摘要

　　將磁場(chǎng)作為一種干預(yù)手段應(yīng)用于醫(yī)療健康領(lǐng)域，俗稱“磁療”，在過去的幾千年人類歷史中曾有過多次的爭(zhēng)論與起伏。由于結(jié)果不一和機(jī)制不清等多方面原因，“磁療”目前作為一個(gè)整體還未被廣泛接受。然而，近年來不僅有利用脈沖磁場(chǎng)的經(jīng)顱磁刺激被批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床，并且有越來越多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)顯示，基于穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的健康干預(yù)也有著良好的應(yīng)用前景。文章主要圍繞穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)血流、骨骼和疼痛三方面的影響，總結(jié)其研究現(xiàn)狀并分析其局限與困境，期待不同學(xué)科背景的研究者能夠涉足此領(lǐng)域，進(jìn)行更規(guī)范化、系統(tǒng)化的深入研究，在明確其機(jī)制的前提下對(duì)磁場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而可以早日科學(xué)地、有效地將穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)作為一種干預(yù)或輔助手段應(yīng)用于醫(yī)療健康領(lǐng)域。

　　穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)也稱靜磁場(chǎng)或穩(wěn)恒磁場(chǎng)，指的是強(qiáng)度和方向不隨時(shí)間而變化的磁場(chǎng)。盡管關(guān)于磁場(chǎng)的強(qiáng)度劃分在不同的學(xué)科領(lǐng)域有所不同，也會(huì)隨著磁性材料和超導(dǎo)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展而有所變化，但是目前在生命健康領(lǐng)域，人們一般把低于1 mT 的磁場(chǎng)稱為弱磁場(chǎng)，1 mT—1 T 為中等磁場(chǎng)，1 T以上為強(qiáng)磁場(chǎng)，5 T或者20 T以上稱為超強(qiáng)磁場(chǎng)。例如，對(duì)于一般常見的非特殊拼接的磁鐵，其表磁強(qiáng)度都在中等磁場(chǎng)范圍內(nèi)。而在醫(yī)療領(lǐng)域廣為應(yīng)用的磁共振成像(MRI)中的主體部分就是一個(gè)強(qiáng)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)，目前大多數(shù)醫(yī)院里所用的MRI 為0.5—3 T。由于場(chǎng)強(qiáng)的升高直接有助于提高成像分辨率，近年來7 T 的MRI 已批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床，9.4 T的MRI也進(jìn)行了一些前期的人體臨床試驗(yàn)。

　　除了利用磁場(chǎng)進(jìn)行MRI檢測(cè)以外，近年來隨著物理、工程、生命和醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，人們開始利用各種不同的技術(shù)手段從多個(gè)角度來研究磁場(chǎng)對(duì)于生物體的作用，不僅對(duì)磁場(chǎng)作用于人體的效應(yīng)有了一定的了解，也初步開發(fā)了磁場(chǎng)在促進(jìn)人類健康中的應(yīng)用。例如，經(jīng)顱磁刺激(TMS)，即利用脈沖磁場(chǎng)靶向性無創(chuàng)作用于中樞神經(jīng)，已被FDA批準(zhǔn)用于治療多種疾病，包括抑郁癥、偏頭痛、腦或脊髓損傷引起的中樞性疼痛、皰疹后神經(jīng)痛、纖維肌痛和面神經(jīng)性疼痛等[1—3]。在我國，2009 年武漢依瑞德公司生產(chǎn)的TMS設(shè)備獲得了SFDA 注冊(cè)證。2012 年，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所殷濤團(tuán)隊(duì)聯(lián)合制定了《磁刺激設(shè)備》國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，磁外科，即將磁場(chǎng)應(yīng)用于多種外科手術(shù)，例如利用磁體間的吸力來進(jìn)行組織擠壓，從而無需縫線，避免了“針孔效應(yīng)”帶來的吻合口漏以及吻合口水腫、愈合緩慢等不良反應(yīng)。在西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院呂毅團(tuán)隊(duì)為代表的醫(yī)生們的共同努力下，在肝移植、腸道修復(fù)等多種手術(shù)中顯示出了明顯的優(yōu)勢(shì)[4]。

