- Według opracowania ekspertów dołączenie tlenu hiperbarycznego do leczenia chirurgicznego i antybiotyków pozwala zatrzymać zakażenie w około 80% przypadków opornego zapalenia kości i szpiku.
- W badaniu 14 chorych z przewlekłym, opornym zapaleniem kości piszczelowej zakażenie nie nawróciło u 11 osób (79%), a tlenoterapia nie wywołała powikłań.
- U myszy ze złamaniem kości udowej tlen hiperbaryczny przyspieszał zrost, a po sześciu tygodniach kość była sztywniejsza i bardziej wytrzymała.
- W badaniu na psach tlen hiperbaryczny sprzyjał wczesnemu tworzeniu kości wokół implantów zębowych i zwiększał ich stabilność.
- HBOT uzupełnia leczenie chirurgiczne, ortopedyczne i stomatologiczne – o kwalifikacji do zabiegów decyduje specjalista.
Karta badań: gojenie kości i zapalenie kości i szpiku
Najważniejsze badania omówione w artykule w jednym miejscu: rodzaj i uczestnicy badania, protokół HBOT (liczba zabiegów), zaobserwowany wynik, ograniczenia i odnośnik do publikacji. Liczba zabiegów i ciśnienie w Baromedical są dobierane przez specjalistę do jednostki chorobowej.
| Badanie | Uczestnicy | Protokół HBOT | Wynik | Ograniczenia |
|---|---|---|---|---|
| badanie retrospektywne przewlekłe oporne zapalenie kości i szpiku piszczeli | 14 pacjentów z zapaleniem kości i szpiku typu III lub IV po wielu operacjach | średnio 33,6 zabiegu, 5 dni w tygodniu (obserwacja średnio 15 miesięcy) | HBOT dołączono do opracowania chirurgicznego i antybiotyków: u 11 z 14 chorych zakażenie nie nawróciło (79% powodzeń), nie odnotowano powikłań związanych z komorą. | mała grupa (14 osób), analiza retrospektywna bez grupy kontrolnej; HBOT stosowano łącznie z chirurgią i antybiotykami. |
| przegląd literatury oporne zapalenie kości i szpiku | liczebność niepodana w streszczeniu (raport komitetu podsumowujący doniesienia kliniczne i doświadczalne) | szczegóły protokołu niepodane w streszczeniu | Według raportu dołączenie HBOT do antybiotyków, chirurgii i wsparcia żywieniowego pozwala zatrzymać zakażenie w około 80% wcześniej opornych przypadków; opisano mechanizm: podniesienie prężności tlenu w zakażonej kości przywraca zdolność neutrofili do niszczenia bakterii i wspiera transport aminoglikozydów. | opracowanie przeglądowe, oparte głównie na seriach przypadków i badaniach na zwierzętach; brak własnych danych z badań kontrolowanych. |
| badanie na zwierzętach gojenie złamania kości udowej | myszy (model otwartego złamania kości udowej) | 5 zabiegów w tygodniu przez 6 tygodni po złamaniu | U myszy po HBOT kostnina po 2 tygodniach była większa, obraz radiologiczny po 4 i 6 tygodniach pokazywał szybsze gojenie, a kość po 6 tygodniach była sztywniejsza i wytrzymalsza; nie stwierdzono oksydacyjnego uszkodzenia DNA ani zaburzeń gospodarki wapniowej. | badanie na zwierzętach – wyników nie można wprost przenosić na ludzi; liczebność grup niepodana w streszczeniu. |
| badanie na zwierzętach regeneracja kości w cukrzycy typu 1 | 20 szczurów (4 grupy po 5), ubytki kostne w kościach udowych | codzienne zabiegi przez 7 dni od operacji | U szczurów z cukrzycą tworzenie nowej kości było wyraźnie słabsze, ale po HBOT dorównywało zdrowym zwierzętom bez zabiegów; u zdrowych zwierząt HBOT dodatkowo nasilał tworzenie kości. | badanie na zwierzętach, tylko 5 osobników w grupie i bardzo krótka obserwacja (7 dni). |
