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MAGNETOTERAPIA ED ELETTROMAGNETOTERAPIA

Cenni Storici
L’applicazione dei campi magnetici a finalità terapeutiche rientra probabilmente  tra i più antichi metodi di cura conosciuti dall’uomo. Il termine “magnetismo” è stato utilizzato per la prima volta da Agrippa di Nettesheim nel  1531 nell’opera De occulta philosophia , ma la magnetoterapia fu conosciuta ed utilizzata per le sue proprietà terapeutiche sin dagli antichi egizi. Anche Ippocrate di Cos si avvaleva dei campi magnetici nella cura di alcune patologie internistiche ed in ostetricia.
Dal Medio Evo fino al XVIII  e al XIX secolo le azioni benefiche dei campi magnetici venivano utilizzate per diverse malattie, quali per esempio i dolori dentali, le malattie nervose, le algie e gli stati gottosi reumatici.
All’inizio del XX secolo il russo Danielewski effettuò i primi studi approfonditi sugli effetti  biologici delle onde  hertziane su cellule e sistema nervoso. Queste teorie vennero successivamente riprese e sviluppate da D’Arsonval, della scuola tedesca di fisica medica, e soprattutto da Lakowsky che, alla luce delle nuove acquisizioni nel campo della fisica quantica, utilizzò campi elettromagnetici complessi HF, VHF, UHF.  Un importante contributo sugli efetti dei campi elettromagnetici viene dato, nel dopoguerra, dai giapponesi Fukada e Yasuda  dagli americani Basset, Pilla e coll. con i lori studi inerenti le proprietà elettrochimiche dei cristalli liquidi costituiti dalle proteine del collagene e il comportamento piezoelettrico della sostanza ossea con consegueti applicazioni nella stimolazione dell’osteogenesi. In ortopedia i primi ad adottare i campi elettromagnetici variaili furono Kraus e Lechner nel 1972 con ottimi risultati; nel 1974 Basset e coll. trattarono per la prima volta con successo un caso di pseudoartrosi congenita della tibia; attualmente questi autori riferiscono una percentuale di guarigione del 85%.
Si deve a Oersted nel 1920 la scoperta dell’elettromagnetismo. Egli notò che l’ago di una bussola posto in prossimità di un filo percorso da corrente elettrica subiva una deflessione e che questa si modificava invertendo la polarità. Ciò indicava che attorno al filo percorso dalla corrente veniva  a stabilirsi un campo magnetico.
La scoperta di Oersted venne sviluppata dal fisico francese Ampere, ma la teoria cehe unifica definitivamente i fenomeni elettrici e magnetici è sintetizzata nelle equazioni di Maxwell, formulate dal fisico scozzese del 1873, che ci permettono di afermare che un filo percorso da corrente elettrica genera attorno a sè un campo magnetico eche una particella elettricamente carica, quando  si muove all’interno di un campo magnetico, è soggetta ad una forza, chiamata forza di Lorentz, Possiamo inoltre affermare che un campo elettrico variabile genera un campo magnetico anch’esso variabile, dal quale ha origine la propagazione di una successione continua di impulsi elettromagnetici, cioè un’onda elettromagnetica. Queste onde perturbano l’etere e si propagano in esso con la stessa frequenza della corrente che le produce; le frequenze delle onde radio sono misurate in hertz e vanno da 3 kHz a 300 Ghz, ed entro questa gamma di frequenze sono ulteriormente divise in bande: LF, MF, HF, VHF, UHF.

Interazioni tra campo magnetico e sistemi biologici
Volendo effettuare una classificazione degli effetti ottenuti dall’interazione dei sistemi biologici con i campi magnetici, bisogna distinguere gli effetti primari da quelli secondari, loro direttaconseguenza, i quali potranno dare luogo alle manifestazioni fisiologiche e fisiopatologiche di iportanza clinica.

Effetti prettamente magnetici
Corrispondono all’azione diretta del campo magnetico e dipendono da tre possibilità di interazione:
- interazione con material ferromagnetici, strutturalmente organizzati in organismi e    nell’uomo;
- interazioni con centri paramagnetici naturalmente presenti o formati con reazioni intermedie;
- Interazione con macromolecole diamagnetiche dotate di anisotropia di suscettibilità magnetica, coinvolte nello svolgimento di attività enzimatiche.

Da questi tre tipi di interazioni, che richiamano la clasiica nozione dimagnetismo come forza di attrazione o repulsione, scaturiscono i seguenti effetti:
- orientamento e traslazioe di lelementi cellulari;
- orientamento di organuli subcellulari e di macromolecole;
- rotazione, translazione e/o gradienti diconcentrazione di molecoleparamagnetiche;
- orientamento di dipoli elettrici con conseguenze sull’organizzazione dei liquidi cotenuti nei tessuti.