　　相比之下，關(guān)于將穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)作為一種干預(yù)手段來應(yīng)用于醫(yī)療健康領(lǐng)域，即某種意義上的“磁療”，雖然有著悠久的歷史，但一直存在著爭(zhēng)議。在過去的幾十年間也有為數(shù)不少的相關(guān)研究[5，6]，但由于結(jié)果不一和機(jī)制不明等原因，導(dǎo)致其目前還沒有被主流醫(yī)學(xué)所廣泛認(rèn)可。之前在本刊，我們介紹了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)腫瘤影響的研究進(jìn)展[7]。在本文中，我選取了到目前為止穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)在生命健康領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)證據(jù)相對(duì)較多的三個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)和展望，即血流、骨骼和疼痛，也是未來將穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)推向醫(yī)療健康領(lǐng)域極有潛力的三個(gè)方面。

　　01　穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)與血流

　　血液流動(dòng)涉及到氧和營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)以及機(jī)體代謝，與人體的多種生理病理狀態(tài)密切相關(guān)。磁場(chǎng)與血液流動(dòng)的關(guān)系也是人們密切關(guān)注的焦點(diǎn)。事實(shí)上，經(jīng)過文獻(xiàn)查找，我們發(fā)現(xiàn)了至少有39 篇關(guān)于穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)與血流的研究報(bào)道。然而，它們的結(jié)果并不一致，甚至存在一些看似矛盾的結(jié)果，這與2007 年的一篇綜述結(jié)論類似[8]。但是，我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象，就是在這39 篇穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)與血流相關(guān)文獻(xiàn)中，有15 篇(38.5%)報(bào)道了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)可以增加血流(其中大部分都是麻醉/鎮(zhèn)靜動(dòng)物模型，只有4 篇為非麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài))，有7 篇(17.9%)報(bào)道了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)可以降低血流(1 篇是麻醉/鎮(zhèn)靜動(dòng)物模型，6 篇為非麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài)，而且降低的大多是疾病狀態(tài)血流，例如腫瘤中的血流)，11 篇(28.2%)顯示穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)血流無影響，還有6篇(15.4%)顯示穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)血流的影響呈現(xiàn)雙向性。而對(duì)于正常(非疾病或者藥物誘導(dǎo)狀態(tài))的人和動(dòng)物研究共有25 篇，其中15 篇(60%)升血流(其中大部分都是麻醉/鎮(zhèn)靜動(dòng)物模型，只有4 篇為非麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài))；3 篇(12%)降血流(1 篇是麻醉/鎮(zhèn)靜動(dòng)物模型， 2 篇為非麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài))；7 篇(28%)無影響。對(duì)于疾病、藥物誘導(dǎo)或其他非正常狀態(tài)的人和動(dòng)物研究共有14 篇：其中6 篇(42.9%)顯示雙向調(diào)節(jié)性；4 篇(28.6%)降血流(1 篇是麻醉/鎮(zhèn)靜動(dòng)物模型，2 篇為非麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài))；4 篇(28.6%)無影響。而對(duì)于14 篇麻醉/鎮(zhèn)靜狀態(tài)下的動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，11 篇都顯示了增快血流的效果，其余3 篇分別顯示降低血流、雙向調(diào)節(jié)或是無影響(圖1)。

　　多篇文獻(xiàn)報(bào)道都顯示穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)可以調(diào)節(jié)機(jī)體的血液流動(dòng)。例如，2001 年Okano和Ohkubo研究局部施加1 mT穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)30 分鐘對(duì)清醒兔耳垂中央動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)影響，發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)在N-硝基-L-精氨酸甲酯誘導(dǎo)高血壓和血管收縮情況下可顯著減弱血管收縮(血液流動(dòng)增加)并抑制血壓升高，在尼卡地平誘導(dǎo)降血壓和舒張血管情況下可顯著降低血管舒張，增強(qiáng)血管收縮(血液流動(dòng)減少)，拮抗血壓降低，而單獨(dú)磁場(chǎng)暴露無明顯變化[9]。穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)單獨(dú)處理缺乏明顯反應(yīng)可能是由于正常生理狀態(tài)未加藥物治療的血管處于平均張力或者多條血管的雙相反應(yīng)抵消了血液流動(dòng)的任何凈變化。Morris 和Skalak 在大鼠中同樣發(fā)現(xiàn)70 mT 穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)局部暴露15 分鐘對(duì)大鼠骨骼肌微血管張力有恢復(fù)作用，即初始狀態(tài)為血管擴(kuò)張的較小直徑血管經(jīng)磁場(chǎng)處理后血管張力顯著增加，初始狀態(tài)為血管收縮的較小直徑血管的張力顯著減少[10]。此外，Kim等人則在14 名健康受試者的右腦額顳葉分別放置了0.3 T永久靜磁鐵，發(fā)現(xiàn)右額頂葉和右島葉的腦血流明顯增加，左側(cè)額葉和左側(cè)頂葉區(qū)域腦血流明顯降低[11]。

