Recherche en thérapie magnétique : fractures osseuses
Général
- Stimulation par champs électromagnétiques pulsés de la guérison osseuse et de la préservation articulaire
- Effets des aimants statiques sur la consolidation des fractures osseuses
- Aspects fondamentaux et pratiques des utilisations thérapeutiques des champs électromagnétiques pulsés (PEMF)
- Effets des champs magnétiques statiques et des PEMF sur la consolidation osseuse
- Un champ magnétique statique puissant stimule la formation osseuse selon une orientation définie in vitro et in vivo
- Utilisation des forces physiques dans la consolidation osseuse
Formation osseuse
- Effet de certains signaux électriques transmis par une bobine d'induction sur un embryon de poulet
- Effets du champ magnétique statique sur la formation osseuse des fémurs de rats
- Effets du champ magnétique statique sur la formation osseuse de rats avec un modèle d'ischémie osseuse
- Effets de la stimulation par PEMF sur l'ostéogenèse de distraction dans le modèle d'allongement de la jambe tibiale du lapin
- Effets des champs magnétiques statiques sur la formation osseuse dans les cultures d'ostéoblastes de rat
Consolidation des fractures
- Traitement des fractures du poignet et de la main avec des aimants naturels
- Modification de la réparation des fractures avec des PEMF sélectionnés
- Effet d'un champ magnétique statique sur la consolidation des fractures dans un radius de lapin
- Effets des champs électromagnétiques sur la réparation expérimentale des fractures
- PEMF pour le traitement des fractures osseuses
Consolidation des fractures par non-union
- Récupération non opératoire des pseudarthroses et des non-unions résistantes à la chirurgie par PEMF
- Accélération de la réparation des non-unions par les champs électromagnétiques
- Traitement des fractures diaphysaires tibiales non consolidées par PEMF
- Traitement des non-unions thérapeutiquement résistantes avec des greffes osseuses et des PEMF
- Le développement et l'application des PEMF pour les fractures non consolidées et les arthrodèses
- Résultats des PEMF dans les fractures non consolidées après fixation squelettique externe
- Guérison de la pseudarthrose d'un condyle latéral fracturé de l'humérus par induction électromagnétique pulsée
Pseudarthrose (formation de fausse articulation)
- Traitement par PEMF dans les fractures non consolidées et les arthrodèses échouées
- "Pseudarthroses" congénitales du tibia : traitement par PEMF
- Pseudarthrose congénitale du tibia : traitement par PEMF
- PEMF pour réaliser l'arthrodèse du genou après échec d'une arthroplastie totale du genou
- Résultats à long terme des PEMF dans la pseudarthrose congénitale
Fusion vertébrale
- Effet de la pulsation électromagnétique post-opératoire sur les fusions vertébrales postérieures canines
- Traitement de l'échec de la fusion intersomatique lombaire postérieure (PLIF) de la colonne vertébrale par PEMF
- Effets des PEMF sur le cours du cal de fusion vertébrale
- Étude randomisée en double aveugle de l'efficacité des PEMF pour les fusions lombaires intersomatiques
- Effets du tabagisme et de la maturation sur le maintien à long terme du succès de la fusion vertébrale lombaire
- PEMF dans la fusion vertébrale : résultats cliniques préliminaires
- Stimulation par PEMF sur les fusions vertébrales postérieures : une étude histologique chez le rat
- Effet des PEMF sur la fusion vertébrale postérolatérale instrumentée et le blindage de contrainte lié au dispositif
- Utilisation des champs électromagnétiques dans une fusion vertébrale. Un modèle de lapin
- Résultats après fusion lombaire postérolatérale avec instrumentation chez des patients traités par stimulation PEMF adjuvante
- Stimulation électrique de la fusion vertébrale : une mise à jour scientifique et clinique
- Les champs magnétiques combinés accélèrent et augmentent la fusion vertébrale : une étude en double aveugle
Ostéonécrose (mort des cellules osseuses)
- Ostéonécrose de la tête fémorale traitée par PEMF
- Effets des PEMF sur les évaluations de Steinberg de l'ostéonécrose de la tête fémorale
- Utilisation des PEMF dans la maladie de Perthes : rapport d'une étude pilote
Stimulation par champs électromagnétiques pulsés de la guérison osseuse et de la préservation articulaire : mécanismes cellulaires de la réponse squelettique
2020 Ruggero Cadossi, Leo Massari, Jennifer Racine-Avila, Roy K Aaron
Récemment, les récepteurs de la membrane cellulaire ont été identifiés comme le site d'action des PEMF et fournissent une justification mécanistique pour l'utilisation clinique. Cette revue met en évidence les processus clés des réponses cellulaires aux PEMF comme suit : (1) la transduction du signal via les récepteurs membranaires cellulaires A2A et A3 de l'adénosine et (2) les effets dose-réponse sur la synthèse des composants structuraux et de signalisation de la matrice extracellulaire (MEC). Grâce à ces actions, les PEMF peuvent augmenter l'intégrité structurelle de la MEC osseuse et cartilagineuse, améliorant la réparation, et modifier l'équilibre homéostatique des cytokines de signalisation, produisant des effets anti-inflammatoires. Les PEMF exercent un effet pro-anabolique sur la matrice osseuse et cartilagineuse et un effet chondroprotecteur contrecarrant les effets cataboliques de l'inflammation dans l'environnement articulaire.
Les effets biologiques du traitement par PEMF et les effets favorables sur le système squelettique sont le résultat d'efforts de recherche notables menés à l'échelle internationale par la communauté orthopédique, et ils ont suscité un grand intérêt de la part d'autres spécialités médicales telles que la cicatrisation des plaies et des tendons, la rhumatologie et la neurologie, qui pourraient tirer parti des expériences développées avec les traitements osseux et cartilagineux.
PMCID : PMC7434032 PMID : 33970582
Formation de matrice osseuse et ostéogenèse augmentées sous stimulation par champ magnétique in vivo : investigations par XRD, TEM et SEM.
Singh P, YashRoy RC, Hoque M. Biophysics and Electron Microscopy Section, Indian Veterinary Research Institute, Izatnagar-243122, UP, India. psingh67@yahoo.com
L'os est un biomatériau composite, qui se forme lorsque les protéines constituant les fibres de collagène attirent des ions calcium, phosphate et hydroxyde en solution pour nucléer au sommet des fibres. Il se développe en une structure dure de minuscules cristallites d'hydroxyapatite, alignées le long de l'axe long des fibres de collagène. Le présent travail rapporte l'effet stimulant d'un champ magnétique statique sur la microstructure et le processus de minéralisation de la réparation osseuse. Une fracture transversale unilatérale du milieu du métacarpe a été créée chirurgicalement chez des chèvres saines sous sédation au thiopental et analgésie à la xylocaïne. Deux aimants à barre (environ 800 gauss/cm2 de force de champ) ont été placés à travers la ligne de fracture avec un alignement de pôles opposés, immobilisés dans un bandage plâtré pour une stimulation par champ magnétique statique. Des radiographies ont été prises à intervalles hebdomadaires jusqu'à 45 jours. Les résultats montrent que la formation de la matrice extracellulaire et sa microstructure peuvent être influencées par un stimulus physique non invasif (champ magnétique) pour obtenir une ostéogenèse améliorée, conduisant à une régénération plus rapide du tissu osseux chez les chèvres. Les motifs de diffraction des rayons X (XRD) des échantillons traités (exposés au champ magnétique) et témoins ont révélé la présence et l'orientation des structures cristallines. L'intensité des pics de diffraction correspondant aux plans 310 et 222 a été augmentée par rapport aux familles de réflexions 211, indiquant un alignement préférentiel des cristaux. De plus, le pourcentage de cristallinité et la taille des cristaux ont été augmentés dans les échantillons traités. L'étude fournit une base biophysique pour une consolidation des fractures augmentée sous l'influence d'un champ magnétique statique semi-aligné appliqué à travers la ligne de fracture.
PMID: 16967906 [PubMed - indexé pour MEDLINE]
Aspects fondamentaux et pratiques des utilisations thérapeutiques des champs électromagnétiques pulsés (PEMF).
Bassett CA.
Département de chirurgie orthopédique, Université Columbia, New York, New York.
