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医用臭氧与疼痛临床山东大学山东省立医院傅志俭Tel：0531-85186590P.C.250021内容•医用臭氧的实验研究•臭氧作用特点与治疗原理•在疼痛临床中的应用•疗效与安全性一、医用臭氧的实验研究研究目的：椎间盘注射的治疗作用椎管注射的安全性医用臭氧对成年家犬椎间盘注射的作用俞志坚中华放射学杂志2004成年家犬5只，X线透视下将穿刺针置入腰椎间盘中心部。臭氧浓度：50μg/ml和30μg/ml；注射容量：盘内3ml，椎间孔7ml；注射次数：1次，2次。术后1周、1月、2月观察行为学变化并处死取标本观察形态学变化。结果▲行为学观察无明显异常。▲大体观，术后1个月和2个月髓核水分较正常明显减少而萎缩，由胶冻样转变为白色乳酪样。椎间盘水平的终板、脊髓、神经根和腰大肌均无明显变化。▲光镜观察：与正常比较，术后1个月和2个月，髓核内细胞数目减少，细胞间距离明显增大，大部分细胞核坏死溶解。髓核基质在1周时显示水肿，1个月和2个月显示纤维组织增生。20个终板在1周时显示水肿，16个终板在1个月和2个月时呈轻～中度增厚。背髓和神经根无明显病理变化，5个腰大肌标本显示少量肌纤维轻度萎缩。4、电镜观察：术后1个月和2个月，髓核细胞大量坏死，形态不规则，结构不清，少量存活细胞呈圆形，突起变短或消失，核内染色质边集，大量线粒体及高尔基体空泡变，粗面内质网脱颗粒，糖原颗粒减少，存活细胞内细胞器减少，基质中胶原纤维增多，排列紧密。结论：成年犬椎间盘内臭氧注射能使髓核萎缩。两种不同浓度臭氧对髓核影响无明显差异，注射2次较注射1次者髓核的萎缩程度更明显行为学观察未发现异常。鞘内注射医用臭氧对兔行为学和脑脊液超氧化物歧化酶、丙二醛水平的影响张维,傅志俭,等.中华麻醉学杂志,2006年06期•新西兰大白兔30只，随机分为5组：•穿刺对照组、纯氧对照组、不同浓度医用臭氧组（30mg/L、50mg/L、80mg/L）。•4%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后行小脑延髓池穿刺。穿刺成功后分别注射2ml•麻醉前及注射后1d测定双前足热、机械痛阈并进行运动功能、后肢趾外展评分；•注射前及注射后1、2、4h测定脑脊液中SOD、MDA水平。然后取1mm3大脑皮层和颈脊髓(C1-4)组织，透射电镜下观察超微结构的变化。结果:（1）三种浓度的医用臭氧鞘内注射不影响兔行为学表现（P0.05）。组别只数热辐射刺激缩足反应潜伏期（s）机械刺激缩足反应潜伏期（s）麻醉前注射后24h麻醉前注射后24hP组66.01±4.085.94±3.9713.22±9.8812.98±9.56O2组64.30±3.594.21±3.2616.45±10.2117.23±11.01O2-O330组64.36±3.903.30±3.8111.80±8.9112.01±9.02O2-O350组63.46±3.463.20±3.7713.98±9.7714.02±9,53O2-O380组64.33±5.104.32±4.8817.62±8.7117.16±9.3280901001101201301401500h1h2h4h时间（hour）SOD(U/ml)Puncture组Oxygen组O2-O330组O2-O350组O2-O380组**#△△**##△△****#***##△*△△**##△△**##△△**##△△**##△△**与穿刺组比较，*P0.05，**P0.01与纯氧组比较，#P0.05，##P0.01与O2-O330组比较，△P0.05，△△P0.01（2）与穿刺对照组比较,医用臭氧鞘内注射后兔脑脊液SOD升高（P0.05）；MDA在O2-O330组、O2-O350组注射后4h降低（P0.05），O2-O380组注射后1、2h有明显升高（P0.01）；SOD/MDA比值在O2-O330组和O2-O350组注射后1、2、4h升高（P0.01），在O2-O380组注射后1、2h降低（P0.05）。