Electromagnetic field stimulation for treating delayed union or non-union of long bone fractures in adults

 

Abstract

Background

Delayed union and non-union of fractures are a considerable cause of morbidity to patients. Laboratory studies have shown that electromagnetic fields can stimulate the formation of new bone, indicating a potential role for electromagnetic stimulation in the treatment of fractures that have failed to heal.

Objectives

To assess the effects of electromagnetic stimulation for treating delayed union or non-union of long bone fractures in adults.

Search methods

We searched the Cochrane Bone, Joint and Muscle Trauma Group Specialised Register (May 2010), the Cochrane Central Register of Controlled Trials (in The Cochrane Library 2010, Issue 2), MEDLINE (1966 to May 2010) and EMBASE (1980 to 2010 Week 20), trial registers and reference lists of articles.

Selection criteria

Randomised controlled trials evaluating electromagnetic field stimulation for the treatment of delayed union or non-union of long bones in adults.

Data collection and analysis

Two authors independently selected studies and performed data extraction and risk of bias assessment. Treatment effects were assessed using risk ratios and, where appropriate, data were pooled using a random-effects model.

Main results

Four studies, involving 125 participants, were included. Three studies evaluated the effects of pulsed electromagnetic fields and one study, capacitive coupled electric fields. Participants with delayed union and non-union of the long bones were included, but most data related to non-union of the tibia. Although all studies were blinded randomised placebo-controlled trials, each study had limitations.

The primary measure of the clinical effectiveness of electromagnetic field stimulation was the proportion of participants whose fractures had united at a fixed time point. The overall pooled effect size was small and not statistically significant (risk ratio 1.96; 95% confidence interval 0.86 to 4.48; 4 trials). There was substantial clinical and statistical heterogeneity in this pooled analysis (I² = 58%). A sensitivity analysis conducted to determine the effect of multiple follow-up time-points on the heterogeneity amongst the studies showed that the effect size remained non-significant at 24 weeks (risk ratio 1.61; 95% confidence interval 0.74 to 3.54; 3 trials), with similar heterogeneity (I² = 57%).

There was no reduction in pain found in two trials. No study reported functional outcome measures. One trial reported two minor complications resulting from treatment.

Authors' conclusions

Though the available evidence suggests that electromagnetic field stimulation may offer some benefit in the treatment of delayed union and non-union of long bone fractures, it is inconclusive and insufficient to inform current practice. More definitive conclusions on treatment effect await further well-conducted randomised controlled trials.

 

Plain language summary

Does electromagnetic field stimulation help heal fractures that are failing or have failed to heal?

Broken bones (fractures) that do not heal (thus do not achieve "union") in the normal time period can lead to a loss of function and pain. This problem leads to a reduction in a person's quality of life and may prevent their return to work with consequent costs to society. This review determines whether treatment with electromagnetic fields is effective in healing fractures that have not united based upon the best available evidence. The review only looks at fractures of the long bones. These are the upper arm bone, the two forearm bones, the thigh bone, and the two lower leg bones.

Four studies, which involved 125 participants, were included in this review. The majority of participants had suffered a broken tibia that had not healed as quickly as expected or at all. The results of this review suggest that there may be a benefit on bone healing from electromagnetic field stimulation. However, the available evidence was not good enough to be certain of this and it may not apply to current practice. Electromagnetic field stimulation appears to be safe. The two complications reported were minor involving irritation of the skin.

 

Resumen

Antecedentes

Estimulación con campos electromagnéticos para el tratamiento de la consolidación retardada o la consolidación viciosa de las fracturas de huesos largos en adultos

La consolidación retardada y la consolidación viciosa de las fracturas son una causa considerable de morbilidad par los pacientes. Los estudios de laboratorio han revelado que los campos electromagnéticos pueden estimular la nueva formación ósea, lo que indica una función potencial de la estimulación electromagnética en el tratamiento de las fracturas que no lograron consolidar.

Objetivos

Evaluar los efectos de la estimulación electromagnética para el tratamiento de la consolidación retardada o la consolidación viciosa de las fracturas de huesos largos en adultos.

Estrategia de búsqueda

Se hicieron búsquedas en el Registro Especializado del Grupo Cochrane de Lesiones Óseas, Articulares y Musculares (Cochrane Bone, Joint and Muscle Trauma Group) (mayo 2010), Registro Cochrane Central de Ensayos Controlados (Cochrane Central Register of Controlled Trials) (en The Cochrane Library 2010, número 2), MEDLINE (1966 hasta mayo 2010) y en EMBASE (1980 hasta 2010, semana 20), en registros de ensayos y en listas de referencias de artículos.

Criterios de selección

Ensayos controlados aleatorios que evaluaran la estimulación con campos electromagnéticos para el tratamiento de la consolidación retardada o la consolidación viciosa de huesos largos en adultos.

Obtención y análisis de los datos

Dos autores, de forma independiente, seleccionaron los estudios, realizaron la extracción de datos y la evaluación del riesgo de sesgo. Los efectos del tratamiento se evaluaron mediante cocientes de riesgos y, cuando fue apropiado, los datos se agruparon mediante un modelo de efectos aleatorios.

Resultados principales

Se incluyeron cuatro estudios con 125 participantes. Tres estudios evaluaron los efectos de los campos electromagnéticos pulsados y un estudio, los campos eléctricos con acoplamiento capacitivo. Se incluyeron los participantes con consolidación retardada y consolidación viciosa de huesos largos, pero la mayoría de los datos relacionados con la consolidación viciosa de la tibia. Aunque todos los estudios fueron ensayos aleatorios controlados con placebo, cada estudio tuvo limitaciones.

La medida primaria de la efectividad clínica de la estimulación con campos electromagnéticos fue la proporción de participantes cuyas fracturas se habían consolidado en un punto temporal fijo. El tamaño del efecto general agrupado fue pequeño y no estadísticamente significativo (cociente de riesgos 1,96; intervalo de confianza del 95%: 0,86 a 4,48; cuatro ensayos). No hubo heterogeneidad clínica o estadística significativa en este análisis agrupado (I² = 58%). Un análisis de sensibilidad realizado para determinar el efecto de diferentes puntos temporales de seguimiento sobre la heterogeneidad entre los estudios demostró que el tamaño del efecto permaneció sin significación estadística a las 24 semanas (cociente de riesgos 1,61; intervalo de confianza del 95%: 0,74 a 3,54; tres ensayos), con heterogeneidad similar (I² = 57%).

No se halló una reducción del dolor en dos ensayos. Ningún estudio informó medidas de resultado funcionales. Un ensayo informó dos complicaciones leves como resultado del tratamiento.

Conclusiones de los autores

Aunque las pruebas disponibles indican que la estimulación con campos electromagnéticos puede ofrecer algún beneficio en el tratamiento de la consolidación retardada y la consolidación viciosa de las fracturas de huesos largos, no es concluyente o suficiente para informar la práctica actual. Las conclusiones más definitivas sobre el efecto del tratamiento aguardan ensayos controlados aleatorios adicionales bien realizados.

Traducción

Traducción realizada por el Centro Cochrane Iberoamericano