Les effets thérapeutiques bénéfiques de champs magnétiques variables dans le temps et de faible énergie, appelés PEMF, ont été documentés avec une fréquence croissante depuis 1973. Initialement, cette forme d'énergie athermique était principalement utilisée comme recours pour les patients souffrant de pseudarthroses juvéniles et adultes de longue date. Beaucoup de ces individus étaient candidats à l'amputation. Leur résistance clairement documentée aux formes habituelles de traitement chirurgical, y compris les greffes osseuses, a servi de contrôle raisonnable pour juger de l'efficacité de cette nouvelle méthode thérapeutique, en particulier lorsque les PEMF étaient le seul changement dans la prise en charge du patient. Plus récemment, l'efficacité biologique de cette approche pour augmenter la guérison osseuse a été confirmée par plusieurs études prospectives en double aveugle et contrôlées très significatives dans des circonstances cliniques moins difficiles. En outre, des preuves en double aveugle des effets thérapeutiques dans d'autres troubles cliniques sont apparues. Ces données, associées à des résultats de laboratoire bien contrôlés sur les mécanismes d'action pertinents, ont commencé à placer les PEMF sur un pied d'égalité thérapeutique avec les méthodes chirurgicales invasives, mais avec beaucoup moins de risques et de coûts. À la suite de ces observations cliniques et des préoccupations concernant la "pollution" électromagnétique, les interactions des champs électromagnétiques non ionisants avec les processus biologiques ont fait l'objet d'une activité de recherche croissante. Au cours de la dernière décennie, le nombre de publications sur ces sujets a augmenté de façon exponentielle. Elles comprennent maintenant des manuels, des revues spécialisées, des revues régulières par des agences gouvernementales, en plus des articles individuels, qui apparaissent dans le large éventail de sources scientifiques évaluées par des pairs. Dans un éditorial récent de Current Contents, le rédacteur en chef passe en revue les frontières de l'ingénierie biomédicale en se concentrant sur les méthodes de l'Index de Citation Scientifique pour identifier les principaux efforts de recherche. Le Dr Garfield a choisi les PEMF parmi d'autres efforts d'ingénierie biomédicale comme exemple d'une discipline en pleine émergence. Trois nouvelles sociétés dans les domaines de la bioélectromagnétisme, de la bioélectrochimie et de la croissance et réparation bioélectriques ont été organisées au cours de cette période, ainsi qu'un certain nombre de comités et de conférences nationaux et internationaux. Ces activités complètent un intérêt continu de l'IEEE aux États-Unis et de l'IEE au Royaume-Uni. Cette revue se concentre sur les principes et la pratique derrière l'utilisation thérapeutique des "PEMF". Ce terme est restreint aux caractéristiques de champ magnétique variant dans le temps qui induisent des formes d'onde de tension dans l'os similaires à celles résultant de la déformation mécanique. Ces impulsions asymétriques à large bande affectent un certain nombre de processus biologiques de manière athermique. Beaucoup de ces processus semblent avoir la capacité de modifier des états pathologiques sélectionnés dans les systèmes musculo-squelettiques et autres.
Crit Rev Biomed Eng. 1989;17(5):451-529.
Effets des champs magnétiques statiques et des champs électromagnétiques pulsés sur la consolidation osseuse.
Darendeliler, M., Darendeliler, A., & Sinclair, P.
L'effet des champs magnétiques statiques et des champs électromagnétiques pulsés sur la consolidation osseuse chez le cobaye a été étudié. Les champs magnétiques statiques ont été produits à l'aide d'aimants en néodyme, et l'intensité moyenne des champs magnétiques auxquels les cobayes ont été exposés était d'environ 500 gauss. L'étude a conclu que "les champs magnétiques statiques et pulsés semblaient accélérer le taux de réparation osseuse par rapport au groupe témoin".
Journal international d'orthodontie adulte et de chirurgie orthognatique, 1997;12, 43-53.
Un champ magnétique statique puissant stimule la formation osseuse selon une orientation définie in vitro et in vivo.
Kotani H, Kawaguchi H, Shimoaka T, Iwasaka M, Ueno S, Ozawa H, Nakamura K, Hoshi K.
Département de génie biomédical, École supérieure de médecine, Université de Tokyo, Japon.
L'induction de la formation osseuse selon une orientation intentionnelle est un traitement clinique potentiellement viable pour les troubles osseux. Parmi les nombreux facteurs chimiques et physiques, un champ magnétique statique (CMS) de l'ordre du tesla peut réguler la forme des cellules sanguines et des fibres de la matrice. Cette étude a examiné les effets d'un CMS puissant (8 T) sur la formation osseuse dans des systèmes in vivo et in vitro. Après 60 h d'exposition au CMS, les cellules ostéoblastiques MC3T3-E1 de souris cultivées se sont transformées en formes de bâtonnets et se sont orientées parallèlement au champ magnétique. Bien que cette forte exposition au CMS n'ait pas affecté la prolifération cellulaire, elle a régulé à la hausse la différenciation cellulaire et la synthèse de la matrice, comme déterminé par les colorations ALP et rouge alizarine, respectivement. Le CMS a également stimulé la formation osseuse ectopique dans et autour de pastilles contenant la protéine morphogénétique osseuse (BMP) 2 implantées sous la peau chez la souris, où l'orientation de la formation osseuse était parallèle au champ magnétique. Il est conclu qu'un CMS puissant a le pouvoir non seulement de stimuler la formation osseuse, mais aussi de réguler son orientation dans les modèles in vitro et in vivo. Il s'agit de la première étude à montrer la régulation de l'orientation des cellules adhérentes par un champ magnétique. Nous proposons que la combinaison d'un CMS puissant et d'un agent ostéogénique puissant tel que la BMP pourrait éventuellement conduire à un traitement efficace des fractures et des défauts osseux.
J Bone Miner Res. 2002 Oct;17(10):1814-21.
Utilisation des forces physiques dans la consolidation osseuse.
Nelson FR, Brighton CT, Ryaby J, Simon BJ, Nielson JH, Lorich DG, Bolander M, Seelig J.
Hôpital Henry Ford, Detroit, MI, États-Unis.
Au cours des vingt dernières années, un certain nombre de modalités physiques ont été approuvées pour la gestion des pseudarthroses et des retards de consolidation. La stimulation à courant continu implantable est efficace dans la gestion des pseudarthroses établies des extrémités et comme adjuvant pour la fusion rachidienne. Les champs électromagnétiques pulsés et le couplage capacitif induisent des champs à travers les tissus mous, entraînant des tensions et des courants de faible amplitude au site de la fracture. Les champs électromagnétiques pulsés peuvent être aussi efficaces que la chirurgie dans la gestion des pseudarthroses des extrémités. Le couplage capacitif semble être efficace tant pour les pseudarthroses des extrémités que pour les fusions lombaires. Les ultrasons de faible intensité ont été utilisés pour accélérer la guérison normale des fractures et gérer les retards de consolidation. Ils ont récemment été approuvés pour la gestion des pseudarthroses. Malgré les différents mécanismes de stimulation de la consolidation osseuse, tous les signaux entraînent une augmentation du calcium intracellulaire, conduisant ainsi à la formation osseuse.
J Am Acad Orthop Surg. 2003 Sep-Oct;11(5):344-54.
Formation osseuse
Effet de certains signaux électriques transmis par une bobine d'induction sur l'augmentation de poids, l'incorporation d'un marqueur et l'aspect histologique et ultrastructural du squelette chez un embryon de poulet.
Duriez R, Bassett A.
Des embryons de poulet ont été exposés à différents types d'impulsions électriques transmises par des bobines d'induction entre le 6ème et le 13ème jour d'incubation. Comparées aux témoins, les tibias de poulet ont montré une augmentation très significative de poids et de longueur ainsi qu'une incorporation accrue de thymidine tritiée. De plus, le poids total des embryons traités était significativement plus élevé que celui des témoins. Les résultats suggèrent que les effets de ces champs électromagnétiques, en particulier leurs effets squelettiques, agissent principalement sur la multiplication cellulaire et/ou une activité cellulaire accrue suite à une augmentation de la synthèse protéique.
C R Seances Acad Sci D. 1980 Jun 23;290(23):1483-6.
Effets d'un champ magnétique statique sur la formation osseuse des fémurs de rat.
Yan QC, Tomita N, Ikada Y.
Institut des Sciences Médicales de Frontière, Université de Kyoto, Japon.
Les effets des champs magnétiques statiques (CMS) sur la formation osseuse des fémurs de rat ont été évalués à l'aide de tiges coniques fabriquées en samarium-cobalt magnétisé et non magnétisé de même taille. Elles ont été implantées transcorticalement dans la diaphyse moyenne des fémurs de rat sous chargement par ajustement serré. La densité minérale osseuse (DMO) et le contenu en calcium osseux ont été mesurés 12 semaines après l'implantation par absorptiométrie biphotonique à rayons X et par analyse chimique avec o-crésolphtaléine complexon, respectivement. Le résultat a révélé que les fémurs adjacents aux spécimens magnétisés avaient une DMO et un contenu en calcium significativement plus élevés que ceux adjacents aux spécimens non magnétisés (p < 0,01). Cependant, la valeur de la DMO et du contenu en calcium des rats avec des spécimens magnétisés était similaire à celle des rats non opérés. Aucun changement spécifique n'a été trouvé dans le poids corporel, le Ca sérique, l'activité de la phosphatase alcaline, l'hémogramme et la DMO du tibia et de l'humérus parmi les groupes magnétisés et non magnétisés. Ces résultats suggèrent que la stimulation locale à long terme par CMS sur l'os a un effet local pour prévenir la diminution de la DMO causée par une invasion chirurgicale ou une implantation.
Med Eng Phys. 1998 Sep;20(6):397-402.
Effets des champs magnétiques statiques sur la formation osseuse de rats avec un modèle d'os ischémique.
Xu S, Tomita N, Ohata R, Yan Q, Ikada Y.
Institut des Sciences Médicales de Frontière, Université de Kyoto, Kyoto, Japon.
