DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-17424-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40877380
تاريخ النشر: 2025-08-28
المؤلف: Zhiyuan Zhang وآخرون
الموضوع الرئيسي: البحث الطبي البيطري في الخيول
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة تأثير الموجات فوق الصوتية النبضية منخفضة الكثافة (LIPUS) على شفاء كسور العظام السزامويدية القريبة (PSBFs) في الخيول، وهي إصابة شائعة وخطيرة في الرياضات الفروسية. بعد التشخيص السريري والتأكيد بالأشعة السينية، تم تقسيم الخيول المتأثرة إلى مجموعتين: واحدة تتلقى علاج LIPUS يوميًا ومجموعة ضابطة بدون تدخل. بعد أربعة أسابيع، أظهرت تقييمات العرج، والتصوير، والمعايير الدموية أن LIPUS حسّن بشكل كبير نتائج الشفاء، كما يتضح من زيادة نشاط الفوسفاتاز القلوي في المصل (ALP)، وارتفاع مستويات الكالسيوم (Ca)، والفوسفور (P)، ومنتج الكالسيوم والفوسفور (Ca × P)، إلى جانب انخفاض في السيتوكينات المؤيدة للالتهابات (TNF-α، IL-1β، IL-6) مع تقدم العلاج.
تشير النتائج إلى أن LIPUS لا يعزز فقط الدورة الدموية المحلية وتكوين الكالس في موقع الكسر، بل يوفر أيضًا خيار علاج غير جراحي آمن وفعال لكسور PSBFs في الخيول المتسابقة. تؤكد الدراسة على أهمية الأساليب التشخيصية الشاملة، بما في ذلك تقييم العرج والتصوير، في تسهيل استراتيجيات العلاج المستهدفة لإصابات الخيول. بشكل عام، تظهر علاج LIPUS وعدًا سريريًا كبيرًا في تسريع إصلاح العظام وتحسين نتائج التعافي في الخيول التي تعاني من PSBFs.
طرق
في هذه الدراسة، تم استخدام مجموعة من المعدات والمواد المتخصصة لإجراء التجارب. تضمنت الأدوات الرئيسية محلل دم حيواني آلي بالكامل من خمس قطع (BC-5300VET) ومحلل كيميائي حيوي (BS-240VET)، وكلاهما من شركة Mindray Animal Medical Technology Co., Ltd. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام نظام DR محمول (R103) من شركة Keda Instruments Co., Ltd.، مع توفير مآزر رصاصية للحماية من الإشعاع من قبل شركة Longyue Medical.
لتقييم علامات بيولوجية محددة، استخدم الباحثون مجموعات ELISA الخاصة بالخيول لعامل نخر الورم-α (TNF-α)، والإنترلوكين-1β (IL-1β)، والإنترلوكين-6 (IL-6)، والتي تم الحصول عليها من مركز Yancheng Maiji للاختبار البيولوجي. علاوة على ذلك، تم دمج جهاز علاج بالموجات فوق الصوتية النبضية منخفضة الكثافة (HORSELIPUSPRO) من شركة Zhouquan Biotech Co., Ltd. في المنهجية، مما يشير إلى نهج شامل لتحليل المعايير الدموية والكيميائية الحيوية في الموضوعات الخيول.
نتائج
كشفت نتائج الدراسة حول علاج الموجات فوق الصوتية النبضية منخفضة الكثافة (LIPUS) في خيول ييلي عن نتائج مهمة تتعلق بكل من النتائج الشعاعية والسريرية. قبل العلاج، أظهرت التقييمات الشعاعية أن الكسور القمية والتمزقية كانت الأنواع الأكثر انتشارًا، حيث شكلت 50% من الحالات. بعد الكسر، أظهرت بعض الخيول علامات التهاب السزامويد، والتي تتميز بتكاثر العظام السمحاقية وامتصاص العظام البؤري. بعد أربعة أسابيع من علاج LIPUS، أظهرت الخيول في مجموعة الموجات فوق الصوتية تحسنًا سريريًا ملحوظًا، بما في ذلك انخفاض التورم، واستجابة ألمية بسيطة، وعدم وجود عرج، على عكس المجموعة الضابطة، التي أظهرت عرجًا مستمرًا وتورمًا.