234560h1h2h4h时间（hour）MDA（nmol/ml）Puncture组Oxygen组O2-O330组O2-O350组O2-O380组*******2025303540455055600h1h2h4h时间（hour）SOD/MDAPuncture组Oxygen组O2-O330组O2-O350组O2-O380组**#△△**##△**##△△**#△△**#△△**#△△*△△**△△**△△*##**####（3）大脑皮层及脊髓超微结构观察显示穿刺对照组和纯氧对照组基本正常，医用臭氧各组均有不同程度损害并随着浓度的升高而变化显著。•大脑皮层组织细胞的病理改变主要为线粒体肿胀并嵴缺失，内质网肿胀呈空泡状，细胞核核膜凹陷，核内空泡与膜性包涵体形成，神经终末突触小泡缺失，突触膜结构异常、缺失和断裂，神经胶质细胞坏死；•脊髓组织细胞的病理改变主要为神经纤维水肿、脱髓鞘,轴索中微丝和微管排列紊乱、少见和缺失。O2-O330组示：线粒体嵴缺失，内质网肿胀，箭头示核膜凹陷。O2-O350组示：线粒体及内质网明显肿胀并呈空泡样变，核周池肿胀，箭头示核膜明显凹陷形成核袋样结构，星花示核内空泡与膜性包涵体形成。O2-O380组示：神经元呈高电子密度，其周围布满空泡化的神经终末。O2-O330组示：轴索中星花示微丝和微管结构紊乱，箭头示变性细胞器聚集于轴索一侧。O2-O350组示：轴索中微丝和微管结构少见，线粒体空化，箭头示髓鞘膜皱缩扭曲。O2-O380组示：轴索中微丝和微管结构缺失，髓鞘膜断裂。结论：医用臭氧兔鞘内注射有神经毒性，且毒性反应随臭氧浓度增加而逐渐加重。医用臭氧对兔骨关节炎软骨的作用采用膝关节腔内木瓜蛋白酶注射的方法复制骨性关节炎模型，造模成功后将实验动物随机分为四组：•A组（空气组）：造模完成后第3、5天向该组兔右膝关节腔内注射空气3ml。•B组（O2－O340组）：造模完成后第3、5天向该组兔右膝关节腔内注射40mg/LO2－O33ml。•C组（O2－O380组）：造模完成后第3、5天向该组兔右膝关节腔内注射80mg/LO2－O33ml。•正常对照组：即每只兔的左膝关节，不行任何处理评价指标1膝关节活动度变化（造模成功后和处死动物前）2组织病理学改变肉眼观察光镜下观察（HE染色和甲苯胺兰染色）免疫组化检测（观察软骨中MMP-1的表达）•结果及结论：•浓度为40mg/L的医用臭氧可以改善OA模型兔的关节活动度，使关节软骨中MMP-1表达减少，软骨可见表面平滑、裂隙生成减少、软骨细胞增生等退变延缓现象。•浓度为80mg/L的医用臭氧仅使模型兔膝关节活动度有一定改善，无延缓软骨退变作用，甚至使关节软骨表现出轻度破坏趋势。二、医用臭氧的作用特点与治疗原理理化特性生物效应治疗原理临床应用臭氧的理化特性臭氧具有仅次于氟的强氧化性，有特殊刺激性草腥味，溶解度比氧大13倍，比空气大25倍。常温下半衰期约20-30分钟，数小时后自然分解*。臭氧具有很高的能量,很快自行分解为氧气和具有很强氧化能力的单个氧原子。目前常用的臭氧制备方法是低压电解法，此外还有光化学法和高压放电法。*HubrecJ.Thehandbookofenvironmentalchemistryqualityandtreatmentofdrinkingwater.Berlin:Springer,1998,1:102-160.医用臭氧的生物效应氧化和氧饱和作用臭氧对血细胞的作用清除自由基的作用氧化和氧饱和作用是臭氧生物效应的基础氧具有氧化和氧饱和双重作用，对机体有重要意义：●氧和葡萄糖发生氧化反应提供机体必需的能量；●氧通过氧饱和作用生成的氧复合物是组成机体的重要成分。臭氧比氧气的氧化性更强，水溶性更高，更易溶于血液和组织液，提供更充足的氧化作用和氧饱和作用。因此，氧化和氧饱和作用是臭氧生物学效应的基础。臭氧对血细胞的作用臭氧提高红细胞代谢，增加红细胞内ATP和2，3二磷酸甘油酸（2，3－DPG）含量，使氧离曲线右移，增加组织供氧；臭氧激活红细胞的PPW糖代谢途径，增加NADPH生成，有利于维持红细胞膜的完整性。