| badanie na zwierzętach gojenie kości wokół implantów zębowych | 32 psy rasy beagle z wszczepionymi implantami | szczegóły protokołu niepodane w streszczeniu | Po 4 tygodniach stabilność implantów była istotnie wyższa u psów po HBOT, a po 4 i 8 tygodniach większy był odsetek kości przylegającej do implantu; w tkance wokół implantu obserwowano więcej osteoblastów. | badanie na zwierzętach – wyników nie można wprost przenosić na ludzi; streszczenie nie podaje liczby zabiegów. |
| badanie laboratoryjne (in vitro) osteoblasty z ludzkiej kości wyrostka zębodołowego | hodowle ludzkich osteoblastów (liczebność niepodana w streszczeniu) | codzienna ekspozycja hodowli; liczba dni niepodana w streszczeniu | Ekspozycja na tlen hiperbaryczny nasilała mineralizację: więcej guzków kostnych, odkładania wapnia i aktywności fosfatazy zasadowej, bez działania toksycznego na komórki; wpływ na namnażanie zależał od składu pożywki. | badanie laboratoryjne na hodowlach komórkowych – nie odzwierciedla wprost gojenia kości u pacjentów. |
Dlaczego kość potrzebuje tlenu
Przegląd poświęcony wzrostowi kości opisuje unaczynienie jako kluczowy mechanizm sprzęgający wytwarzanie chrząstki z tworzeniem tkanki kostnej, a precyzyjna współpraca tych procesów ma zasadnicze znaczenie zarówno w okresie szybkiego wzrostu, jak i przy gojeniu złamań u dorosłych1. W zakażonej kości prężność tlenu jest zwykle obniżona, a oddychanie czystym tlenem w komorze hiperbarycznej pozwala ją podnieść do wartości prawidłowych lub wyższych2.
Tlenoterapia hiperbaryczna (HBOT), czyli oddychanie czystym tlenem pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego, może też wspierać samą odbudowę kości. Autorzy badania nad implantami przypuszczają, że wyższe ciśnienie parcjalne tlenu wokół implantów zwiększa zasięg jego przenikania i miejscowe stężenie w tkankach, a przez to łagodzi odczyny zapalne, pobudza geny kościotwórcze oraz aktywność osteoblastów, czyli komórek budujących kość3.
Oporne zapalenie kości i szpiku: zatrzymanie zakażenia u większości chorych
Oporne zapalenie kości i szpiku to postać przewlekła, która utrzymuje się lub nawraca mimo właściwego leczenia, albo postać ostra niereagująca na standardowe postępowanie; u takich chorych często współistnieją czynniki miejscowe i ogólne osłabiające odpowiedź na zakażenie2. Opracowanie komitetu ekspertów do spraw tlenoterapii hiperbarycznej z 2003 roku ocenia tlen hiperbaryczny jako użyteczne uzupełnienie antybiotyków, wsparcia żywieniowego, chirurgicznego oczyszczenia i rekonstrukcji – jego dołączenie pozwala zatrzymać zakażenie w około 80% wcześniej opornych przypadków2. Pierwsze obserwacje tej korzyści pochodzą z lat 60. XX wieku, a następnie potwierdziły ją kontrolowane badania na zwierzętach2.
Opracowanie wyjaśnia też mechanizmy. Neutrofile, krwinki białe niszczące bakterie, do zabijania drobnoustrojów sposobami zależnymi od tlenu potrzebują jego prężności w tkankach rzędu 30–40 mmHg; gdy w niedotlenionej kości zostaje ona przywrócona, ich skuteczność wobec bakterii tlenowych, w tym gronkowca złocistego, wraca do normy lub ją przewyższa2. Tlen hiperbaryczny bezpośrednio hamuje także bakterie beztlenowe, stanowiące około 15% drobnoustrojów wykrywanych w przewlekłym zapaleniu kości niewywołanym przez bakterie przeniesione z krwią, a przenikanie aminoglikozydów (jednej z grup antybiotyków) do wnętrza bakterii wymaga tlenu2. Skuteczność tlenu jako leczenia wspomagającego wykazano w zwierzęcych modelach przewlekłego zapalenia kości wywołanego gronkowcem złocistym i pałeczką ropy błękitnej2.