Effetti prettamente elettrici
Abbiamo già visto come un campoo magneitco variabile induca un campo elettrico anch’esso variabile. L’entità degli effetti dell’interazione tra campo elettrico e tessuti biologici sarà funzione delle caratteristiche dell’onda e in primo luogo dall’entità di corrente indotta nei tessuti.
E’ necessario, comunque, ricordare che,  nel meccanismo d’azione di un campo magnetico variabile, non è possibile separare completamente l’effetto magnetico da quello elettrico; l’azione dei campi magnetici ha quindi luogo probabilmente grazie ad un doppio meccanismo: da una parte un’azione diretta magnetica, dall’altra, l’induzione di un’azione elettrica.
Effetti
L’azione dei campi magnetici si esplica a tre diversi livelli di organizzazione biologica:
- molecole protoplasmatiche (in particolare tessuto collagene);
- membrana cellulare;
- tessuto nervoso.
Va attribuito a Basset il merito della scoperta della piezoelettrica del tessuto osseo, mentre Fukuda e Yasuda, dimostrarono che tale proprietà è attribuibile al collagene e che tutte le strutture proteiche la possiedono.
L’effetto fondamentale esercitato dai campi elettromagnetici aventi particolari caratteristiche di intensità, frequenza, durata dei singoli impulsi e modalità di erogazione sui tessuti lesionati è quello  di determinare la rimozione del potenziale di lesione e il conseguente riequilibrio dei potenziali elettrici della membrane. In condizioni fisiologiche, la differenza di potenziale elettrico tra l’interno e l’esterno della cellula è di  - 70 milliVolt, e ciò viene definito “potenziale elettrico transmembranario”. Ogni insulto meccanico, trauma o aggressione chirurgica, chimica o fisica della cellula diminuisce la differenza di potenziale della membrana, con conseguente inversione della pompa sodio-potassio: poichè il valore della carica elettrica così introdotta è positiva, e preponderante su quello esterno, si determina una diminuzione del potenziale di membrana. Si  verifica inoltre una parziale depolarizzazione dei biopolimeri interstiziali composti essenzialmente da collagene e una notevole riduzione dell’attività enzimatica propria dei fenomeni riparativi normali. Le onde elettromagnetiche esercitano la loro azione determinando, in virtù dell’effetto ionizzante, un aumento della permeabilità selettiva cellulare, cui consegue il ripristino della fisiologica differenza di potenziale di membrana.
Per quanto riguarda l’azione analgesica dei campi elettromagnetici, l’iperpolarizzazione delle membrane post-simpatiche produce una diminuzione della trasmissione di informazione ed una conseguente riduzione dell’attività simpatica: si determinerà quindi una relativa vasodilatazione con aumento dela disponibilità tessutale di ossigeno ed eliminazione dell’eventuale componente ischemica del dolor, Si osserva inoltre una depressione dell’attività delle fibre C di piccolo diametro, delle quali il 50% è deputato alla trasmissione della cosiddetta componente lenta del dolore, poichè conduce gli stimoli raccolti dai recettori periferici sensibili all’azione delle pain producing substance. Tale ridotta attività di queste fibre, in accorso con la teoriadel gate control  concorrerà alla chiusura del cancello. Sembra inoltre possiblie l’ipotesi che il riequilibrio della membrana cellulare determini il blocco delle sostanze algogene e pro-infiammatorie, quali l’istamina, la serotonina, i prostanoidi. òe èrpstaglandine, ecc., nonchè un’azione di neutralizzazione o di modulazione sulla produzione dei cosiddetti radicali liberi, sia diretta a livello di legame, sia mediata dalla stimolazione di varie reazioni enzimatiche cellulari. La stimolazione del sistema diencefalo-ipofisario o delle ghiandole surrenali provoca un’aumentata increzione sistemica di sostanze, quali endorfine ecatecolamine, che influiscono sul controllo del dolore e sulla regolazione dei processi infiammatori.

MEZZI DI PRODUZIONE

MAGNETOTERAPIA
Per definizioe l’apparecchio per magnetoterapia è un dispositivo che genera un campo prevalentemente magnetico, ben caratterizzato in intensità, andamento del campo, frequenza, forma d’onda, e che consente l’assoluta riproducibilità delle terapie. Sono disponibili in commercio diversi tipi di questi apparecchi; il campo magnetico può essere emessoda un solenoide di varie forme e dimensioni, o da bobine o placche da contrapporre sul segmento di applicazione. Le diverse patologie da trattareguideranno l’operatore nella scelta di parametri (frequenza, intensità di campo, tempi d iapplicazione) e nel tipo di apparecchio da utilizzare.
I campi magnetici più usati sono prodotti da correnti sinusoidali o da correnti a una semionda o a doppia semionda, di frequenza variabile (0 - 100 Hz), nei quali non avviene inversione della polarità e che prendono il nome di pulsanti; possono essere erogate in continuo o con pause, e in tal caso si parla di campi magnetici pulsanti ( CEMP). Sono frequentemente utilizzati anche i campi magnetici prodotti da stimoli rettangolari con frequenza non superiori a 75 Hz e di intensità attorno a 40 Gauss.