　　造成文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果不一致的可能原因是多方面的。例如，在研究穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)暴露對(duì)微循環(huán)和微血管系統(tǒng)的作用效應(yīng)時(shí)，有些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)是在麻醉狀態(tài)下進(jìn)行，而麻醉藥物可以影響神經(jīng)，甚至可能影響血液流動(dòng)[12—13]。另外，一些研究測(cè)量磁場(chǎng)處理間的血流，一些研究測(cè)量磁場(chǎng)處理后的血流，還有一些測(cè)量在這兩個(gè)時(shí)期的血流，但是磁場(chǎng)處理期間和處理后觀察到的作用效應(yīng)可能不同。如Ichioka(1998 年)等人發(fā)現(xiàn)麻醉大鼠暴露于8 T 穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)后1—5 分鐘皮膚微血管血流明顯增加[14]；之后他們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，8 T穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)作用于麻醉大鼠全身期間皮膚血流量降低，而從磁體中撤離后恢復(fù)正常，這可能是由于磁場(chǎng)暴露期間血流量減少所引起的補(bǔ)償性充血[15]。此外，還有很多因素也會(huì)使情況更加復(fù)雜化，比如處理時(shí)間、作用對(duì)象和磁場(chǎng)梯度等變量。這些相互沖突或包容性的研究結(jié)果往往削弱了發(fā)現(xiàn)的有益效果并導(dǎo)致結(jié)論不確定。因此，我們需要仔細(xì)設(shè)計(jì)并記錄實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，從而在理論上增加研究的獨(dú)立可重復(fù)性并且更全面地了解這一研究領(lǐng)域。

　　研究者們也對(duì)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)影響血液流動(dòng)的可能機(jī)制進(jìn)行了描述和推測(cè)。例如，Tzirtzilakis 提出了一個(gè)適用于描述外加磁場(chǎng)作用下牛頓流體流動(dòng)的生物磁流體動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型。該模型采取了鐵流體力學(xué)和磁流體力學(xué)的原理，同時(shí)考慮了血液的磁化強(qiáng)度和電導(dǎo)率。其結(jié)果顯示磁場(chǎng)強(qiáng)度和梯度都與其影響血流的效果有關(guān)[16]；還有多項(xiàng)研究從磁流體力學(xué)的角度計(jì)算了磁場(chǎng)對(duì)血流的可能影響，例如，2017 年，Rashidi 從磁流體力學(xué)的角度總結(jié)和分析了磁場(chǎng)對(duì)血流以及血栓形成等的影響的可能機(jī)制及醫(yī)學(xué)應(yīng)用[17]；然而，從生物醫(yī)學(xué)的角度而言，僅從流體力學(xué)等方面并不能夠完全解釋生物體作為一個(gè)復(fù)雜的整體在磁場(chǎng)下的響應(yīng)。例如，研究發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)可能通過調(diào)節(jié)交感神經(jīng)活動(dòng)來抑制交感激動(dòng)劑引起的血流動(dòng)力學(xué)的變化[18]。也有研究表明磁場(chǎng)可能影響一氧化氮、壓力反射敏感性和Ca2+信號(hào)等途徑誘導(dǎo)作用效應(yīng)[19，20]。因此，目前磁場(chǎng)作用于體內(nèi)血液流動(dòng)在各方面雖有了很多研究，但其機(jī)制尚不完全確定，需要進(jìn)一步深入研究。

　　總體而言，盡管關(guān)于穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)與血液流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論解釋仍然沒有確切結(jié)論，但多項(xiàng)研究表明穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)似乎可以維持循環(huán)系統(tǒng)的平衡和“正?；毖芄δ?，這提示穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)有可能成為一種有效替代或補(bǔ)充手段以應(yīng)用于血流過多或不足等相關(guān)疾病狀態(tài)的改善。對(duì)此，人們還需要進(jìn)行更多更深入的探索研究，為未來臨床試驗(yàn)的嚴(yán)格進(jìn)行奠定基礎(chǔ)，例如區(qū)分不同部位和不同類型的血管，以及不同疾病狀態(tài)和起始狀態(tài)下的血流變化及其機(jī)制等。