Les effets d'un champ magnétique statique sur la formation osseuse ont été étudiés à l'aide d'un modèle de fémur ischémique de rat. Des tiges métalliques, de structure conique et de mêmes dimensions géométriques, ont été préparées à partir de cobalt-samarium magnétisé et non magnétisé, puis implantées transcorticalement dans la diaphyse moyenne de 88 fémurs de rat. Les deux côtés de l'artère fémorale du rat ont été ligaturés pour créer un modèle d'os ischémique, suivi de l'implantation de la tige conique dans le fémur. La densité minérale osseuse (DMO) et le poids des fémurs ont été mesurés à la 1ère et à la 3ème semaine après l'implantation. Les résultats à la 3ème semaine post-implantation ont révélé que la DMO et le poids des rats avec un modèle d'os ischémique étaient significativement réduits, comparativement à ceux d'un fémur non opéré. Il a également été constaté que le groupe magnétisé avait des poids osseux significativement plus élevés que le groupe non magnétisé (p<0,05). La DMO des rats implantés avec les tiges magnétisées était similaire à celle des rats non opérés (p>0,05). Cette amélioration de la formation osseuse fémorale du modèle de rat ischémique par le champ magnétique statique semble être due à l'amélioration de la circulation sanguine du fémur.
Biomed Mater Eng. 2001;11(3):257-63.
Effets de la stimulation par champ électromagnétique pulsé sur l'ostéogenèse par distraction dans le modèle d'allongement du tibia chez le lapin.
Fredericks DC, Piehl DJ, Baker JT, Abbott J, Nepola JV.
Laboratoire de recherche sur la consolidation osseuse, Département de chirurgie orthopédique, Collège de médecine de l'Université de l'Iowa, Iowa City, Iowa 52242, USA. douglas-fredericks@uiowa.edu
Le but de cette étude était de déterminer si l'exposition à un champ électromagnétique pulsé (CEMF) réduirait le temps de guérison de l'os régénéré dans un modèle de distraction tibiale chez le lapin. À partir du 1er jour après la chirurgie, des ostéotomies tibiales médio-diaphysaires, stabilisées par des fixateurs externes, ont été distraites de 0,25 mm deux fois par jour pendant 21 jours et ont reçu soit aucune exposition (témoin placebo), soit 1 heure par jour d'exposition à un CEMF de faible amplitude et basse fréquence. Les tibias ont été testés pour leur résistance à la torsion après 9, 16 et 23 jours post-distraction. Les tibias traités par CEMF étaient significativement plus résistants que les témoins à tous les trois points temporels. À 16 jours post-distraction, le groupe CEMF avait atteint une résistance biomécanique essentiellement équivalente à celle de l'os intact. Les témoins n'ont pas atteint une résistance biomécanique normale même après 23 jours post-distraction. Dans ce modèle de distraction tibiale, de courtes expositions quotidiennes au CEMF ont accéléré la consolidation de l'os régénéré. L'utilité clinique reste à prouver.
J Pediatr Orthop. 2003 Jul-Aug;23(4):478-83.
Effets des champs magnétiques statiques sur la formation osseuse dans les cultures d'ostéoblastes de rat.
Yamamoto Y, Ohsaki Y, Goto T, Nakasima A, Iijima T.
Départements d'Orthodontie.
Bien que les effets promoteurs des champs électromagnétiques pulsés sur les ostéoblastes aient été bien démontrés, les effets des champs magnétiques statiques (CMS) restent incertains ; néanmoins, les aimants sont utilisés cliniquement comme « source de force » dans divers traitements orthodontiques. Nous avons entrepris cette investigation pour étudier les effets des CMS sur la différenciation ostéoblastique, la prolifération et la formation de nodules osseux en utilisant une culture de cellules de calotte de rat. Au cours d'une culture de 20 jours, les valeurs de la surface totale, du nombre et de la taille moyenne des nodules osseux ont montré des niveaux élevés en présence de CMS. Dans les stades de développement de la matrice et de minéralisation, la teneur en calcium de la matrice et deux marqueurs du phénotype ostéoblastique (phosphatase alcaline et ostéocalcine) ont également montré une augmentation significative. En conséquence, ces résultats suggèrent que les CMS stimulent la formation osseuse en favorisant la différenciation et/ou l'activation ostéoblastique.
J Dent Res. 2003 Dec;82(12):962-6.
Consolidation des fractures
Traitement des fractures du poignet et de la main avec des aimants naturels : rapport préliminaire
Costantino C, Pogliacomi F, Passera F, Concari G.
Les auteurs, après avoir défini le phénomène et les caractéristiques biologiques des aimants naturels, évaluent leur capacité à accélérer la formation du cal osseux dans les fractures de la main et du poignet par rapport au traitement par immobilisation dans un plâtre. Quarante patients (4 femmes et 37 hommes) âgés de 20 à 86 ans ont été traités. Un petit aimant naturel a été inséré dans chacun des plâtres (diamètre : 2cm, hauteur : 0,5cm) composé de 4 blocs de néodyme-fer-bore, capables de générer 4 pôles magnétiques (2 positifs et 2 négatifs) de polarité alternée diagonale qui produisaient un champ magnétique statique qudruple symétrique. Le flux magnétique créé était ondulatoire, concentré dans une direction, et développait une force allant jusqu'à 12 500 gauss. De cette étude, il est ressorti que l'insertion d'un aimant qudruple dans un plâtre pour les fractures de la main et du poignet entraîne la formation de cal osseux dans un délai moyen inférieur de 35 % au délai standard. L'accélération de la consolidation de la fracture est importante car elle réduit le temps d'immobilisation des articulations concernées, évitant ainsi la faiblesse et la raideur ultérieures et permettant au patient de commencer la physiothérapie rééducative plus tôt, ce qui permet un rétablissement fonctionnel plus rapide.
Acta bio-medica: Atenei Parmensis 2007 Dec;78(3):198-203. PMID: 18330079
Modification de la réparation des fractures avec des champs électromagnétiques pulsés sélectionnés.
Bassett CA, Valdes MG, Hernandez E.
Nous avons analysé l'effet de différents champs électromagnétiques pulsés sur les propriétés de réparation mécanique et histologique d'une ostéotomie du radius de rat quatorze jours après l'opération. Des différences hautement significatives ont été trouvées dans les valeurs de charge initiales des groupes témoins et expérimentaux et leur décroissance en fonction du temps. Ces résultats sont en bonne corrélation avec le profil histologique du cal de fracture. Une impulsion qui produit une augmentation (au-dessus du niveau de contrôle) de la charge initiale d'un facteur de 2,4 et une décroissance plus lente a été caractérisée par une calcification plus étendue du fibrocartilage et son remplacement par de l'os fibreux à ce stade précoce, mais important, de la consolidation des fractures.
J Bone Joint Surg Am. 1982 Jul;64(6):888-95.
Effet d'un champ magnétique statique sur la consolidation de fractures du radius chez le lapin. Résultats préliminaires.
Bruce GK, Howlett CR, Huckstep RL.
Afin de déterminer l'effet d'une force magnétique statique sur une fracture en cours de guérison, des aimants en cobalt de samarium ont été implantés à proximité de fractures radiales induites chez des lapins adultes. Un champ magnétique de 220-260 G a été généré au site de la fracture. Les radius ont été laissés à cicatriser pendant quatre semaines et les os fracturés controlatéraux ont servi de témoins. Les unités osseuses en cours de guérison ont été évaluées microscopiquement et mécaniquement. Des forces significativement plus importantes (p inférieur à 0,01) ont été nécessaires pour rompre les unités osseuses exposées aux champs magnétiques. Cependant, aucune différence significative n'a été trouvée en comparant les zones longitudinales de milieu de cal entre les membres magnétisés et non magnétisés.
Clin Orthop 1987 Sep;(222):300-6.
Effets des champs électromagnétiques dans la réparation expérimentale des fractures.
Otter MW, McLeod KJ, Rubin CT.
Programme d'ingénierie biomédicale, Université d'État de New York à Stony Brook 11794-8181, USA.
Les bénéfices cliniques des champs électromagnétiques sont revendiqués depuis 20 siècles, mais il n'est toujours pas clair comment ils fonctionnent ni dans quelles circonstances ils devraient être utilisés. Il existe un grand nombre de preuves que des courants continus stables et des champs électriques variables dans le temps sont générés dans l'os vivant par l'activité métabolique et la déformation mécanique, respectivement. Des courants continus externes ont été utilisés pour traiter les pseudarthroses, semblant déclencher la mitose et le recrutement de cellules ostéogéniques, éventuellement via des réactions électrochimiques à l'interface électrode-tissu. Des champs électromagnétiques variables dans le temps ont également été utilisés pour guérir les pseudarthroses et pour stabiliser les implants de hanche, fusionner les colonnes vertébrales et traiter l'ostéonécrose et l'arthrose. Des recherches récentes sur le(s) mécanisme(s) d'action de ces champs variables dans le temps se sont concentrées sur de petits champs électriques sinusoïdaux à très basse fréquence. La capacité ostéogénique de ces champs ne semble pas impliquer de changements dans le potentiel électrique transmembranaire, mais nécessite plutôt un couplage à l'intérieur de la cellule via des récepteurs transmembranaires ou par un couplage mécanique à la membrane elle-même.
Clin Orthop. 1998 Oct;(355 Suppl):S90-104.
Champs électromagnétiques pulsés pour le traitement des fractures osseuses.
Satter Syed A, Islam MS, Rabbani KS, Talukder MS.
Division de Physique Industrielle, Laboratoires du BCSIR, Dhaka.