Dobrze ilustruje to badanie retrospektywne 14 chorych z przewlekłym, opornym zapaleniem kości piszczelowej, którzy przed tlenoterapią przeszli średnio ponad pięć operacji4. Wszyscy mieli chirurgicznie oczyszczone ogniska zakażenia i otrzymywali antybiotyki pozajelitowo, a do tego przeciętnie około 34 zabiegi, pięć dni w tygodniu4. W obserwacji trwającej średnio 15 miesięcy zakażenie nie nawróciło u 11 osób (79%), a tlenoterapia nie spowodowała żadnych powikłań4. Autorzy uznali metodę za skuteczną i bezpieczną, pod warunkiem właściwego leczenia chirurgicznego i zachowawczego4. O podobnym powikłaniu po operacjach serca – zakażeniu mostka z zapaleniem kości – piszemy w artykule o sercu i układzie krążenia.
Szybsze gojenie złamań i ubytków kości w badaniach na zwierzętach
Najpełniejszy obraz daje badanie na myszach z 2013 roku. W pierwszym doświadczeniu pięć dni ekspozycji na mieszaninę z 90-procentową zawartością tlenu przyspieszyło odkładanie minerałów i tworzenie tkanki kostnej w kręgosłupie i kości udowej, a także zwiększyło aktywność genów kolagenu typu I i fosfatazy zasadowej, związanych z budową kości5. W drugim doświadczeniu myszy z otwartym złamaniem kości udowej otrzymywały tlen pięć razy w tygodniu przez sześć tygodni: po dwóch tygodniach kostnina, czyli tkanka zespalająca odłamy, była większa, zdjęcia rentgenowskie po czterech i sześciu tygodniach wskazywały na szybsze zrastanie, a po sześciu tygodniach kość była sztywniejsza i wytrzymywała większe obciążenie5. Nie stwierdzono przy tym oksydacyjnego uszkodzenia DNA ani zaburzeń stężenia wapnia we krwi5.
U 40 szczurów z ubytkami w zdrowej kości codzienne zabiegi przyspieszały początkowe etapy naprawy i sprzyjały tworzeniu nowej kości; w tomografii komputerowej istotną różnicę względem grupy kontrolnej odnotowano w trzecim dniu6. Autorzy podsumowali, że tlen nasila procesy budowy kości, zmniejsza stan zapalny i przyspiesza gojenie6.
Kość w trudniejszych warunkach: cukrzyca i zaburzone ukrwienie
W badaniu na 20 szczurach z ubytkami w kości udowej zwierzęta z doświadczalną cukrzycą typu 1 wytwarzały wyraźnie mniej nowej kości niż zdrowe7. Po tygodniu codziennej tlenoterapii ilość nowej kości u szczurów z cukrzycą nie różniła się już istotnie od zdrowych zwierząt bez zabiegów, a najwięcej kości powstało u zdrowych szczurów poddanych tlenoterapii7. Autorzy uznali tlen hiperbaryczny za ważną metodę ograniczania szkodliwego wpływu cukrzycy na regenerację kości7.
W starszym badaniu na szczurach, u których przecinano żuchwę, zabiegi ograniczały uszkodzenie tkanek podobnie jak heparyna (lek przeciwzakrzepowy) i dodatkowo pobudzały procesy naprawcze8. U zwierząt leczonych tlenem przepływ krwi i sieć naczyń po stronie operowanej nie różniły się od strony nieoperowanej, podczas gdy u nieleczonych były zmniejszone8. Tlen hamował też wyraźny spadek aktywności fosfatazy zasadowej we krwi po operacji, czemu towarzyszyło mniejsze uszkodzenie tkanek żuchwy8.
Zęby, szczęki i implanty
W stomatologii tlen hiperbaryczny badano m.in. przy wgajaniu implantów. W badaniu na 32 psach rasy beagle, losowo przydzielonych do grupy z tlenoterapią lub bez interwencji, po czterech tygodniach stabilność implantów była istotnie większa u zwierząt otrzymujących tlen3. Po czterech i ośmiu tygodniach kość ściślej przylegała do implantów i było jej wokół nich więcej, a w obrazie mikroskopowym widać było więcej osteoblastów3. Według autorów tlen poprawił wczesne tworzenie kości i skrócił czas gojenia tkanki kostnej wokół implantów3.