　　02　穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)與骨骼

　　近年來已有多種基于脈沖電磁場(chǎng)的醫(yī)療儀器用于骨質(zhì)疏松和骨折等的輔助治療。相比之下，雖然目前還沒有穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)相關(guān)的醫(yī)療儀器，但已有大量的相關(guān)研究顯示，穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)在防治骨質(zhì)疏松、促進(jìn)骨折愈合和骨缺損修復(fù)、治療骨關(guān)節(jié)炎等方面有著良好的效果和應(yīng)用前景。西北工業(yè)大學(xué)的商澎課題組多年來對(duì)此有系統(tǒng)性研究，其最近發(fā)表的一篇綜述也進(jìn)行了全面分析[21]。從機(jī)制上講，磁場(chǎng)作用于骨組織與其對(duì)骨組織細(xì)胞增殖及分化的調(diào)節(jié)相關(guān)。在體外，靜磁場(chǎng)可促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞及成骨細(xì)胞的分化和礦化，而抑制骨髓單核細(xì)胞及破骨細(xì)胞的分化和骨吸收活力。靜磁場(chǎng)對(duì)骨組織細(xì)胞調(diào)控的可能機(jī)制是靜磁場(chǎng)影響了細(xì)胞生長因子、信號(hào)分子、細(xì)胞骨架、細(xì)胞膜、細(xì)胞內(nèi)鈣離子及鐵代謝[21]。這些能夠從很大程度上解釋磁場(chǎng)對(duì)骨骼系統(tǒng)的多種作用。

　　首先，多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)可以改善骨質(zhì)疏松，包括絕經(jīng)和糖尿病引起的骨質(zhì)疏松，以及缺血性骨質(zhì)疏松等。通過局部或者全身穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)處理，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的骨質(zhì)疏松有所改善。例如，在去卵巢大鼠的腰椎右側(cè)植入一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為180 mT的磁性材料，6 周后發(fā)現(xiàn)在靠近磁性材料的大鼠腰椎骨的骨密度顯著升高[22]。將去卵巢大鼠全身暴露于30—200 mT的靜磁場(chǎng)中12 周，發(fā)現(xiàn)其骨密度及骨面積均顯著高于未曝磁組[23]。將藥物誘導(dǎo)的I 型糖尿病大鼠暴露于4 mT靜磁場(chǎng)中16 周，發(fā)現(xiàn)靜磁場(chǎng)可以抑制糖尿病大鼠的小梁骨和皮質(zhì)骨的結(jié)構(gòu)損傷及骨力學(xué)性能的降低[24]。

　　其次，實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明靜磁場(chǎng)可以促進(jìn)骨折愈合和骨缺損修復(fù)。例如，對(duì)雜交犬進(jìn)行橈骨中段截骨術(shù)，兩天后在手術(shù)部位包裹一圈0.1 T 磁片，8 周后發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)顯著促進(jìn)了骨折愈合[25]。我國學(xué)者早期也有多例利用磁片研究靜磁場(chǎng)對(duì)家兔骨折愈合的影響，結(jié)果均表明一定強(qiáng)度的靜磁場(chǎng)可促進(jìn)骨折部位鈣沉積、縮短骨折愈合時(shí)間。研究顯示靜磁場(chǎng)暴露能夠有效提高骨缺損處的骨生成、增強(qiáng)植入物與周圍骨質(zhì)的結(jié)合來促進(jìn)骨缺損的修復(fù)。

　　此外，也有證據(jù)表明穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)可能會(huì)緩解骨關(guān)節(jié)炎。例如，人們對(duì)狗進(jìn)行右側(cè)膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶閉合切除造成骨關(guān)節(jié)炎模型，利用無磁性和有磁性的陶瓷片覆蓋狗窩的地板，在第68 周檢查發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)組滑膜炎、滑膜積液、軟骨表面的破壞和軟骨潰瘍的發(fā)生率比非磁場(chǎng)處理組要少，表明暴露于磁場(chǎng)的犬骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展受到了抑制[26]。Taniguchi 等人為了研究穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)大鼠佐劑性關(guān)節(jié)炎的鎮(zhèn)痛作用，對(duì)60 只雌性SD 大鼠進(jìn)行為期12 周的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)處理組的佐劑性關(guān)節(jié)炎的大鼠尾部表面溫度、運(yùn)動(dòng)活性和股骨骨密度均顯著高于非磁場(chǎng)處理組，其血清炎癥標(biāo)志物也明顯低于非磁場(chǎng)處理組[27]。Morris 等人在組胺引起大鼠后肢水腫后立即用穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)持續(xù)刺激15 或30 分鐘，發(fā)現(xiàn)10 mT和70 mT靜磁場(chǎng)可使水腫形成減少20％—50％[28]。但是由于目前關(guān)于穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)與骨關(guān)節(jié)炎的文獻(xiàn)還不夠充足，因此還需進(jìn)行更多的研究。