L'efficacité de la stimulation électrique et de la stimulation par champ électromagnétique pulsé (CEMP) pour améliorer la consolidation osseuse a été rapportée par de nombreux chercheurs. Le mécanisme de l'ostéogenèse n'est pas clair, les études recherchent donc des preuves empiriques. La présente étude a impliqué un essai clinique utilisant un CEMP de faible amplitude sur 19 patients atteints de pseudarthrose ou de retard de consolidation des os longs. Le système d'impulsions utilisé était de forme similaire à celui du système à impulsion unique de Bassett, où l'impulsion de tension électrique avait une largeur de 0,3 mSec se répétant toutes les 12 mSec, soit une fréquence d'environ 80 Hz. Les champs magnétiques de pointe étaient de l'ordre de 0,01 à 0,1 m Tesla, cent à mille fois plus petits que ceux de Bassett. Parmi les 13 patients qui ont terminé ce programme de traitement, l'historique de pseudarthrose était en moyenne de 41,3 semaines. Après une période de traitement moyenne de 14 semaines, 11 des 13 patients ont eu une consolidation osseuse réussie. Les deux cas infructueux présentaient des lacunes osseuses supérieures à 1 cm après l'ablation de l'os mort suite à une infection. Cependant, l'utilisation d'un champ aussi faible infirme l'affirmation de Bassett concernant une fenêtre étroite pour la forme et l'amplitude de l'onde, et justifie une étude expérimentale plus approfondie et une tentative de comprendre le mécanisme sous-jacent.
Bangladesh Med Res Counc Bull. 1999 Apr;25(1):6-10.
Sauvetage non opératoire de pseudarthroses et de non-unions chirurgicalement résistantes par des champs électromagnétiques pulsés. Un rapport préliminaire.
Bassett CA, Pilla AA, Pawluk RJ.
Ce rapport documente, pour la première fois à la connaissance des auteurs, l'utilisation thérapeutique chez l'homme de champs électromagnétiques de faible énergie, pulsant dans la gamme des très basses fréquences (TBF). Ces champs, établis à l'extérieur du corps, ont été utilisés pour traiter des pseudarthroses et des non-unions congénitales et acquises. L'énergie de ce type semble affecter les processus biologiques, non pas par la production de chaleur, mais par des changements induits électriquement dans l'environnement des cellules au sein de l'organisme. Sur les 29 patients inclus dans l'étude, 17 avaient connu au moins un échec de réparation chirurgicale et, dans chacun de ces cas, l'amputation avait été recommandée. Le taux de succès global, y compris les patients traités avec des caractéristiques d'impulsion inadéquates et ceux qui n'ont pas suivi le protocole, a dépassé 70 pour cent. L'amélioration de la spécificité des caractéristiques d'impulsion promet d'augmenter le taux de succès. La méthodologie clinique simple, qui est réalisée en ambulatoire, semble être à la fois sûre et efficace. Elle peut être appliquée avec ou sans chirurgie. Cette approche nécessite des investigations contrôlées supplémentaires avant d'être prête pour une utilisation générale dans la communauté orthopédique. Les indications d'amputation des pseudarthroses chirurgicalement résistantes, cependant, devraient être réévaluées. Les principes et la technologie, qui ont été établis au cours de cette entreprise, peuvent avoir une signification physiologique et pratique pour des processus autres que la pseudarthrose et la non-union.
Clin Orthop. 1977 May;(124):128-43.
Accélération de la réparation des pseudarthroses par des champs électromagnétiques.
Sedel L, Christel P, Duriez J, Duriez R, Evrard J, Ficat C, Cauchoix J, Witvoet J.
Ce travail présente les résultats obtenus par quatre services d'orthopédie français utilisant la stimulation par champ électromagnétique pour le traitement des pseudarthroses. Il s'agit de la méthode établie par A. Bassett. 37 cas sont étudiés, les résultats sont connus pour 35 d'entre eux avec 6 échecs et 29 succès. Les échecs peuvent s'expliquer pour quatre d'entre eux par une mauvaise application de l'appareil. Concernant les 29 cas réussis, le rôle de la stimulation est discuté. En écartant ceux qui ont été traités peu de temps après une intervention chirurgicale, ceux qui ont été immobilisés plus de 6 mois et ceux où la pseudarthrose aurait pu être un retard de consolidation, il reste 14 cas de succès apparemment incontestables. Pour ceux-là, le rôle de la stimulation par champ électromagnétique semble réel.
Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 1981;67(1):11-23.
Traitement des fractures diaphysaires tibiales non consolidées par champs électromagnétiques pulsés.
Bassett CA, Mitchell SN, Gaston SR.
Cent vingt-cinq patients atteints de cent vingt-sept fractures non consolidées de la diaphyse tibiale ont été traités exclusivement par des champs électromagnétiques pulsés. Le taux de succès global de la consolidation des fractures avec cette méthode ambulatoire non invasive chirurgicalement était de 87 %. Le taux de succès n'a pas été matériellement affecté par l'âge ou le sexe du patient, la durée de l'incapacité antérieure, le nombre d'opérations précédentes échouées, ou la présence d'infection ou de fixation métallique.
J Bone Joint Surg Am. 1981 Apr;63(4):511-23.
Traitement des non-unions résistantes à la thérapie par greffes osseuses et champs électromagnétiques pulsés.
Bassett CA, Mitchell SN, Schink MM.
Cette étude examine les cas de quatre-vingt-trois adultes atteints de fractures non consolidées qui ont été traités concomitamment par greffe osseuse et champs électromagnétiques pulsés. En moyenne, 1,5 an s'était écoulé depuis la fracture et l'utilisation de cette approche combinée. Près d'un tiers des patients avaient des antécédents d'infection, et en moyenne 2,4 opérations antérieures n'avaient pas réussi à produire la consolidation osseuse. Trente-huit patients initialement traités par greffes et champs électromagnétiques pulsés pour des fractures non consolidées avec des écarts importants, une pseudarthrose synoviale et un mauvais alignement ont obtenu un taux de guérison réussi de 87 %. Quarante-cinq patients qui avaient d'abord été traités sans succès avec des champs électromagnétiques pulsés seuls ont subi une greffe osseuse et ont été de nouveau traités avec des champs électromagnétiques pulsés. Quatre-vingt-treize pour cent de ces fractures ont guéri. Le taux d'échec résiduel après deux tentatives thérapeutiques, dont une chirurgicale, était de 1,5 %. Le temps médian de consolidation pour les deux groupes de patients était de quatre mois.
J Bone Joint Surg Am. 1982 Oct;64(8):1214-20.
Le développement et l'application des champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) pour les fractures non consolidées et les arthrodèses.
Bassett CA.
Cet article traite de l'utilisation rationnelle et pratique des champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) non invasifs en chirurgie pour le traitement des fractures non consolidées, des arthrodèses ratées et des pseudarthroses congénitales (non-unions infantiles). La méthode est très efficace (plus de 90 % de succès) chez les patients adultes lorsqu'elle est utilisée conjointement avec de bonnes techniques de gestion fondées sur des principes biomécaniques. Si la consolidation ne se produit pas avec les CEMPs seuls après environ quatre mois, leur utilisation appropriée en conjonction avec des greffes osseuses fraîches assure un taux d'échec maximal de 1 à 1,5 %. La consolidation se produit parce que les faibles courants électriques induits dans les tissus par les champs variables dans le temps provoquent la calcification du fibrocartilage dans l'espace de la fracture, préparant ainsi le terrain pour les phases finales de la cicatrisation de la fracture par ossification endochondrale. L'efficacité, la sécurité et la simplicité de la méthode ont incité la majorité des chirurgiens orthopédistes de ce pays à l'utiliser. Chez les patients présentant un retard de consolidation trois à quatre mois après la fracture, les CEMPs semblent être plus efficaces et la guérison, généralement, est plus rapide que chez les patients traités par d'autres méthodes conservatrices. Pour des problèmes plus difficiles tels que les non-unions activement infectées, les multiples échecs chirurgicaux, les lésions atrophiques de longue date (par exemple, plus de deux ans après la fracture), les arthrodèses du genou ratées après retrait de prothèses infectées, et les pseudarthroses congénitales, le succès peut être attendu chez une grande majorité de patients chez qui les CEMPs sont utilisés. Enfin, à mesure que les études de laboratoire ont élargi la connaissance des mécanismes d'action des CEMPs, il est clair que différents impulsions affectent différents processus biologiques de différentes manières. La sélection de l'impulsion appropriée pour une entité pathologique donnée a commencé à être régie par des processus rationnels similaires, à certains égards, à ceux appliqués aux agents pharmacologiques.
Orthop Clin North Am. 1984 Jan;15(1):61-87.
Résultats des champs électromagnétiques pulsés (PEMFs) dans les fractures non consolidées après fixation squelettique externe.
Marcer M, Musatti G, Bassett CA.
Sur 147 patients présentant des fractures du tibia, du fémur et de l'humérus, chez qui en moyenne 3,3 opérations n'avaient pas réussi à produire une consolidation, tous ont été traités par fixation squelettique externe in situ et champs électromagnétiques pulsés (PEMFs). Sur les 147, 107 patients ont consolidé, pour un taux de succès global de 73 %. La consolidation du fémur s'est produite dans 81 % des cas et du tibia dans 75 %. Seuls cinq des 13 humérus ont consolidé. L'échec de la consolidation avec les PEMFs était le plus étroitement associé à de très larges espaces de fracture et à des dispositifs de fixation squelettique précaires.
Clin Orthop. 1984 Nov;(190):260-5.