أظهر المتابعة الشعاعية أن مجموعة الموجات فوق الصوتية أظهرت نشاط الخلايا الليفية والخلايا الغضروفية في موقع الكسر، مما يدل على الشفاء في مرحلة مبكرة، بينما لم تظهر المجموعة الضابطة أي علامات على الاتحاد العظمي. كشفت التحليلات الدموية عن اختلافات كبيرة في عدد كريات الدم البيضاء ومؤشرات أخرى بين المجموعة الضابطة والمجموعة الطبيعية، حيث لم تظهر مجموعة الموجات فوق الصوتية اختلافات كبيرة عن المجموعة الطبيعية بعد العلاج. أشارت النتائج الكيميائية الحيوية إلى ارتفاع مستويات الفوسفاتاز القلوي (ALP) والكالسيوم (Ca) في مجموعة الموجات فوق الصوتية مقارنة بالمجموعة الطبيعية، إلى جانب زيادات كبيرة في الفوسفور (P) ومنتج الكالسيوم والفوسفور (Ca × P). بشكل عام، ارتبط علاج LIPUS بتحسين النتائج السريرية والشعاعية في الخيول المعالجة.
مناقشة
في قسم المناقشة من ورقة البحث، يبرز المؤلفون النتائج السريرية والمخبرية المتعلقة بكسور العظام السزامويدية القريبة (PSBF) في خيول ييلي. قبل العلاج، أظهرت كل من مجموعتي الموجات فوق الصوتية والضابطة عرجًا وتورمًا وألمًا كبيرًا، حيث أظهرت درجات العرج شدة أعلى في المجموعة الضابطة مقارنة بالمجموعة الطبيعية. كشفت التقييمات بعد العلاج عن تحسن ملحوظ في مجموعة الموجات فوق الصوتية، مع انخفاض في درجات العرج ومستويات السيتوكينات الالتهابية (TNF-α، IL-1β، IL-6) التي عادت إلى مستويات قريبة من الطبيعية، مما يشير إلى حل فعال للالتهاب وتعزيز الشفاء.
تؤكد الدراسة على العوامل التشريحية والفسيولوجية التي تسهم في PSBF، خاصة خلال التمارين الشديدة، التي تضعف إمدادات الدم وكثافة العظام. يؤكد المؤلفون على أهمية الأساليب التشخيصية الشاملة، بما في ذلك التقييمات السريرية والتصوير الشعاعي، في تشخيص PSBF بدقة. تشير النتائج إلى أن علاج الموجات فوق الصوتية النبضية منخفضة الكثافة (LIPUS) يعزز بشكل كبير النشاط الأوستيو بلاستي ويزيد من تدفق الدم المحلي، مما يسهل إصلاح العظام مع تقليل المخاطر المرتبطة بالعلاجات الجراحية. بشكل عام، يتم تقديم LIPUS كخيار علاجي واعد غير جراحي لإدارة PSBF في الخيول، مع إمكانية تحسين نتائج التعافي.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-17424-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40877380
Publication Date: 2025-08-28
Author(s): Zhiyuan Zhang et al.
Primary Topic: Veterinary Equine Medical Research
Overview
This study investigates the impact of low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS) on the healing of proximal sesamoid bone fractures (PSBFs) in horses, a common and serious injury in equine sports. Following clinical diagnosis and radiographic confirmation, affected horses were divided into two groups: one receiving daily LIPUS treatment and a control group with no intervention. After four weeks, assessments of lameness, imaging, and hematological parameters indicated that LIPUS significantly improved healing outcomes, evidenced by increased serum alkaline phosphatase (ALP) activity, elevated levels of calcium (Ca), phosphorus (P), and the calcium-phosphorus product (Ca × P), alongside a reduction in pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β, IL-6) as treatment progressed.