ELETTROMAGNETOTERAPIA

In quasto tipo di apparecchio il campo elettrico prevale su quello magnetico; generalmente vengono prodotte onde a bassa intensità ed alta frequenza (16-20 Mhz ed armoniche), modulate tra 10 e 2000 Hz. In questo caso il campo elettromagnetico viene emesso da una coppia di antenne in gomma conduttiva da applicarsi direttamente a contatto del segmento corporeo da trattare.

Indicazioni terapeutiche:
Gli effetti terapeutici dei campi elettromagnetici sul tessuto osseo sono senz’altro i più conosciuti; l’interesse nasce in seguito agli studi di Fukuda e Yasuda sulle proprietà piezoelettriche dell’osso. La sollecitazione meccanica sull’osso evidenzia sull’area di compressione una polarizzazione negativa che provoca osteogenesi, mentre sull’area in tensione si verifica una polarizzazione positiva che causa il riassorbimento osseo. Altre ricerche hanno evidenziato come siano presenti potenziali bioelettrici ache su superfici ossee non sottoposte a sollecitazioni di carico, con presenza di elettronegatività nelle zone dove avvengano i processi di crescita e di riparazione.

Patologia ortopedica e traumatologica:
Intorno agli anni ‘60 si sviluppa la sperimentazione clinica sui ritardi di consolidazione con terapie elettromagnetiche, e si deve a basset la tecnica che prevede l’uso di una coppia di bobine contrapposte sull’arto da trattare, che producono un campo magnetico in grado di stimolar l’osteogenesi, ed i primi risultati positivi ottenuti con questa metodica risalgono al 1976 (campi elettromagnetici appicati per 12 ore al giorno avevano indotto l’osteogenesi nell’ 80% dei casi di ritardo di consolidazione trattati). Basset nel suo studio  sottolineava l’importanza  di una definizione precisa dell’impulso usato, poichè impulsi diversi provocano a livello biologico effetti diversi.
Impulsi con frequenza di circa 70 Hz hanno evidenziato risultati positivi nella pseudoartrosi congenita, nell’osteonecrosi dell’anca, nel morbo di Perthers , nelle tendiniti croniche e  nel favorire l’attecchimento di innesti ossei.
Nella necrosi vascolare della testa femorale è indicata l’applicazione d icampi elettromagnetici per una durata di 6 ore giornaliere, con intensità di 30 - 30 gauss. Un altro campo di azione dei CEMP l’osteocondrosi, dove vengono consigliati applicazioni a frequenza di 50 - 100 Hz per 30 min/die con intensità variabile da 60 a 400 gauss. Indicazione elattiva dei CEMP è rappresentata dalla algoneurodistrofia di Sudeck con applicazioni giornaliere ripetute a 50 Hz di frequenza e 35 gauss di intensità. Alcune affezioni miotendinee (tendiniti, strappi muscolari, ematomi, contusioni) possono beneficiare di applicazioni di CEMP alla frequenza di 50 Hz, intensità di 50  gauss per un ora/die.

Controindicazioni e precauzioni:
Le controindicazioni assolute possono essere ridotte ai portatori di pace-maker e allo stato di gravidaza; per somma prudenza se ne sconsiglia l’uso negli stati emorragici e trombotici in atto e in presenza di versamenti ematici.
Gli effetti collaterali, riscontrati raramente, dipendono esclusivamente dalla durata dell’esposizione del tempo; sono inquadrati in sindromi cliniche, i cui sintomi principali sono: cefalea, astenia. insonnia, o sonnolenza, irritabilità, parestesie, accentuazione temporanea del dolore, aumento della diuresi ed ipotensione. si tratta di sintomi che non si accompagnano a reperti obiettivi e che regrediscono al cessare dell’esposizione.
Per quanto riguarda la Legislazione in materia di onde elettromagnetiche, sia nel mondo occidentale sia nei Paesi dell’Est, sono previste norme di sicurezza sia per gli utilizzatori sia per gli operatori del settore. Lo standard di sicurezza è di 10 mW/cmq e tale valore si riferisce a una esposizione continua, mentre può essere aumentato per tempi di erogazione più brevi.