Guérison de la pseudarthrose d'un condyle latéral fracturé de l'humérus par induction électromagnétique pulsée.
Das Sarkar S, Bassett CA.
Département de chirurgie orthopédique, Sandwell District General Hospital, Lyndon, West Midlands, Royaume-Uni.
Salvage non chirurgical d'un cas de pseudarthrose établie de fracture du condyle latéral de l'humérus chez un enfant, résistante à la chirurgie, est décrit. Une consolidation solide a été obtenue par traitement avec des champs électromagnétiques pulsés. Une revue de la littérature indique qu'il s'agit du premier rapport publié d'un tel cas.
Contemp Orthop. 1991 Jan;22(1):47-51.
Pseudoarthrose
Traitement par champs électromagnétiques pulsés des fractures non consolidées et des arthrodèses ratées.
Bassett CA, Mitchell SN, Gaston SR.
Les champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) induisent de faibles courants électriques dans l'os par des bobines externes sur des plâtres ou la peau. Cette méthode non invasive chirurgicalement, en ambulatoire, approuvée par la Food and Drug Administration en novembre 1979, a produit des résultats finaux confirmés dans 1 007 fractures non consolidées et 71 arthrodèses ratées, dans le monde entier. Le succès global au Columbia-Presbyterian Medical Center était de 81 %; à l'échelle internationale, de 79 %; et chez d'autres patients aux États-Unis, de 76 %. Le traitement par CEMPs a été efficace chez 75 % des 332 patients (un sous-ensemble) avec une durée moyenne d'invalidité de 4,7 ans, une moyenne de 3,4 échecs opératoires antérieurs pour produire une consolidation, et un taux d'infection de 35 %. Quatre-vingt-quatre pour cent des naviculaires carpiens et 82 % des non-unions col-trochantériennes fémorales ont consolidé. Après que des tentatives d'arthrodèse n'aient pas pu sauver une prothèse totale du genou défaillante, les CEMPs ont favorisé la guérison chez 85 % des patients. Lorsque les bobines étaient inefficaces seules, leur combinaison avec une réparation chirurgicale était efficace.
JAMA. 1982 Feb 5;247(5):623-8.
« Pseudarthroses » congénitales du tibia : traitement par champs électromagnétiques pulsés.
Bassett CA, Caulo N, Kort J.
Au cours des sept dernières années, 34 patients atteints de non-unions infantiles associées à des "pseudarthroses" congénitales ont terminé un traitement par champs électromagnétiques pulsés (PEMFs). Une analyse des résultats révèle que 17/34 (50 %) ont obtenu une guérison complète avec une consolidation biomécaniquement solide et une démonstration radiographique de la remédullarisation. L'union avec fonction, c'est-à-dire la guérison avec un besoin continu de protection, a été obtenue chez 7/34 (21 %). L'échec a été le résultat chez 10/34 patients (29 %). La plupart de ceux-ci sont survenus chez des hommes ayant des antécédents de fracture précoce (moins d'un an) et des lésions fusiformes et hypermobiles (type III). Au début de l'étude, les PEMFs étaient le seul moyen de traitement. Après la démonstration d'un "effet de bobine", le réalignement chirurgical, l'immobilisation et la greffe ont été combinés au traitement par PEMF. Les principes fondamentaux de la gestion orthopédique développés par la plus grande expérience des non-unions adultes se sont avérés s'appliquer également aux non-unions infantiles traitées par PEMFs. Ceux-ci incluent une immobilisation efficace du site de la fracture et un "travail de stress" contrôlé pendant la récupération pour faciliter un remodelage progressif. Les PEMFs se sont avérés être un complément potentiellement utile à l'arsenal du chirurgien orthopédiste pour le traitement des non-unions infantiles ("pseudarthroses" congénitales).
Clin Orthop. 1981 Jan-Feb;(154):136-48.
Pseudarthrose congénitale du tibia : traitement par champs électromagnétiques pulsés.
Kort JS, Schink MM, Mitchell SN, Bassett CA.
Quatre-vingt-douze patients atteints de pseudarthrose congénitale (pseudarthrose infantile) ont été traités par champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) aux États-Unis et en Europe au cours des huit dernières années. Cela représente le plus grand groupe de patients atteints de pseudarthroses infantiles pour lesquels une modalité de traitement commune a été utilisée. En excluant les dix lésions (11 %) qui ont guéri avec une nouvelle fracture, 48 lésions (59 %) ont guéri tandis que 34 (41 %) n'ont pas guéri. Le taux de succès pour 23 lésions de type I et 34 lésions de type II était de 77 % et 76 %, respectivement. La chirurgie associée au traitement par CEMPs n'a pas amélioré les résultats du traitement. La variable la plus importante était la morphologie radiographique de l'écart de non-union. Les patients ayant des extrémités osseuses fusiformes, un grand écart et une lésion grossièrement mobile avaient un très mauvais pronostic par rapport aux patients ayant une ligne de fracture transversale kystique ou sclérotique avec un écart de moins de 5 mm. La clé du succès dans le traitement des pseudarthroses infantiles a été la combinaison du traitement par CEMPs avec une bonne gestion orthopédique, consistant en une immobilisation rigide, une absence de mise en charge et une rééducation avec des exercices de charge d'impact. La pseudarthrose infantile reste un défi majeur pour le chirurgien orthopédiste, mais les CEMPs semblent offrir des avantages importants pour surmonter cette affection pernicieuse. La discussion de cet article par le Dr Harold Boyd suit. C'était sa dernière allocution à l'AAOS.
Clin Orthop. 1982 May;(165):124-37.
Champs électromagnétiques pulsés pour obtenir l'arthrodèse du genou après l'échec d'une arthroplastie totale du genou. Un rapport préliminaire.
Bigliani LU, Rosenwasser MP, Caulo N, Schink MM, Bassett CA.
Le traitement par champs électromagnétiques pulsés a été utilisé comme adjuvant chez vingt patients ayant subi une arthrodèse du genou après l'échec d'une arthroplastie totale de l'articulation. Dix-huit avaient eu une arthroplastie infectée ; un, un descellement mécanique ; et un, une luxation récurrente. Une arthrodèse avait été tentée vingt-cinq fois chez ces vingt patients avant l'application des bobines. Ces procédures comprenaient l'utilisation de vingt-deux cadres de fixation externe, une plaque de compression, une tige intramédullaire et un plâtre cylindrique. Deux groupes de patients ont été identifiés : ceux avec une non-union et ceux avec un retard de consolidation. Quatorze patients ont commencé le traitement six mois ou plus après l'arthrodèse et ont été considérés comme ayant une non-union. Les six autres patients ont commencé le traitement moins de six mois après la tentative d'arthrodèse parce qu'il n'y avait aucune preuve de progression vers la consolidation. Ils ont été considérés comme ayant un retard de consolidation. Chez dix-sept (85 pour cent) des vingt patients, une arthrodèse cliniquement solide avec des preuves radiographiques de pont osseux a été obtenue. Le temps moyen jusqu'à la consolidation après le début de la thérapie par bobines était de 5,8 mois, avec une fourchette de trois à douze mois. Les patients qui ont commencé le traitement par bobines plus tôt après l'arthrodèse ont montré une tendance à guérir plus rapidement. Les trois patients qui ont eu des échecs ont été les seuls à ne pas adhérer au protocole, et tous les trois appartenaient au groupe non-union. Tous les patients avec une arthrodèse solide étaient exempts de douleur et capables de marcher au moment du suivi, neuf à trente et un mois après la fin du traitement. L'utilisation de champs électromagnétiques pulsés semble être un adjuvant non invasif précieux lors de la réalisation d'une arthrodèse du genou après l'échec d'une arthroplastie totale de l'articulation.
J Bone Joint Surg Am. 1983 Apr;65(4):480-5.
Résultats à long terme des champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) dans la pseudarthrose congénitale.
Bassett CA, Schink-Ascani M.
Bioelectric Research Center, Riverdale, New York 10463.
Quatre-vingt-onze patients atteints de pseudarthrose congénitale du tibia ont été traités par champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) depuis 1973 et tous sauf 4 ont été suivis jusqu'à la puberté. Les lésions ont été stratifiées selon leur aspect radiographique. Les types I et II avaient des écarts de moins de 5 mm de large. Les types III étaient atrophiques, fusiformes et présentaient des écarts de plus de 5 mm. Le succès global dans les lésions de types I et II était de 43 sur 60 (72 %). Parmi les 28 patients vus avant qu'une réparation chirurgicale n'ait été tentée, 7 des 8 lésions de type I ont guéri (88 %), tandis que 16 des 20 lésions de type II ont guéri (80 %) avec les CEMPs et l'immobilisation seule. Seulement 19 % (6 sur 31) des lésions de type III ont consolidé, dont une seule n'a pas nécessité de chirurgie. Seize des 91 membres (18 %) ont finalement été amputés, la plupart avant que les principes de traitement ne soient entièrement définis en 1980. Quatorze de ces 16 patients (88 %) avaient des lésions de type III. Une nouvelle fracture est survenue chez 22 patients, la plupart à la suite d'un traumatisme important, en l'absence de support de corset externe. Douze des 19 refactures, retraitées avec des CEMPs et des plâtres, ont guéri sous ce régime. L'utilisation épisodique des CEMPs s'est avérée efficace pour contrôler les fractures de stress chez plusieurs patients jusqu'à ce qu'ils atteignent la puberté. Les CEMPs, qui ne sont associés à aucun risque connu, semblent être un complément efficace et conservateur dans la gestion de ces lésions congénitales thérapeutiquement difficiles.
