Percutaneous Bioelectric Current Stimulation
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Die Percutaneous Bioelectric Current Stimulation (PBCS, PDCS englisch percutaneous direct current stimulation) wird eingesetzt zur konservativen Therapie von Erkrankungen der Sehnen, Bänder, Muskeln und Nerven. Bei der PBCS wird über Nadelsonden ein undulierender Gleichstrom (direct current, DC) in der Größenordnung Transepithialer Potentiale (TEP) appliziert Das resultierende elektrische Feld (EF) bewirkt physikalisch eine Pufferung einer Gewebsazidose und stimuliert die Migration elektrosensitiver Zellen. Einsatzgebiete der PBCS Therapie sind Erkrankungen des Bewegungsapparates und die Schmerztherapie, zum Beispiel beim Clusterkopfschmerz.
Wissenschaftlicher Hintergrund[Bearbeiten]
In der extrazellulären Matrix wie auch innerhalb der Zellen befinden sich geladene Ionen und Proteine / Peptide. Ionenkanäle und Ionentransporter der Zellmembran regulieren den Fluss dieser geladenen Moleküle. Jedes Gewebe erzeugt ionische Ströme und damit elektrische Felder (EFs) mit einer definierten Ausrichtung und Intensität. Diese EFs interagieren mit geladenen Ionen und Peptiden durch elektrostatische Kräfte, Elektrophorese und Elektroosmose (1). So führen lokale Entzündungen von Muskelgewebe, wie sie bei schmerzhaften Triggerpunktene beobachtet werden, zu einer lokal erhöhten Konzentration von proinflammatorischen Zytokinen und H+-Ionen, und damit zu einer lokalen Azidose mit einer Veränderung der lokalen elektrischen Leitfähigkeit des entzündeten Gewebes (2). Die DC Stimulation der PBCS puffert die Azidose. Hieraus wird die entzündungshemmende Wirkung der PBCS abgeleitet (3).
Bekannt ist die transepitheliale Potenzialdifferenz (TEP). In Epithelgeweben können palisadenartig angeordnete Epithelzellen einen Nettozufluss von Na+-Ionen in Richtung des Parenchyms erzeugen. Hierbei ähneln sie hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften multiplen parallelgeschalteten Mikrobatterien (4). Epithelzellen sind untereinander durch „Tight junctions“ verbunden, die als elektrische Isolatoren wirken. So kann zwischen dem umkleideten Parenchym und der äußeren Struktur eine Potentialdifferenz erzeugt und aufrecht erhalten werden (4). Diese Potentialdifferenz liegt beim Menschen in der Größenordnung von bis zu 140 mV (4,5). Eine Verletzung der Epithelschicht geht mit einem Ödem einher und zerstört die isolierenden tight junctions. Hierdurch wird lokal der Widerstand der Epithelschicht erniedrigt und es entstehen verletzungsnahe Ströme im Bereich von 20-50 Mikroampere, die ein lokales elektrisches Feld erzeugen. Grundlagenwissenschaftlich Arbeiten haben zeigen können, dass diese kleinen, durch Wunden verursachten elektrischen Felder die vorherrschende Signalgeber für die zelluläre Steuerung Wundheilung und Geweberegeneration sind (1,6,7). Sie stimulieren die Migration von elektrosensitiven Zellen wie Entzündungszellen, Epithelzellen und Fibroblasten (8,9). Abhängig von der Ausrichtung und Intensität der EFs stimulieren und steuern sie auch das Wachstum von Spinalneuronen (10), Astrozyten (8), mesenchymale Stammzellen (11), Monozyten und Makrophagen (12) und stimulieren somit die Geweberegeneration bei Säugetieren. Gewebespezische EF können nach Traumatisierung zum Beispiel während der Regenationsphase beim Axolot und nach Fingerendgliedamputationen gemessen werden (4,10). Solche elektrischen Felder werden medizinisch eingesetzt im Bereich des Tissue Engeneerings und zur Behandlung von Wundheilungsstörungen (13). Die patentierte PBCS generiert diese elektrischen Felder zur Behandlung lokaler Entzündung und zur Förderung der Regeneration von Bändern, Sehnen, Nerven und Muskeln.Die Anwendung der PBCS ist in Fallbeschreibungen zur Behandlung der Außenbandruptur beim Sprunggelenk (Ligamentum fibulotalare anterior), zum Muskelfaserriss sowie Fallserien zu chronischem Clusterkopfschmerz beschrieben (3,14). Da die Methode neu ist, liegen noch keine kontrollierten Wirksamkeits- und Langzeitstudien vor (Evidenzklasse 1). Die PBCS Therapie wird als transformatorische Elektrostimulationstherapie angesehen, da sie sich hinsichtlich des Therapieziels und der elektrischen Stimulationsparameter grundlegend von der TENS Therapie unterscheidet (14).