Bocci等研究证实臭氧具有免疫激活和免疫调节作用。可诱导产生众多细胞因子，包括干扰素（IFN-α、β、γ）、白细胞介素（IL-1b、2、4、6、8、10、12）、肿瘤坏死因子（TNF-α）、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSP）和生长因子（TGF-β1）。Bocci等研究证实,臭氧可改变正常血液中血小板的聚集方式，在血栓的形成过程中，臭氧通过生成过氧化氢能促使其向解体的方向转化。BocciV,CorradeschiE,CervelliC,etal.Oxygen-ozoneinorthopaedics:EPRdetectionofhydroxylfreeradicalsinozonetreated“nucleuspulposus”material.RivistAdiNeuroradiologia,2001,14:55-59.清除自由基作用适量的臭氧和过氧化氢等氧化剂能诱导抗氧化酶的过度表达从而清除生理和病理过程中形成的自由基，起到“以毒攻毒”作用，同时还增加机体的氧供，这是生物氧化疗法的基础。生存和痊愈有赖于体内的平衡，氧化-抗氧化平衡是最重要的平衡之一。大量资料表明在疾病的病理过程中氧化-抗氧化失衡普遍存在并起重要作用。臭氧通过激活抗氧化酶来清除自由基，维持和恢复氧化-抗氧化平衡。BocciV.Biolog1calandclinicaleffectsofozone:Hasozonetherapyafutureinmedicine?BrJBiomedSci,1999,56:270-279.森昭胤.自由基、老化与中药.抗衰老科学技术通讯,1991,2(1):3-9.氧化髓核内蛋白多糖作用OxidateProteoglycaninthedisc抗炎作用Anti-inflammatory镇痛作用Analgesia臭氧治疗原理１、氧化髓核内蛋白多糖作用○3注入椎间盘后能迅速氧化髓核内的蛋白多糖，髓核细胞膜和细胞内结构破坏，造成细胞变性坏死，细胞合成和分泌蛋白多糖的功能下降或丧失，使髓核渗透压降低从而导致水份丢失，髓核体积缩小。减轻对神经根的压迫，减轻静脉淤血，改善局部微循环，增加氧的供应，起到治疗椎间盘突出的作用。MutoM,AvellaF.Percutaneoustreatmentofherniatedlumbardiscbyintradiscaloxygen-ozoneinjection.InterventionalNeuroradiology,1998,4:273-286.俞志坚,何晓峰,李彦豪.医用臭氧治疗腰椎间盘突出症.中国医学影像技术,2004,20:598-600.2、抗炎作用①臭氧拮抗炎症因子的释放，扩张血管，改善回流，减轻局部的渗出、水肿而发挥抗炎作用:抑制前列腺素、缓激肽及致痛复合物的合成与释放；中和白介素(如IL-1、1L-2、1L-8、1L-10、1L-12、1L-15)可溶性受体；抑制α-干扰素，α-肿瘤坏死因子释放；增加β1-转移生长因子的释放。②臭氧能通过提高局部氧浓度发挥抗炎作用。③臭氧通过诱导抗氧化酶的过度表达，中和反应性氧化产物发挥抗炎作用。3、镇痛作用①神经末梢通过释放致痛物质如P物质、磷脂酶A2等产生疼痛，臭氧局部注射后可直接作用于上述神经末捎，刺激抑制性中间神经元释放脑啡肽等物质从而达到镇痛作用，这是臭氧治疗软组织痛的依据；②宋必卫等发现氧自由基在外周和脊髓均有致痛作用，而自由基清除剂如SOD,VitE则可拮抗此致痛作用。臭氧局部注射后刺激抗氧化酶的过度表达，通过清除氧自由基镇痛；③炎症过程中的炎症因子能发挥致痛作用，臭氧通过抗炎作用镇痛。医用臭氧的临床应用医用臭氧是臭氧和氧气的混合物，应用方法包括臭氧浴、外用臭氧水、直肠吹注、自血疗法、局部注射及椎间盘内和椎旁间隙注射等。•口腔科：常用于清洁伤口；改善伤口供氧；•创伤科：可用于消毒