Calcif Tissue Int. 1991 Sep;49(3):216-20.
L'effet de la pulsation électromagnétique postopératoire sur les fusions rachidiennes postérieures canines.
Kahanovitz N, Arnoczky SP, Hulse D, Shires PK.
Une étude expérimentale canine a été conçue pour évaluer l'efficacité d'un adjuvant non invasif pour améliorer le taux et la qualité de la masse de fusion postérieure par rapport à la technique chirurgicale standard. Dix chiens de race indéterminée adultes de grande taille ont subi une fusion vertébrale lombaire à trois niveaux. L'os excisé des apophyses épineuses a été compacté dans les articulations facettaires retirées et sur les lames décortiquées. Pour assurer une fixation interne rigide, des instruments de distraction fabriqués sur mesure ont été placés bilatéralement sous les lames des vertèbres au-dessus et au-dessous des trois vertèbres fusionnées. Cinq chiens ont subi une pulsation électromagnétique, et cinq chiens ont servi de témoins. Deux chiens ont été sacrifiés à 4, 6, 9, 12 et 15 semaines pour évaluer l'état radiographique et histologique de la masse de fusion. Les études hématologiques préopératoires et pré-autopsiques ainsi que les échantillons d'autopsie macroscopiques et histologiques n'ont révélé aucune anomalie attribuable à la pulsation électromagnétique. La radiographie à haute résolution et les études histologiques ont montré une incorporation plus précoce de la greffe, une formation osseuse nouvelle améliorée et une meilleure organisation de la masse de fusion chez les spécimens stimulés de 4, 6 et 9 semaines. Cependant, à 12 et 15 semaines, il ne semblait pas y avoir de différences histologiques ou radiographiques entre les chiens stimulés et les chiens témoins. Bien que la pulsation électromagnétique semble produire une réponse ostéogénique accélérée précoce, elle ne semble pas améliorer les résultats globaux des fusions rachidiennes canines primaires.
Spine. 1984 Apr;9(3):273-9.
Traitement de l'échec de la fusion intersomatique lombaire postérieure (PLIF) de la colonne vertébrale par champs électromagnétiques pulsés.
Simmons JW.
Cet article présente une technique et discute les résultats du traitement des échecs de fusions intersomatiques lombaires postérieures (PLIF) de la colonne vertébrale par champs électromagnétiques pulsés (CEMPs). Treize patients masculins souffrant d'échecs de PLIF, avec un délai moyen de 40 mois depuis la dernière tentative de fusion chirurgicale, ont fait l'objet de cette étude. Les CEMPs ont été appliqués par le patient selon des critères stricts mais dans le confort de leur domicile. Les évaluations médicales initiales et ultérieures ont étroitement surveillé l'état et les progrès du patient. Les CEMPs ont favorisé une augmentation significative de la formation osseuse chez 85 % (11 sur 13) des patients et ont permis une fusion corps-à-corps à travers l'espace intervertébral chez 77 % (dix sur 13) sur la période de traitement. Le traitement n'a nécessité aucune hospitalisation, a réduit la morbidité et a évité les risques associés à l'intervention chirurgicale. Les résultats suggèrent que cette thérapie ambulatoire non invasive chirurgicalement pourrait devenir un traitement alternatif efficace des échecs de PLIF.
Clin Orthop. 1985 Mar;(193):127-32.
Effets des champs électromagnétiques pulsés (PEMF) sur l'évolution du cal de fusion vertébrale. Une étude histologique.
Guizzardi S, Di Silvestre M, Govoni P, Strocchi R, Scandroglio R.
Istituto di Istologia ed Embriologia Generale, Universita degli Studi di Parma.
Dans cet article sont rapportées les conclusions concernant l'efficacité des PEMF sur l'évolution du cal de fusion vertébrale. L'étude a été réalisée en préparant des arthrodèses postéro-latérales dans la région lombaire de la colonne vertébrale chez des rats. Dans cette région, les lames ont été décortiquées, les processus articulaires préparés par décortication et ablation du cartilage articulaire, et les processus spinaux retirés et utilisés comme matériau ostéoinducteur. Les rats sacrifiés après 4 et 8 semaines montrent comment les zones décortiquées sont clairement influencées par les PEMF, une apparition précoce du cal de fusion osseuse est déjà évidente dans le groupe traité après seulement 4 semaines. Les zones articulaires sont également influencées par les PEMF mais moins nettement que la zone décortiquée ; dans ces zones, après 8 semaines, le cal de fusion est principalement cartilagineux même si des zones de calcification sont détectables à l'intérieur. Ce comportement différent peut s'expliquer par l'absence de toute forme de fusion vertébrale au moyen d'outils chirurgicaux.
Acta Biomed Ateneo Parmense. 1990;61(5-6):227-35.
Étude prospective randomisée en double aveugle de l'efficacité des champs électromagnétiques pulsés pour les fusions lombaires intersomatiques.
Mooney V.
Division de chirurgie orthopédique, Université de Californie, Irvine.
Une étude prospective randomisée en double aveugle sur les champs électromagnétiques pulsés pour les fusions intersomatiques lombaires a été réalisée sur 195 sujets. Il y avait 98 sujets dans le groupe actif et 97 sujets dans le groupe placebo. Une attelle contenant un équipement pour induire un champ électromagnétique a été appliquée aux patients subissant une fusion intersomatique dans le groupe actif, et une attelle fictive a été utilisée dans le groupe témoin. Dans le groupe actif, le taux de succès était de 92 %, tandis que le groupe témoin avait un taux de succès de 65 % (P supérieur à 0,005). L'efficacité de la stimulation de la greffe osseuse avec l'appareil est ainsi établie.
Spine. 1990 juil;15(7):708-12.
Effets du tabagisme et de la maturation sur le maintien à long terme du succès de la fusion rachidienne lombaire.
Mooney V, McDermott KL, Song J.
Département d'orthopédie, Université de Californie San Diego, États-Unis.
Il s'agit d'une étude de suivi d'un essai clinique multicentrique, randomisé, contrôlé par placebo, mené conformément aux conditions d'approbation de la Food and Drug Administration pour les champs électromagnétiques pulsés. Le but de cette étude était d'évaluer l'efficacité et la sécurité à long terme des champs électromagnétiques pulsés pour la fusion rachidienne. Une étude clinique antérieure a été menée pour évaluer l'efficacité des champs électromagnétiques pulsés pour améliorer le succès de la fusion à un an de suivi. Dans l'étude originale, 195 patients subissant une fusion intersomatique ont été inclus. Sur les 195 patients, 98 étaient dans le groupe actif et 97 dans le groupe placebo. Les résultats de l'étude ont montré un taux de succès de fusion de 92 % dans le groupe actif contre 68 % dans le groupe placebo. Pour cette étude de suivi à long terme, tous les patients qui avaient guéri dans l'étude originale ont été rappelés pour une radiographie de suivi. Les radiographies ont été évaluées par le chirurgien traitant pour l'évaluation de la fusion, lorsque cela était possible. Les résultats de cette étude de suivi à long terme ont montré une réduction de 25 % du maintien de la fusion au fil du temps, mais cette réduction n'était pas liée au groupe de traitement et était statistiquement corrélée au fait que le patient était fumeur.
J Spinal Disord. 1999 oct;12(5):380-5.
Champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) dans la fusion rachidienne : résultats cliniques préliminaires.
Di Silvestre M, Savini R.
Istituto Ortopedico Rizzoli, Bologne.
Des champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) ont été utilisés pendant la prise en charge postopératoire de 31 patients ayant subi une fusion postérolatérale lombo-sacrée (PLF). Les fusions ont été stimulées par des CEMPs pendant les 2 premiers des 4 mois d'immobilisation postopératoire. La consolidation de la PLF a été obtenue chez 20 des 31 patients après 2 mois de stimulation, réduisant ainsi le temps de guérison de moitié. Après 4 mois, une fusion a été observée dans 30 des 31 cas soumis à la stimulation (96 %).
Chir Organi Mov. 1992 juil-sep;77(3):289-94.
Stimulation par champ électromagnétique pulsé sur les fusions rachidiennes postérieures : une étude histologique chez le rat.
Guizzardi S, Di Silvestre M, Govoni P, Scandroglio R.
Institut d'histologie et d'embryologie, Université de Parme, Italie.
Cette étude rapporte les données histologiques relatives à l'effet des champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) sur l'évolution de l'arthrodèse postérieure induite dans les vertèbres lombaires de 12 rats Sprague-Dawley mâles adultes. Après l'opération, un groupe de six rats a été stimulé avec des CEMPs pendant 18 h par jour, au moyen d'une paire de bobines fixées à l'extérieur de la cage. Un groupe témoin de six rats n'a reçu aucune stimulation après la chirurgie. Dans les groupes stimulés avec des CEMPs, une accélération du processus d'organisation du cal osseux a déjà été observée après 4 semaines, et encore plus après 8 semaines : un remplacement précoce a en fait été observé du tissu cartilagineux nouvellement formé par de l'os primaire (à 4 semaines) et par la suite par de l'os secondaire (après 8 semaines).