Obiecujące są też wyniki z hodowli ludzkich osteoblastów pobranych z kości wyrostka zębodołowego, czyli części szczęki i żuchwy, w której osadzone są zęby9. Pod wpływem codziennej ekspozycji na tlen hiperbaryczny komórki silniej mineralizowały – tworzyły więcej guzków kostnych, odkładały więcej wapnia i wykazywały wyższą aktywność fosfatazy zasadowej – bez oznak uszkodzenia; ich namnażanie przy większej zawartości surowicy w pożywce było pobudzane, a przy mniejszej hamowane9. Autorzy uznali to za dowód na poziomie komórkowym, że tlen może wspierać gojenie złamań i regenerację kości9. We wspomnianym doświadczeniu na szczurach tlen ograniczał również uszkodzenie tkanek siekaczy i pobudzał w miazdze zęba tworzenie tkanki naprawczej (osteodentyny)8.
Co to oznacza dla pacjenta i sportowca
W zapaleniu kości i szpiku tlen hiperbaryczny był uzupełnieniem leczenia chirurgicznego i antybiotykoterapii, a nie ich alternatywą2,4. HBOT nie zastępuje też leczenia ortopedycznego ani stomatologicznego. W Baromedical o kwalifikacji decyduje specjalista, który analizuje dokumentację i sprawdza możliwe przeciwwskazania; zabieg trwa 90 minut, a ciśnienie dobiera się w zakresie 2,0–3,2 ATA. Więcej o bezpieczeństwie przeczytasz w artykule o przeciwwskazaniach i bezpieczeństwie HBOT.
Wyniki badań na myszach i szczurach – szybsze tworzenie kostniny, wcześniejsza naprawa ubytków i mocniejsza zrastająca się kość – czynią gojenie złamań kierunkiem szczególnie interesującym dla sportowców i osób aktywnych, którym zależy na powrocie do treningów5,6. To jednak rezultaty doświadczeń na zwierzętach, których nie przenosi się wprost na ludzi. O regeneracji po urazach piszemy więcej w poradniku HBOT w regeneracji sportowców, a prace o martwicy popromiennej kości, późnym powikłaniu radioterapii, omawiamy w artykule o nowotworach i radioterapii.
Kierunki dalszych badań
Choć niewiele doniesień o opornym zapaleniu kości i szpiku potwierdzono dotąd w badaniach z grupą kontrolną, autorzy badania retrospektywnego nazywają tlenoterapię obiecującą metodą w tej chorobie4. Autorzy pracy komórkowej zauważają, że kliniczne zastosowanie tlenu w gojeniu złamań budziło dyskusje, a ich wyniki dostarczają na jego rzecz argumentów z poziomu komórkowego9. Badacze doświadczeń na zwierzętach widzą w tlenie hiperbarycznym metodę nasilającą budowę kości, przyspieszającą zrost złamań i chroniącą regenerację kości przed skutkami cukrzycy5,7. Następnym krokiem są badania z udziałem pacjentów, które pokażą, na ile te korzyści przenoszą się na ludzi.
Najczęstsze pytania
Czy tlenoterapia hiperbaryczna przyspiesza gojenie złamań?
W badaniach na myszach i szczurach tlen hiperbaryczny przyspieszał tworzenie kostniny i wczesną naprawę kości, a po sześciu tygodniach zrastająca się kość myszy była sztywniejsza i wytrzymalsza. W hodowlach ludzkich komórek kościotwórczych tlen nasilał mineralizację. To obiecujący kierunek, zwłaszcza dla osób aktywnych i sportowców, ale wyników uzyskanych na zwierzętach nie przenosi się wprost na ludzi.
Czy tlen hiperbaryczny pomaga w przewlekłym zapaleniu kości i szpiku?
