bassa intensità è un trattamento efficace per le nonunioni tibiali stabilite e può essere “un’alternativa buona, sicura e più economica alla chirurgia.,”
Nel 2008, Griffin e colleghi hanno pubblicato una revisione sistematica della letteratura sull’ecografia pulsata a bassa intensità per fratture ossee lunghe acute.23 Hanno concluso che potrebbe esserci utilità nel trattamento di fratture fresche con ultrasuoni pulsati a bassa intensità a causa di un tempo di guarigione diminuito statisticamente significativo. Tuttavia, gli autori hanno anche notato che la diminuzione del tempo di guarigione potrebbe non essere clinicamente rilevante. Hanno anche messo in discussione l’utilità dell’ecografia pulsata a bassa intensità in pazienti con una frattura che probabilmente guarirà comunque., Gli autori hanno anche notato che questa non era una vera revisione sistematica in quanto ritenevano che una meta-analisi fosse inappropriata a causa delle differenze di studio e della variabilità tra gli studi selezionati.
Tuttavia, Busse e colleghi nel 2009 hanno riportato risultati diversi.24 La revisione sistematica della letteratura degli autori ha trovato 13 studi che soddisfacevano i criteri di inclusione. Hanno riportato una qualità da moderata a bassa delle prove disponibili a sostegno dell’uso di ultrasuoni pulsati a bassa intensità su fratture ossee lunghe acute., In effetti, gli autori hanno trovato risultati contrastanti e che non si possono trarre conclusioni dirette sugli effetti degli ultrasuoni sulla guarigione delle fratture fresche. Non hanno studiato gli effetti degli ultrasuoni pulsati a bassa intensità per le nonunioni.
Inoltre, Busse e colleghi hanno notato che sebbene i risultati complessivi degli ultrasuoni pulsati a bassa intensità siano promettenti, stabilire il ruolo della tecnologia nella gestione delle fratture richiede grandi studi in cieco che affrontano direttamente risultati importanti tra cui il ritorno del paziente alla funzione.,24
Attualmente, non esiste un confronto diretto nella letteratura della stimolazione elettrica e degli ultrasuoni pulsati a bassa intensità sulla guarigione della frattura/non unione. In una revisione di otto studi, Walker e colleghi hanno tentato di confrontare l’efficacia dei due metodi di stimolazione ossea, ma gli autori non sono stati in grado di trarre conclusioni dirette.25 Questo è principalmente perché gli autori degli studi ecografici hanno riportato il successo in termini di giorni alla guarigione mentre gli autori della stimolazione elettrica hanno riportato il successo in termini di percentuali dei gruppi con fratture unite.,
Quanto è efficace ESWT a stimolare la crescita ossea?
Il nuovo metodo di stimolazione ossea in fase di studio è ESWT. I medici hanno usato onde d’urto per anni per abbattere calcoli nel rene, uretere e cistifellea.26
Mordan e Yeaman hanno iniziato a studiare gli effetti di ESWT sulle ossa negli Stati Uniti alla fine degli anni ‘ 80.27,28 Nel 1991, Valchanou e Michaliov hanno presentato il primo rapporto clinico di ESWT su 82 nonunioni di fratture umane.26 Gli autori hanno scoperto che l’onda d’urto ha stimolato l’osteogenesi in 70 pazienti su 82 e ha contribuito all’unione “entro un ragionevole periodo di tempo.,”Ulteriori indagini stanno continuando nell’area di ESWT e guarigione ossea.
Come i podologi sono consapevoli, la terapia extracorporea delle onde d’urto comporta l’uso di onde d’urto o impulsi di pressione tramite una scarica di scintilla da un elettrodo. Le onde d’urto entrano nel corpo umano relativamente senza ostacoli a causa della pelle che ha caratteristiche simili all’acqua. Tuttavia, l’osso ha un’impedenza significativamente diversa. Quando gli impulsi di pressione incontrano l’osso, gli impulsi distruggono i bordi dell’osso e formano microfissure, producendo piccoli frammenti ossei e la formazione di nuove trabecole.,25,29
Schleberger e Senge hanno notato che in tre dei quattro casi, l’uso di ESWT ha avuto successo nel trattamento della non unione delle diafisi.29 Gli autori hanno sottolineato che le onde d’urto hanno indotto la formazione di callo nel tessuto molle della nonunione in circa sei settimane e questo si è trasformato in unione ossea in tutti i casi tranne uno.
Nel 2002, Birnbaum e colleghi hanno esaminato la letteratura e trovato 10 pubblicazioni che soddisfacevano i criteri di inclusione.30 Gli autori hanno osservato che ESWT non è invasivo e ha basse complicazioni, e ha osservato che l’uso di shockwave sembra giustificabile., Tuttavia, hanno concluso che ” manca la prova dell’effetto positivo di ESWT nel trattamento delle nonunioni mediante studio prospettico randomizzato.”
Zelle e colleghi hanno pubblicato una revisione della letteratura nel 2010 sull’efficacia di ESWT sulla guarigione delle nonunioni.31 Hanno trovato 10 studi che hanno soddisfatto i loro criteri di inclusione con 294 pazienti. Tutti gli studi erano prove di livello 4. Non sono stati effettuati controlli e non sono stati definiti criteri di esclusione chiaramente basati su trattamenti precedenti/concomitanti. La revisione ha escluso osteotomie correttive e artrodesi. Gli autori dello studio hanno notato un tasso di unione complessivo del 76%.,
In conclusione
Chiaramente, sono necessarie ulteriori ricerche in questo settore sulla base dell’attuale corpo di prove. Le prove attuali mancano di omogeneità e di definizioni universali di successo. Le indagini future dovrebbero essere prospettiche, randomizzate e in doppio cieco con protocolli chiaramente definiti per la terapia. Tali indagini dovrebbero essere omogenee nelle modalità di trattamento per i gruppi di studio con definizioni chiare di successo.,
Nonostante gli stimolatori ossei offrano un’opzione relativamente conservativa e una richiesta di queste modalità sia da parte dei pazienti che dei medici, le prove attuali non sono conclusive sul beneficio di questa tecnologia. Mancano anche gli studi costi-benefici. Mentre stimolatori ossei esterni possono contribuire ad aumentare il tasso di guarigione e diminuire il tempo di guarigione, l’attuale evidenza è carente per sostenere il loro uso.
Dr. Wienke è residente al terzo anno al Trinity Regional Medical Center di Fort Dodge, Iowa.
Dott., Dayton è il direttore della residenza chirurgica podiatrica al Trinity Regional Medical Center. È un Fellow dell’American College of Foot and Ankle Surgeons. Dr. Dayton è anche in uno studio privato presso Trimark Physicians Group a Fort Dodge, Iowa.
Per ulteriori letture, vedere “Comprendere i benefici della stimolazione ossea elettrica” nel numero di dicembre 2007 di Podologia Today o “Uno sguardo più attento agli stimolatori ossei per Charcot” nel numero di dicembre 2006.
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