J Spinal Disord. 1994 fév;7(1):36-40.
L'effet des champs électromagnétiques pulsés sur la fusion spinale postérolatérale instrumentée et le blindage des contraintes lié au dispositif.
Ito M, Fay LA, Ito Y, Yuan MR, Edwards WT, Yuan HA.
Département d'orthopédie, Faculté de médecine de l'Université d'Hokkaido, Sapporo, Japon.
CONCEPTION DE L'ÉTUDE : Cette étude a été conçue pour examiner les effets de protection contre le stress sur la colonne vertébrale causés par des implants rigides et pour étudier les effets des champs électromagnétiques pulsés sur la colonne vertébrale instrumentée.
OBJECTIFS : Étudier les effets des champs électromagnétiques pulsés sur la fusion spinale postérolatérale et déterminer si l'ostéopénie induite par une instrumentation rigide peut être diminuée par les champs électromagnétiques pulsés.
RÉSUMÉ DES DONNÉES DE FOND : Bien que l'ostéopénie liée aux dispositifs sur les corps vertébraux soit d'une grande importance clinique, aucune méthode de prévention de la perte minérale osseuse dans les vertèbres par des implants spinaux rigides n'a été efficace.
MÉTHODES : Vingt-huit beagles adultes ont subi une déstabilisation L5-L6 suivie d'une fusion spinale postérolatérale. L'étude a été divisée en quatre groupes : 1) Groupe CNTL : sans instrumentation, sans champs électromagnétiques pulsés, 2) Groupe PEMF : sans Steffee, avec champs électromagnétiques pulsés, 3) Groupe INST : avec Steffee, sans champs électromagnétiques pulsés, 4) Groupe PEMF + INST : avec Steffee, avec champs électromagnétiques pulsés. À la fin des 24 semaines, les chiens ont été euthanasiés et les segments L4-L7 ont été testés biomécaniquement sans instrumentation. Les radiographies et la tomodensitométrie quantitative ont évalué l'état de la masse de fusion.
RÉSULTATS : Un blindage du stress a été induit dans les corps vertébraux antérieurs de L6 avec les plaques Steffee ; la densité minérale osseuse a augmenté avec l'ajout de champs électromagnétiques pulsés, quelle que soit la présence ou l'absence de fixation. Une diminution de la flexion et de la rigidité en flexion a été observée dans le groupe INST ; les champs électromagnétiques pulsés ont augmenté la rigidité en flexion, quelle que soit la présence ou l'absence de fixation, bien que cela ne soit pas statistiquement significatif.
CONCLUSIONS : L'utilisation de champs électromagnétiques pulsés a le potentiel de minimiser la perte minérale osseuse vertébrale liée au dispositif.
Spine. 1997 fév 15;22(4):382-8.
Utilisation des champs électromagnétiques dans une fusion spinale. Un modèle de lapin.
Glazer PA, Heilmann MR, Lotz JC, Bradford DS.
Département de chirurgie orthopédique, Université de Californie, San Francisco, États-Unis.
CONCEPTION DE L'ÉTUDE : Les caractéristiques biomécaniques et histologiques de la fusion spinale postérolatérale dans un modèle de lapin avec et sans application d'un champ électromagnétique pulsé ont été analysées dans un essai prospectif et randomisé. De plus, le taux de fusion avec et sans champ électromagnétique pulsé dans ce modèle a été évalué par des tests biomécaniques, des radiographies et une palpation manuelle.
OBJECTIFS : Évaluer l'influence d'un champ électromagnétique pulsé sur le taux de fusion spinale et les caractéristiques biomécaniques dans un modèle de lapin.
RÉSUMÉ DES DONNÉES DE FOND : Des études antérieures réalisées pour évaluer les avantages d'un champ électromagnétique pulsé dans la fusion spinale ont été compliquées par l'utilisation d'instruments, et les modèles animaux utilisés n'ont pas un taux de pseudarthrose comparable à celui observé chez l'homme. En revanche, la fusion intertransversaire postérolatérale chez le lapin n'est pas compliquée par l'utilisation d'instruments et il a été démontré qu'elle a un taux de pseudarthrose similaire à celui observé chez l'homme (5-35 %). MÉTHODES : Dix lapins blancs de Nouvelle-Zélande ont été assignés au hasard pour subir une fusion spinale en utilisant soit 1) un os autologue avec des champs électromagnétiques, soit 2) un os autologue sans champs électromagnétiques. Une contrainte plastique spécialement conçue a été utilisée pour focaliser le champ électromagnétique pulsé sur la colonne lombaire des lapins 4 heures par jour. Les animaux ont été sacrifiés à 6 semaines pour des tests biomécaniques et histologiques.
RÉSULTATS : Le taux de pseudarthrose, évalué radiologiquement et manuellement en aveugle, a diminué de 40 % à 20 % avec le champ électromagnétique pulsé, mais cette diminution du taux de non-union n'était pas statistiquement significative étant donné le nombre d'animaux par groupe. L'analyse biomécanique de la masse de fusion a montré qu'un champ électromagnétique pulsé entraînait des augmentations statistiquement significatives de la rigidité (35 %), de la surface sous la courbe charge-déplacement (37 %) et de la charge à la rupture de la masse de fusion (42 %). L'évaluation histologique qualitative a montré une formation osseuse accrue dans les fusions exposées à un champ électromagnétique pulsé.
CONCLUSIONS : Cette étude démontre la reproductibilité d'un modèle de fusion de lapin et la capacité d'un champ électromagnétique pulsé à induire une augmentation statistiquement significative de la rigidité, de la surface sous la courbe charge-déplacement et de la charge à la rupture de la masse de fusion. Cette investigation fournit une base pour une évaluation continue de l'amélioration biologique de l'arthrodèse spinale avec l'utilisation d'un champ électromagnétique pulsé.
Spine. 1997 oct 15;22(20):2351-6.
Résultats après fusion lombaire postérolatérale avec instrumentation chez des patients traités par stimulation adjuvante par champs électromagnétiques pulsés.
Bose B.
Centre médical du Delaware, Newark, États-Unis.
Le succès de la fusion et le résultat clinique ont été déterminés chez 48 patients à haut risque qui ont subi des fusions lombaires postérolatérales avec fixation interne et ont été traités par stimulation adjuvante par champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) en postopératoire. Une évaluation radiographique indépendante a démontré un taux de succès de 97,9 %. Après le traitement, 59 % des patients qui travaillaient ont repris leur emploi. L'évaluation clinique globale a été excellente chez 4,2 % des patients, bonne chez 79,2 % et passable chez 16,7 % ; aucun patient n'a eu une évaluation clinique médiocre.
Adv Ther. 2001 janv-fév;18(1):12-20.
Stimulation électrique de la fusion spinale : une mise à jour scientifique et clinique
Kahanovitz N.
Hôpital pour les maladies articulaires, 301 E. 17th Street, New York, NY 10003, États-Unis. nkspinemd@aol.com
CONTEXTE : Depuis plus de deux décennies, un certain nombre d'appareils de stimulation électrique ont connu une acceptation croissante en tant qu'adjuvants à la fusion spinale lombaire. La stimulation électrique à courant continu, les champs électromagnétiques pulsés et plus récemment le couplage capacitif se sont avérés avoir une efficacité variable lorsqu'ils sont utilisés pour augmenter le succès de la fusion spinale lombaire.
OBJECTIF : Les différents appareils de stimulation électrique seront examinés en ce qui concerne les preuves scientifiques fondamentales disponibles validant leur utilisation en tant qu'adjuvants à la fusion spinale, ainsi qu'un examen des données cliniques actuelles disponibles pour permettre non seulement une discussion de leur applicabilité clinique globale, mais plus spécifiquement de leur utilisation dans des troubles spinaux spécifiques et des techniques de fusion spinale.
MÉTHODES : La littérature scientifique existante examinée par les pairs sera utilisée pour déterminer l'efficacité scientifique et clinique de la stimulation électrique pour améliorer la fusion spinale lombaire.
CONCLUSION : Les appareils de stimulation électrique sont devenus des adjuvants valides pour obtenir une fusion spinale lombaire solide. Cependant, tous les stimulateurs ne sont pas aussi efficaces scientifiquement ni aussi efficaces cliniquement pour obtenir un succès de fusion accru.
Spine J. 2002 mar-avr;2(2):145-50.
Les champs magnétiques combinés accélèrent et augmentent la fusion vertébrale : une étude en double aveugle, randomisée, contrôlée par placebo.
Linovitz RJ, Pathria M, Bernhardt M, Green D, Law MD, McGuire RA, Montesano PX, Rechtine G, Salib RM, Ryaby JT, Faden JS, Ponder R, Muenz LR, Magee FP, Garfin SA.
San Dieguito Orthopaedics, Encinitas, Californie 92024, États-Unis. rjlmd@pacbell.net
CONCEPTION DE L'ÉTUDE : L'étude clinique menée était un essai prospectif, randomisé, en double aveugle, contrôlé par placebo.
OBJECTIFS : Le but de cette étude était d'évaluer l'effet des champs magnétiques combinés sur la guérison de la fusion spinale lombaire postérolatérale primaire non instrumentée.