　　03　穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)與疼痛

　　疼痛的原因和類型多種多樣，且影響的人群極為廣泛，因此不可能用單一的方法來治療不同的個(gè)體。此外，阿片類藥物已被用于治療包括晚期癌癥患者在內(nèi)的嚴(yán)重慢性疼痛，但關(guān)于其副作用的報(bào)告日益增加。因此，尋求更安全、更有效的減輕疼痛的方法是醫(yī)生和科學(xué)家的共同目標(biāo)。

　　磁鐵可以很容易地應(yīng)用和移除，將疼痛部位局部暴露于磁場(chǎng)而不影響其他部位，因此被許多人用來減輕疼痛。然而，它們是否有效一直都有爭(zhēng)議。為了進(jìn)一步明確穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)疼痛的影響，我們進(jìn)行了系統(tǒng)文獻(xiàn)調(diào)研，對(duì)截止到目前為止的設(shè)有適當(dāng)?shù)募倨卮艑?duì)照組的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道進(jìn)行了綜合分析。我們共收集到29 篇文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)65%的人體研究(23 篇)和100%的小鼠研究(6 篇)都顯示了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的緩解疼痛作用。首先，在收集到的23 篇穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)疼痛影響的人體研究中，有15 項(xiàng)顯示了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)確實(shí)對(duì)人體有明顯的鎮(zhèn)痛作用。例如，1997 年，Vallbona 等人進(jìn)行了一項(xiàng)雙盲試點(diǎn)研究，以測(cè)量脊髓灰質(zhì)炎綜合癥患者的肌肉和關(guān)節(jié)炎疼痛患者對(duì)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的疼痛反應(yīng)。他們發(fā)現(xiàn)，76%的患者在用0.03—0.05 T的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)治療45分鐘后疼痛得到改善[29]。2011 年，Kovacs-Balint 等人發(fā)現(xiàn)，最大為330 mT的非均勻穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)可顯著提高熱痛閾值[30]。2012 年，Laszlo 等人發(fā)現(xiàn)0—192 mT磁性設(shè)備5分鐘就可以有效地將顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病組患者的口腔疼痛評(píng)分從2.0 降低到0.5，但肺泡炎或口瘡組未見明顯效果[31]。這些都顯示了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)疼痛有緩解作用。然而，我們發(fā)現(xiàn)也有一些報(bào)道沒有觀察到這種作用。例如，1997 年，Caselli 等人為足跟疼痛患者提供了10 高斯磁鞋墊，治療4 周后，他們發(fā)現(xiàn)治療組和對(duì)照組的疼痛都有所改善( 分別為58% 和60%)， 但兩者之間沒有顯著差異[32]。2000 年，Collacott 等人使用300 高斯設(shè)備治療慢性腰痛患者一周，治療組和對(duì)照組的疼痛評(píng)分均下降(0.49 vs. 0.44)，兩組之間無顯著性差異[33]。2002 年，30名患者接受了治療，使用0.1 T設(shè)備治療腕關(guān)節(jié)疼痛患者約45 分鐘時(shí)，治療組與對(duì)照組之間沒有顯著差異[34]。2007年，Kuipers等人發(fā)現(xiàn)，暴露0.06 T磁墊1小時(shí)不會(huì)改變生理應(yīng)激引起的疼痛感覺[35]。

　　但是很有意思的是，雖然在文獻(xiàn)中只有少數(shù)關(guān)于穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)疼痛影響的動(dòng)物研究，但所有的報(bào)道都顯示了正面作用。例如，2007年，Laszlo等人表明，穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)能夠有效地緩解0.6%醋酸注射引起的小鼠內(nèi)臟疼痛，且具有治療時(shí)間和磁場(chǎng)強(qiáng)度依賴性[36]。2008 年，Gyires 等人發(fā)現(xiàn)，1.6 mT、0.16 T/m 的非均勻穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)暴露30 分鐘可顯著降低小鼠內(nèi)臟疼痛水平[37]。Kiss 等人還發(fā)現(xiàn)，30 分鐘的非均勻穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)治療可產(chǎn)生比均勻穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)更強(qiáng)的鎮(zhèn)痛效果。這些研究都表明治療時(shí)間和磁場(chǎng)強(qiáng)度以及穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)均勻性都是影響穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)鎮(zhèn)痛效果的關(guān)鍵因素[38]。此外，也有其他小鼠的疼痛模型顯示了積極的鎮(zhèn)痛效果。例如2009 年，Antal等人發(fā)現(xiàn)，最大強(qiáng)度為476 mT的梯度穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)可以抑制機(jī)械刺激引起的小鼠神經(jīng)痛敏感性增加[39]。2017年，Zhu等人發(fā)現(xiàn)，在小鼠牙齒移動(dòng)模型中，20—204 mT穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)治療14 天可以顯著降低疼痛程度[40]。