Anwendung[Bearbeiten]
Um den Hautwiderstand zu überwinden wird eine Edelstahlnadelsonde bis zu dem zu behandelnde Gewebe vorgeschoben und die PBCS Stimulation zwischen der Nadelsonde und einer Hautoberflächenselektrode angelegt (3). Die Stimulationsdauer beträgt 30 Minuten. Die PBCS ist schmerzfrei, es sind in der Regel zwei bis sechs Behandlungen erforderlich. Die PBCS Therapie ist eine ärztliche Leistung und wird unter dem Namen Axomera Therapie von Orthopäden, Sportmedizinern und Schmerztherapeuten in Deutschland, Österreich, Spanien und der Schweiz eingesetzt. Die Therapie ist keine gesetzliche Kassenleistung.
Indikationen[Bearbeiten]
Nach prospektiven Beobachtungsstudien und Patientenberichten ergeben sich unter anderem folgende Indikationen (3):
· Orthopädie zu Rhizarthroseschmerz, Karpaltunnesyndrom, BWS Syndrom, Schmerzen bei Spinalkanalstenose, Trochanterschmerzsyndrom.
· Sportmedizin zu Patella-, Achillessehnenentzündungen, Fersenschmerz, Adduktorentendinosen, Muskelfaserriss, Sprunggelenksverstauchung,
· Schmerztherapie bei Clusterkopfschmerz, Trigeminusneuralgie, Migräne, CRPS Typ1
Sicherheit[Bearbeiten]
Die Therapie darf nicht in der Schwangerschaft im Bereich des Unterbauches bei Patienten mit Herzschrittmacher im Bereich des Brustkorbes bei eingesetzt werden.
Einzelnachweise[Bearbeiten]
1. McCaig, C. D., B. Song, und A. M. Rajnicek. „Electrical dimensions in cell science“. Journal of Cell Science 122, Nr. 23 (2009): 4267–76.
2. Shah JP, Danoff JV, Desai MJ, et al. Biochemicals associated with pain and inflammation are elevated in sites near to and remote from active myofascial trigger points. Arch Phys Med Rehabil. 2008;89(1):16–23.
3. Molsberger A, McCaig CD. Percutaneous direct current stimulation - a new electroceutical solution for severe neurological pain and soft tissue injuries. Med Devices (Auckl). 2018 Jun 14;11:205-214.
4. Mccaig CD, Rajnicek AM, Song B, Zhao M. Controlling cell behavior electrically: current views and future potential. Physiol Rev. 2005;85(3):943–978
5. Shamji MF, De Vos C, Sharan A. The advancing role of neuromodulation for the management of chronic treatment-refractory pain. Neurosurgery. 2017;80(3):S108–S113.
6. Rouabhia M, Park H, Meng S, Derbali H, Zhang Z. Electrical stimulation promotes wound healing by enhancing dermal fibroblast activity and promoting myofibroblast transdifferentiation. PLoS One. 2013;8(8):e71660.
7. Leppik LP, Froemel D, Slavici A, et al. Effects of electrical stimulation on rat limb regeneration, a new look at an old model. Sci Rep. 2015;5:18353.
8.Baer ML, Colello RJ. Endogenous bioelectric fields: a putative regulator of wound repair and regeneration in the central nervous system. Neural Regen Res. 2016;11(6):861–864.
9. Zhao, Min, Bing Song, Jin Pu, Teiji Wada, Brian Reid, Guangping Tai, Fei Wang, u. a. „Electrical signals control wound healing through phosphatidylinositol-3-OH kinase-gamma and PTEN“. Nature 442, Nr. 7101 (2006): 457–60.
Mccaig CD, Rajnicek AM, Song B, Zhao M. Controlling cell behavior electrically: current views and future potential. Physiol Rev. 2005;85(3):943–978.
10. Borgens RB, Vanable JW, Jaffe LF. Bioelectricity and regeneration. I. Initiation of frog limb regeneration by minute currents. J Exp Zool. 1977;200(3):403–416.
11. Zhao Z, Watt C, Karystinou A, et al. Directed migration of human bone marrow mesenchymal stem cells in a physiological direct current electric field. Eur Cell Mater. 2011;22:344–358.
12. Hoare JI, Rajnicek AM, Mccaig CD, Barker RN, Wilson HM. Electric fields are novel determinants of human macrophage functions. J Leukoc Biol. 2016;99(6):1141–1151.
13.Balint R, Cassidy NJ, Cartmell SH. Electrical stimulation: a novel tool for tissue engineering. Tissue Eng Part B Rev. 2013;19(1):48–57.
14.Molsberger, Albrecht, und Colin D McCaig. „Percutaneous Bioelectric Current Stimulation for Chronic Cluster Headache – A Possible Transformative Approach to Cluster Headache“. Journal of Pain Research Volume 13 (April 2020): 817–
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