RÉSUMÉ DES DONNÉES DE FOND : Les champs magnétiques combinés, un nouveau type de stimulus biophysique, ont montré qu'ils agissaient en stimulant la production endogène de facteurs de croissance qui régulent le processus de guérison. Il s'agit de la première étude contrôlée par placebo à évaluer l'effet d'un stimulus électromagnétique sur la chirurgie de fusion spinale lombaire postérolatérale primaire non instrumentée, ainsi que la première évaluation des champs magnétiques combinés en tant que stimulus adjuvant à la fusion spinale lombaire.
MÉTHODES : Cette étude de recherche multicentrique a été menée sur 10 sites cliniques dans le cadre d'une exemption pour dispositif expérimental de la Food and Drug Administration des États-Unis. Les patients éligibles avaient des fusions à un ou deux niveaux (entre L3 et S1) sans instrumentation, soit avec autogreffe seule, soit en combinaison avec allogreffe. Le dispositif à champ magnétique combiné utilisait une seule bobine postérieure, centrée sur le site de fusion, avec un traitement de 30 minutes par jour pendant 9 mois. La randomisation était stratifiée par site et par nombre de niveaux fusionnés. L'évaluation a été effectuée 3, 6 et 9 mois après la chirurgie et 3 mois après la fin du traitement. Le critère d'évaluation principal était l'évaluation de la fusion à 9 mois, basée sur l'évaluation radiographique par un panel en aveugle composé du médecin traitant, d'un radiologue musculo-squelettique et d'un chirurgien rachidien.
RÉSULTATS : Sur les 243 patients inclus, 201 étaient disponibles pour évaluation. Parmi tous les patients avec des dispositifs actifs, 64 % ont guéri à 9 mois contre 43 % des patients avec des dispositifs placebo : une différence significative (P = 0,003 par test exact de Fisher). La stratification par sexe a montré une fusion chez 67 % des femmes avec des dispositifs actifs, contre 35 % de celles avec des dispositifs placebo (P = 0,001 par test exact de Fisher). En revanche, il n'y a pas eu d'effet statistiquement significatif du dispositif actif dans cette population masculine. Dans la population globale de 201 patients, les analyses à mesures répétées des résultats de fusion (par équations d'estimation généralisées) ont montré un effet principal du traitement, favorisant le traitement actif (P = 0,030). Dans un modèle avec effet principal et une interaction temps par traitement, cette dernière était significative (P = 0,024), indiquant une accélération de la guérison. Réalisé sur l'échantillon complet de 243 patients, les résultats de l'analyse en intention de traiter étaient qualitativement les mêmes que dans l'échantillon évaluable de 201 patients.
DISCUSSION : Cette étude exploratoire démontre qu'un traitement par champ magnétique combiné de 30 min/jour augmente la probabilité de succès de la fusion rachidienne, et l'analyse statistique utilisant le modèle d'équations d'estimation généralisées suggère une accélération du processus de guérison. Il s'agit du premier essai clinique randomisé de fusion rachidienne lombaire postérolatérale primaire non instrumentée, avec évaluation par un panel en aveugle et impartial. Il s'agit de la première étude en double aveugle réalisée à ce jour évaluant le résultat de la fusion non instrumentée avec des critères radiographiques extrêmement critiques. Les taux de fusion globaux inférieurs dans cette étude sont attribués au groupe de patients à haut risque avec un âge moyen de 57 ans, à l'utilisation d'une technique non instrumentée avec fusion postérolatérale uniquement, et à la dépendance vis-à-vis de critères radiographiques et cliniques extrêmement critiques et d'un panel en aveugle pour l'évaluation de la fusion sans confirmation chirurgicale.
CONCLUSIONS : En conclusion, l'utilisation adjuvante du dispositif à champ magnétique combiné a été statistiquement bénéfique dans la population globale de patients, comme cela a été démontré dans des études précédentes sur la stimulation adjuvante de la croissance osseuse pour la fusion rachidienne. Pour la première fois, la stratification des données de succès de fusion par sexe a démontré que la population féminine de l'étude a répondu positivement au traitement adjuvant par champ magnétique combiné, sans effet statistiquement significatif observé dans la population masculine de l'étude. L'utilisation adjuvante du dispositif à champ magnétique combiné a significativement augmenté le succès à 9 mois de la fusion rachidienne radiographique et a montré une accélération du processus de guérison.
Spine. 2002 juil 1;27(13):1383-9; discussion 1389.
Ostéonécrose
Ostéonécrose de la tête fémorale traitée par champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) : un rapport préliminaire.
Eftekhar NS, Schink-Ascani MM, Mitchell SN, Bassett CA.
Il s'agit d'un rapport préliminaire avec un suivi à court terme d'un petit nombre d'observations (28 hanches de 24 patients). Les suivis s'échelonnaient de 6 à 36 mois, avec une moyenne de 17,8 mois. Seules onze hanches (chez onze patients) ont été suivies en moyenne 8 mois après l'arrêt du traitement. Il convient de souligner qu'il s'agissait d'une étude "pilote", dans laquelle aucune série de contrôle n'a été utilisée pour déterminer l'évolution naturelle de la maladie dans un contexte clinique comparable. On a noté un soulagement de la douleur chez 19 des 23 patients présentant une douleur pré-traitement modérée à sévère. Une amélioration de la fonction a également été observée, ce qui suggère qu'au moins chez environ deux tiers des patients, il y a eu un certain bénéfice clinique de ce mode de traitement. Dans huit hanches, les conditions cliniques n'ont pas changé ; et dans deux, elles se sont aggravées, nécessitant un traitement ultérieur. Dix-huit hanches restantes ont été considérées comme ayant bénéficié du traitement. Six têtes fémorales qui avaient déjà développé divers degrés d'effondrement (Ficat Type III) se sont effondrées davantage (1 à 2 mm), et deux têtes rondes (Ficat II) ont progressé vers une forme non ronde (Ficat III). Cette étude préliminaire suggère qu'une exploration plus approfondie des champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) est justifiée dans le traitement de l'ostéonécrose de la tête fémorale.
Han. 1983;:306-30.
Effets des champs électromagnétiques pulsés sur les classifications de Steinberg de l'ostéonécrose de la tête fémorale.
Bassett CA, Schink-Ascani M, Lewis SM.
New York Orthopaedic Hospital, Columbia Presbyterian Medical Center, Riverdale, NY 10463.
Entre 1979 et 1985, 95 patients atteints d'ostéonécrose de la tête fémorale ont satisfait au protocole de traitement de 118 hanches avec des champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) sélectionnés. Les étiologies comprenaient les traumatismes (17), l'alcool (9), l'utilisation de stéroïdes (46), la drépanocytose (2) et l'idiopathie (44). L'âge moyen était de 38 ans et la période de suivi moyenne depuis l'apparition des symptômes était de 5,3 ans. Le traitement par CEMPs avait été institué en moyenne 4,1 ans plus tôt. Selon la méthode de classification quantitative de Steinberg de l'analyse radiographique, aucune des 15 hanches des stades 0-III n'a montré de progression, et la classification s'est améliorée chez neuf des 15 hanches. Dix-huit des 79 hanches (23 %) présentant des lésions de stade IV ont progressé et aucune ne s'est améliorée. Dans la catégorie du stade V, une des 21 hanches (5 %) s'est aggravée et aucune ne s'est améliorée. Trois lésions de stade VI sont restées inchangées. Le taux global de progression quantifiée pour les 118 hanches, dont 87 % présentaient un affaissement au moment de l'entrée dans le programme, était de 16 %. Cette valeur représente une inversion du pourcentage de progression rapporté récemment par d'autres chercheurs utilisant des méthodes chirurgicales conservatrices et sélectionnées. Les patients traités par CEMPs ont également connu des améliorations à long terme des symptômes et des signes, ainsi qu'une réduction du besoin d'arthroplastie précoce.
Clin Orthop. 1989 Sep;(246):172-85.
Utilisation des champs électromagnétiques pulsés dans la maladie de Perthes : rapport d'une étude pilote.
Harrison MH, Bassett CA.
Une étude pilote sur les champs électromagnétiques pulsés (CEMPs) dans le traitement de 10 enfants plus âgés atteints de la maladie de Perthes unilatérale de la hanche est rapportée. Les patients ont été autorisés à marcher avec des béquilles, la hanche affectée étant immobilisée par l'orthèse de contention de Birmingham pendant la journée. Pendant 10 h la nuit, la hanche affectée a été exposée à des CEMPs délivrés par une paire de bobines, montées à l'avant et à l'arrière de l'articulation de la hanche sur une orthèse d'abduction en plastique. Le temps d'immobilisation de ce groupe a été comparé à celui de 72 patients sélectionnés au hasard parmi un groupe de contrôle historique de 200 patients. Les 72 patients et les 10 enfants ont été répartis en groupes précoces ou tardifs en fonction de l'évolution radiologique de la maladie au début du traitement. Le groupe de 10 enfants a montré une réduction globale du temps d'immobilisation de 32 % dans les cas précoces (à 12,8 mois) et de 18 % dans les cas tardifs (à 13,5 mois). Aucun effet indésirable n'a été détecté pendant les 2 ans d'observation de ces enfants. Compte tenu de la sécurité apparente des CEMPs et de leurs effets dans cette population limitée de patients plus âgés atteints de la maladie de Perthes avancée, une étude en double aveugle chez des patients plus jeunes atteints de lésions plus précoces semble justifiée.
J Pediatr Orthop. 1984 Sep;4(5):579-84.