The findings suggest that LIPUS not only enhances local microcirculation and callus formation at the fracture site but also provides a safe and effective non-invasive treatment option for PSBFs in racehorses. The study underscores the importance of comprehensive diagnostic approaches, including lameness scoring and imaging, in facilitating targeted treatment strategies for equine injuries. Overall, LIPUS therapy shows significant clinical promise for accelerating bone repair and improving recovery outcomes in horses suffering from PSBFs.
Methods
In this study, a range of specialized equipment and materials were utilized to conduct the experiments. The primary tools included a fully automated five-part animal hematology analyzer (BC-5300VET) and a biochemical analyzer (BS-240VET), both sourced from Mindray Animal Medical Technology Co., Ltd. Additionally, a portable DR system (R103) from Keda Instruments Co., Ltd. was employed, along with lead aprons for radiation protection provided by Longyue Medical Company.
To assess specific biological markers, the researchers used equine-specific ELISA kits for tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-1β (IL-1β), and interleukin-6 (IL-6), which were obtained from Yancheng Maiji Biomedical Testing Service Center. Furthermore, a low-intensity pulsed ultrasound therapeutic device (HORSELIPUSPRO) from Zhouquan Biotech Co., Ltd. was incorporated into the methodology, indicating a comprehensive approach to analyzing hematological and biochemical parameters in equine subjects.
Results
The results of the study on Low-Intensity Pulsed Ultrasound (LIPUS) therapy in Yili horses revealed significant findings regarding both radiographic and clinical outcomes. Prior to treatment, radiographic assessments indicated that apical and avulsion fractures were the most prevalent types, comprising 50% of the cases. Post-fracture, some horses exhibited signs of sesamoiditis, characterized by periosteal bone proliferation and focal bone resorption. After four weeks of LIPUS treatment, horses in the ultrasound group demonstrated notable clinical improvements, including reduced swelling, minimal pain response, and absence of lameness, in contrast to the control group, which exhibited persistent lameness and swelling.
Radiographic follow-up showed that the ultrasound group displayed fibroblast and chondrocyte activity at the fracture site, indicative of early-stage healing, while the control group showed no signs of bony union. Hematological analyses revealed significant differences in white blood cell counts and other indices between the control and normal groups, with the ultrasound group showing no significant differences from the normal group post-treatment. Biochemical results indicated elevated levels of alkaline phosphatase (ALP) and calcium (Ca) in the ultrasound group compared to the normal group, alongside significant increases in phosphorus (P) and the product of calcium and phosphorus (Ca × P). Overall, LIPUS therapy was associated with improved clinical and radiographic outcomes in the treated horses.
Discussion
In the discussion section of the research paper, the authors highlight the clinical and laboratory findings related to proximal sesamoid bone fractures (PSBF) in Yili horses. Prior to treatment, both the ultrasound and control groups exhibited significant lameness, swelling, and pain, with lameness scores indicating a higher severity in the control group compared to the normal group. Post-treatment evaluations revealed a marked improvement in the ultrasound group, with a reduction in lameness scores and inflammatory cytokine levels (TNF-α, IL-1β, IL-6) returning to near-normal levels, suggesting effective resolution of inflammation and promotion of healing.
The study underscores the anatomical and physiological factors contributing to PSBF, particularly during intense exercise, which compromises blood supply and bone density. The authors emphasize the importance of comprehensive diagnostic approaches, including clinical assessments and radiographic imaging, in accurately diagnosing PSBF. The findings indicate that Low-Intensity Pulsed Ultrasound (LIPUS) therapy significantly enhances osteoblastic activity and local blood flow, facilitating bone repair while minimizing risks associated with invasive treatments. Overall, LIPUS is presented as a promising non-invasive therapeutic option for managing PSBF in horses, with the potential to improve recovery outcomes.