　　穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)疼痛緩解的影響與穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度、治療時(shí)間和疼痛類型都有關(guān)。有一些研究比較了不同的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度，表明高強(qiáng)度的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)有更好的止痛效果(表1)。因此，我國學(xué)者開發(fā)了1.5 T 和2.9 T 的超導(dǎo)穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)備，目前正在對(duì)此進(jìn)行研究(圖2)。此外，疼痛類型是決定穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)是否具有鎮(zhèn)痛作用的一個(gè)關(guān)鍵因素。例如，前面提到了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)能顯著降低顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病患者的痛覺，但對(duì)肺泡炎和口瘡沒有顯著影響。

　　目前，關(guān)于穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)鎮(zhèn)痛作用的機(jī)制研究非常有限，對(duì)其鎮(zhèn)痛作用機(jī)制的研究尚不明確，在細(xì)胞和分子水平上也沒有直接的證據(jù)，但初步的實(shí)驗(yàn)證據(jù)顯示，辣椒素受體VR1/TRPV1、阿片受體和P2X3 受體等膜受體可能參與其中[37，40，45，46]。這些研究為人們提供了一些潛在的研究方向。此外，正如一些研究者所推測(cè)的那樣，穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的鎮(zhèn)痛機(jī)制可能還與細(xì)胞膜本身、離子通道以及促炎/促傷害性神經(jīng)肽有關(guān)，也有可能和上述的血流直接相關(guān)，這些都有待進(jìn)一步研究。

　　總而言之，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的分析，我們發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)緩解疼痛的作用受多個(gè)因素的影響，包括穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度、治療時(shí)間和疼痛類型等。我們認(rèn)為，如果使用適當(dāng)?shù)姆€(wěn)態(tài)磁場(chǎng)參數(shù)，穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)實(shí)際上對(duì)管理某些特定類型的疼痛具有相當(dāng)大的希望。綜合評(píng)價(jià)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的參數(shù)及其對(duì)不同疼痛類型的鎮(zhèn)痛作用，以及其潛在的分子機(jī)制，將有助于進(jìn)一步驗(yàn)證其在未來疼痛治療中的潛力。

　　04　現(xiàn)狀分析與展望

　　相比其他類型的磁場(chǎng)，穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)無熱效應(yīng)和電效應(yīng)，并且基于永磁鐵的靜磁產(chǎn)品使用方便、易穿戴或植入、價(jià)格合理等，因此在輔助治療中具有可行且容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)勢(shì)。前期的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也顯示穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)在調(diào)節(jié)血流、改善骨質(zhì)和緩解疼痛等方面具有潛在臨床應(yīng)用前景。事實(shí)上，除了本文所涉及的這三方面，近年來穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)在代謝、炎癥、免疫、肌腱和傷口愈合等方面也顯示出了初步良好的應(yīng)用前景。然而，靜磁場(chǎng)在醫(yī)學(xué)治療領(lǐng)域的應(yīng)用仍未被人們所廣泛接受，至少還未被主流醫(yī)學(xué)所認(rèn)可，存在著多方面的原因：

　　(1) 結(jié)果不統(tǒng)一。盡管大多數(shù)實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道了靜磁場(chǎng)對(duì)血液調(diào)節(jié)、骨骼系統(tǒng)以及緩解疼痛具有正效應(yīng)，但同時(shí)也有無效應(yīng)，甚至有個(gè)別報(bào)道反效應(yīng)[47]。導(dǎo)致結(jié)果不統(tǒng)一的原因比較復(fù)雜，包括磁場(chǎng)參數(shù)不同(強(qiáng)度、梯度、分布，甚至磁場(chǎng)方向等)、研究對(duì)象不同(正常和不同的疾病狀態(tài)、不同組織和類型的細(xì)胞等)，磁場(chǎng)處理方式不同(處理時(shí)間和頻率等)，以及所使用檢測(cè)方法靈敏度和分辨率等的差異，因此人們還需要更多的實(shí)驗(yàn)對(duì)產(chǎn)生最佳效果的磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)作用方式以及疾病狀態(tài)等進(jìn)行多方面研究。