Opracowanie ekspertów z 2003 roku opisuje tlen hiperbaryczny jako użyteczne uzupełnienie antybiotyków, leczenia chirurgicznego i wsparcia żywieniowego, pozwalające zatrzymać zakażenie w około 80% opornych przypadków. W badaniu retrospektywnym 14 chorych zakażenie nie nawróciło u 11 z nich. Tlen wspiera m.in. zabijanie bakterii przez krwinki białe i działanie niektórych antybiotyków.
Czy tlenoterapia hiperbaryczna może wspierać wgajanie implantów zębowych?
W badaniu na 32 psach tlen hiperbaryczny wiązał się z większą stabilnością implantów po czterech tygodniach i większą ilością kości wokół nich, a autorzy opisali skrócenie czasu gojenia kości. W hodowlach ludzkich komórek z kości wyrostka zębodołowego tlen sprzyjał ich dojrzewaniu w kierunku komórek kościotwórczych. To wyniki badań na zwierzętach i komórkach, a o celowości zabiegów w konkretnej sytuacji decyduje specjalista w porozumieniu ze stomatologiem.
Umów konsultację kwalifikacyjną
Specjalista oceni wskazania i dobierze protokół dla Twojej jednostki chorobowej. Możliwe rozpoczęcie tego samego dnia po weryfikacji.
Czytaj także
Źródła
- przegląd literatury Angiogeneza a wzrost kości. Gerber HP, Ferrara N. Trends Cardiovasc Med. 2000;10(5):223-228. publikacja
- przegląd literatury Raport Komitetu ds. Tlenoterapii Hiperbarycznej 2003 – oporne na leczenie zapalenie kości i szpiku. Hart BB. Raport Komitetu ds. Tlenoterapii Hiperbarycznej amerykańskiego Towarzystwa Medycyny Podwodnej i Hiperbarycznej. 2003.
- badanie na zwierzętach Wpływ tlenu hiperbarycznego na gojenie tkanek kostnych wokół implantów. Juan L, Peng L, Mengjun W i wsp. Implant Dent. 2018;27(6):653-659. publikacja
- badanie retrospektywne Tlenoterapia hiperbaryczna w leczeniu przewlekłego opornego na leczenie zapalenia kości i szpiku: doniesienie wstępne. Chen CE, Shih ST, Fu TH i wsp. Chang Gung Med J. 2003;26(2):114-121. publikacja
- badanie na zwierzętach Hiperoksja hiperbaryczna przyspiesza gojenie złamań u myszy. Kawada S, Wada E, Matsuda R i wsp. PLoS One. 2013;8(8):e72603. publikacja · pełny tekst
- badanie na zwierzętach Wpływ tlenu hiperbarycznego na początkowe etapy gojenia kości. Rocha FS, Gomes Moura CC, Rocha Rodrigues DB i wsp. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol. 2015;120(5):581-587. publikacja
- badanie na zwierzętach Wpływ tlenoterapii hiperbarycznej na regenerację kości w cukrzycy typu 1 u szczurów. Dias PC, Limirio PHJO, Linhares CRB i wsp. Connect Tissue Res. 2018;59(6):574-580. publikacja
- badanie na zwierzętach Wpływ leczenia tlenem hiperbarycznym na gojenie kości. Badanie doświadczalne na żuchwie szczura i kości piszczelowej królika. Nilsson LP. Swed Dent J Suppl. 1989;64:1-33. publikacja
- badanie laboratoryjne (in vitro) Wpływ tlenu hiperbarycznego na proliferację i różnicowanie osteoblastów z ludzkiej kości wyrostka zębodołowego. Wu D, Malda J, Crawford R i wsp. Connect Tissue Res. 2007;48(4):206-213. publikacja
Materiał ma charakter wyłącznie informacyjny i edukacyjny — nie stanowi porady medycznej i nie zastępuje konsultacji ze specjalistą. O kwalifikacji do tlenoterapii hiperbarycznej, liczbie zabiegów i przebiegu terapii każdorazowo decyduje specjalista po ocenie stanu zdrowia pacjenta. Artykuł jest autorskim omówieniem wyników publikacji naukowych przygotowanym przez Zespół Baromedical — nie stanowi tłumaczenia tych publikacji. Prawa autorskie do publikacji źródłowych przysługują ich autorom i wydawcom; pełne dane bibliograficzne podano w sekcji „Źródła”.