[发明专利]用于治疗或预防骨量减少和骨质疏松、刺激骨生长、保持或提高骨矿物质密度和抑制脂肪生成的设备

说明书

本文描述了用于治疗或预防骨量减少和骨质疏松、刺激骨生长、保持或提高骨矿物质密度和抑制脂肪生成的设备。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月22日提交的美国临时申请62/924,302的优先权权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明总体上涉及刺激骨生长、骨组织愈合以及治疗和预防骨量减少、骨质疏松、软骨和慢性背痛，并且涉及保持或提高骨矿物质密度，并且涉及抑制脂肪生成，特别是通过对骨组织施加重复机械负荷。

通过引用并入

在本说明书中提到的所有出版物和专利申请通过引用并入本文，其程度如同每个这样的单独出版物或专利申请被具体地和单独地被指明通过引用并入的相同程度。

发明背景

骨质疏松症是一种非常常见的骨骼疾病，如果不治疗，骨量加速丢失会导致骨质疏松。其特征在于低于正常值的骨矿物质密度(BMD，骨质疏松症被定义为，BMD T评分为-1.0至-2.49)，骨质疏松症影响着4300万美国人。如果BMD损失没有减轻，患者就会出现骨质疏松(根据BMD的T评分≤2.5)，并有因骨折而导致严重临床后果的风险。大约50％的女性和25％的男性在50岁及以上会有与骨质疏松相关的骨折，每年占190亿美元的医疗费用。此外，虽然患有骨质疏松症的妇女面临最大的骨折风险，但由于骨量减少流行程度较高，更多的骨折发生在骨量减少的妇女身上。髋部和脊柱骨折是骨质疏松症相关骨折中最常见的两种类型，在美国每年有超过30万例髋部骨折和超过70万例脊柱骨折。骨折，尤其是股骨近端骨折，导致残疾，严重影响独立生活能力。此外，与骨质疏松性骨折相关的死亡率从15％到30％不等。在低骨量的早期阶段缓解持续的骨质流失对防止骨质疏松症的发生和破坏性的后遗症至关重要。

尽管骨量减少的流行程度很高，但很少有治疗方案存在。目前针对存在骨量减少的患者的临床实践指南包括启动饮食调整(如增加钙和维生素D的摄入)和讨论高冲击力运动的重要性。最近的证据表明，钙和维生素D单独不能降低骨折的风险。虽然饮食/补充剂和运动的结合能有效地保持骨量，但在老龄化人群中，日常依从坚持有效刺激骨细胞以减轻骨质流失的负重运动的人很少。除了依从性问题，剧烈的有氧或力量训练可能会增加易感人群受伤的风险。另外，还提供药物治疗与骨质疏松症有关的骨质流失。双磷酸盐和RANK-L抑制剂分别抑制破骨细胞的骨吸收或破骨细胞的成熟，被广泛使用，并能有效地限制骨量流失。然而，人们担心长期使用这些药物会增加严重不良事件的风险，包括颌骨坏死和不典型股骨转子下骨折和股骨骨干骨折。因此，这些药物通常在骨量达到骨质疏松或接近骨质疏松的水平时才会开处方，此时其抗骨折的好处大大超过了其潜在的危害。此外，由于这些更严重的副作用和不太严重但仍不方便的副作用(如腹痛、恶心)，22-82％的患者在开始治疗后12个月内停止使用药物。因此，仍然需要一种安全、有效和方便的骨量减少治疗方法，在患者达到骨质疏松状态之前，防止骨质流失的早期进展。

骨骼的动态机械负荷是身体调节骨量的关键因素。骨细胞，包括成骨细胞和破骨细胞，已经被证明对许多形式的机械负荷有反应。在动物和临床研究中，机械振动已被证明在骨组织层面具有刺激作用。在大鼠、火鸡和绵羊模型中的动物研究表明，30-90Hz(赫兹)的振动是附肢骨骼的长骨中骨形成的有力刺激因素。临床中，全身振动(WBV)平台已经被开发出来，通过个人站在上面的振动平台对身体进行振动。

尽管WBV平台有很好的效果，但这些装置有两个主要缺点。首先，目前的WBV平台要求用户每天至少站在平台上20分钟，每周至少三天。这种方案可能是治疗依从性和治疗有效性的主要障碍。因此，一种更方便的振动疗法可能会有更好的结果。