　　(2) 研究不規(guī)范，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化。磁療的應(yīng)用不同于藥物，因?yàn)樵诓煌难芯恐校幬锟梢砸韵嗤牧繙?zhǔn)確地進(jìn)入人體或細(xì)胞，但是磁場(chǎng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)需要考慮多個(gè)細(xì)節(jié)，包括磁體表面與組織的距離、磁體表面磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁體材料組成、磁體極性等等。人們以多種不同的方式進(jìn)行研究，這可能直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在很多研究中，磁場(chǎng)的參數(shù)都沒有具體描述，甚至還有些研究沒有進(jìn)行最基本的磁場(chǎng)測(cè)量，因此，不同實(shí)驗(yàn)得出不同結(jié)果也就不足為奇。我們推薦對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行三維空間掃描，從而能夠準(zhǔn)確地分析受試對(duì)象所處的磁場(chǎng)環(huán)境。

　　(3) 機(jī)制不清楚。例如，雖然有一些關(guān)于穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)鎮(zhèn)痛作用機(jī)制的研究，但大多基于假設(shè)，因此缺乏直接的分子水平的證據(jù)。除了磁場(chǎng)對(duì)血流的影響有大量的數(shù)學(xué)和物理方面的研究之外，目前大多數(shù)關(guān)于磁場(chǎng)生物學(xué)效應(yīng)作用機(jī)理的研究多集中在生物學(xué)方面，包括蛋白水平的升高與降低和細(xì)胞形態(tài)、增殖和死亡等基本變化等，然而這些生物學(xué)水平的變化可能都不是根本原因，而是引起的中間效應(yīng)。Muehsam 等人通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)可以直接提高人血紅蛋白的脫氧率，提示了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)可能促進(jìn)生物體內(nèi)的氧利用率，這可能是磁場(chǎng)導(dǎo)致的多種體內(nèi)生物學(xué)效應(yīng)的重要機(jī)制之一[48]。然而，其具體過程并不清楚。僅從數(shù)學(xué)和物理機(jī)制上分析，例如磁場(chǎng)對(duì)血流的影響，往往因其無法考慮生物體系的復(fù)雜性，從而不能解釋在活體動(dòng)物和人體上所觀測(cè)到的現(xiàn)象。因此，人們需要進(jìn)一步系統(tǒng)性地從物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)多個(gè)層面，例如磁場(chǎng)對(duì)體內(nèi)電流、自由基、氧化還原、生物樣品精確磁性測(cè)量、順磁和抗磁性物質(zhì)的響應(yīng)區(qū)別、生物體神經(jīng)調(diào)控等多方面進(jìn)行深入探究。

　　(4) 人體臨床實(shí)驗(yàn)不足，且現(xiàn)有的少數(shù)臨床試驗(yàn)效果不理想。目前的研究多局限于離體細(xì)胞及動(dòng)物模型上，并且動(dòng)物研究也非常有限。例如，雖然到目前為止所有可用的動(dòng)物研究都顯示了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的積極鎮(zhèn)痛作用，但它們的研究數(shù)量必須進(jìn)一步擴(kuò)大，包括更多的疼痛類型。對(duì)于人體實(shí)驗(yàn)的效果不理想，我們認(rèn)為這可能是由于磁場(chǎng)參數(shù)不正確和治療時(shí)間不足，以及沒有區(qū)分具體的疾病類型，例如疼痛類型等。人們還應(yīng)進(jìn)行大量的研究，以優(yōu)化穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的參數(shù)和不同的疼痛類型，從而得出穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)對(duì)人體鎮(zhèn)痛作用的結(jié)論。

　　(5) 安慰劑效應(yīng)。安慰劑效應(yīng)在疼痛治療中非常常見。在8 項(xiàng)磁場(chǎng)效果為“陰性”的研究中，其中6 項(xiàng)研究顯示假曝磁組和磁場(chǎng)處理組與未經(jīng)治療的對(duì)照組相比疼痛均有改善，但假曝磁組和磁場(chǎng)處理組之間沒有顯著差異。這表明安慰劑效應(yīng)起著重要作用。事實(shí)上，在結(jié)果為正效應(yīng)的多個(gè)研究中，安慰劑效應(yīng)也非常明顯。例如，Vallbona 等人的研究中的假曝磁組也有一些安慰劑效應(yīng)，這使得患者疼痛水平從9.5 分降低到8.4 分，只是磁場(chǎng)處理組的療效更為明顯。此外，76%的磁場(chǎng)處理組患者報(bào)告疼痛明顯減輕，而安慰劑組只有19%的患者報(bào)告疼痛程度減輕。因此，安慰劑效應(yīng)在磁場(chǎng)對(duì)疼痛的影響中不可忽視。但即使如此，還是有超過一半的研究顯示了磁場(chǎng)處理組比起安慰劑組來說有著更好的緩解疼痛效果，并且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖3)。此外，令人感興趣和驚訝的是，到目前為止，我們所能找到的100%已報(bào)道的小鼠研究顯示了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)具有積極的鎮(zhèn)痛作用。盡管有限的研究數(shù)量、疼痛類型或磁場(chǎng)參數(shù)可能都降低了人類研究中陽性結(jié)果的百分比，但是我們認(rèn)為，人類和小鼠的鎮(zhèn)痛作用研究的主要區(qū)別之一可能是安慰劑效應(yīng)。事實(shí)上，在小鼠研究中缺乏安慰劑效應(yīng)及其陽性結(jié)果在一定程度上證明了穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)在疼痛緩解方面的有效性，至少在已經(jīng)報(bào)道的這些研究中所涉及的磁場(chǎng)參數(shù)和疼痛類型方面是如此。對(duì)于疼痛等疾病狀態(tài)來講，安慰劑的作用可能是強(qiáng)大的，它對(duì)人體的巨大影響往往會(huì)掩蓋某些磁場(chǎng)療法本身的影響，特別是在目前大多磁場(chǎng)參數(shù)還沒有優(yōu)化，因此效果并不是最佳的情況下。因此，需要承認(rèn)安慰劑效應(yīng)的存在，承認(rèn)它對(duì)磁場(chǎng)治療的整體效應(yīng)的貢獻(xiàn)，而不是簡(jiǎn)單地去否認(rèn)它。

　　05　結(jié)論

　　雖然“磁療”的科學(xué)性和有效性一直都存在著爭(zhēng)議，也是筆者作為一個(gè)受多年傳統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)教育的科研工作者曾經(jīng)刻意回避的話題。但隨著對(duì)磁場(chǎng)生物學(xué)效應(yīng)機(jī)制的探索和近年來的研究積累，筆者認(rèn)為“磁療”事實(shí)上在很大程度上與中醫(yī)和中藥面臨著非常類似的困境，即精華與糟粕并存?？傮w而言，它們的機(jī)制復(fù)雜并且效果較為溫和，無法與西醫(yī)的立竿見影相比較，但是同時(shí)，它們既不是包治百病，也不是偽科學(xué)。一方面，由于基于永磁鐵的一些磁療產(chǎn)品可以局部應(yīng)用于人體特定部位，具有較高的穿透力和時(shí)間控制能力，并且通常成本低而安全性良好，因此在世界各國都有一定的人群在使用基于永磁鐵的磁療產(chǎn)品，用來改善一些輕微的疾病或者亞健康狀態(tài)。近年來有科學(xué)實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)在調(diào)節(jié)血流、改善骨骼系統(tǒng)以及緩解疼痛、影響代謝、減輕炎癥以及促進(jìn)傷口愈合等有著一定的效果。但是另一方面，磁場(chǎng)對(duì)人類的具體影響并不完全明確。這不僅是由于從事本領(lǐng)域研究的學(xué)者較少，并且對(duì)磁場(chǎng)本身或者是生物醫(yī)學(xué)體系也缺乏足夠的了解，導(dǎo)致很多研究不夠規(guī)范化，得到的結(jié)果沒有很好的可重復(fù)性，從機(jī)制上也缺乏深入的探索，再加上從業(yè)者和商家良莠不齊和夸大宣傳等負(fù)面影響，都導(dǎo)致了目前所面臨的困境。但幸運(yùn)的是，隨著近幾年越來越多的專業(yè)人員加入本領(lǐng)域，可以借助多學(xué)科的現(xiàn)代檢測(cè)手段、先進(jìn)理念以及更好的磁場(chǎng)條件，對(duì)磁場(chǎng)作用于人體的效應(yīng)和機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究，并針對(duì)于不同癥狀的磁場(chǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化。例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，較高場(chǎng)強(qiáng)和較長時(shí)間的磁場(chǎng)對(duì)緩解疼痛有著更明顯的作用，并且筆者課題組近期也發(fā)現(xiàn)，不同磁場(chǎng)條件對(duì)不同病癥有著完全不同的效果。我們相信隨著越來越多的學(xué)者加入本領(lǐng)域，進(jìn)行越來越規(guī)范化和深入的機(jī)制探索和系統(tǒng)研究，磁場(chǎng)療法一定會(huì)在未來被科學(xué)地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在緩解疼痛、改善骨骼和血流等多方面發(fā)揮獨(dú)特的作用。

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