自90年代末体外冲击波治疗（Extra-corporeal Shock Wave Therapy，简称ESWT）进入临床使用以来，对众多临床适应症：如运动医学，皮肤科以及近几年扩展至泌尿和性学科等的临床疗效已实证。但是，冲击波作为一种机械压力脉冲，对众多不同组织类型能产生生物效应的内在机理，尚未完全清楚。
ESWT对血管的生物效应
血管内皮细胞经由血管生成信号通道（Erk1/2,-Akt,PI3k,eNOS）响应剪切力。最终诱发产生氧化氮，一种血管舒张剂和VEGF，一种内皮生长因子。
体外试验和生物体内试验均复现了：ESWT激活相同的血管生成信号通道，诱发生成一氧化氮和内皮生长因子并最终导致血管扩张和血管生产。在动物体内，进行体内股动脉结扎【Holfeld, 2014, Plos One】和左弯曲冠状动脉收缩模型【Nishida, 2004, Circu-lation】试验表明，受伤后接受体外冲击波治疗可改善功能。
ESWT对成细胞纤维的生物效应
结缔组织的主要细胞构成是纤维母细胞。另外，肌腱和软骨中还有些特殊纤维母细胞（如：腱细胞和软骨细胞等）。纤维母细胞的一个重要功能是生成和组织细胞外基质成分，比如：胶原，纤维蛋白和弹性蛋白。
在体外试验中，ESWT通过IGF-1和TGF-b1刺激纤维母细胞或腱细胞增殖和胶原生成。在一种胶原酶诱发肌腱损伤模型中，大兔肌腱损伤后的ESWT可引发肌腱强度的功能性恢复。在有切口损伤的糖尿病大鼠模型中，切口损伤后的ESWT增加了伤口抗张力。【Yang, 2011,Tohoku J Exp Med】
ESWT的干细胞效应
各种研究报告ESWT（联合或不联合外源性干细胞疗法）引起组织（如：骨肌，皮肤，脊髓和勃起组织）的祖细胞增加。祖细胞增加可能是由于化学诱发机制和（或）细胞增殖刺激的正调节。
冲击波对免疫系统的生物效应
多种无法正常愈合的慢性炎症病理源于免疫系统调节异常。例如，慢性肌腱炎发病时，病变腱细胞上调可降低胶原（如MMP-1和MMP-13）的免疫介质，如：IL-1和IL-6以及蛋白酶。【Han, 2009, Foot and Ankle】。炎性环境产生活性氧和组织损伤，形成免疫活化，损伤和疼痛的恶性循环。
有证据表明ESWT可减少病变腱细胞中IL
-6, MMP-1和MMP-13表达，并减少心肌【Sheu, 2015, Int J Cardiol】和勃起组织【Liu, 2013, Int J Mol Sci】中的氧化应激标记物。
ESWT也会通过M1（炎性）巨噬细胞抑制促炎介质的表达，并通过M2（创伤修复）巨噬细胞增加抗炎因子的表达。
冲击波对神经系统的生物效应
1.ESWT对疼痛治疗的效应
疼痛信号从伤害感受器传导至脊髓后角的次级神经元。重要神经传导介质如：P物质，降钙基因相关肽[CGRP]和谷氨酸酯。神经末梢区域的伤害感受器也会释放P物质和CGRP，神经末梢区域会激活免疫细胞而释放更多免疫（疼痛）介质，如：前列腺素和缓激肽。
ESWT治疗后6小时和24小时在冲击波治疗处发现P物质升高。但ESWT治疗后6周，P物质降低。【Maier,2003,clinOrthop Relat Res】这些数据与临床实践一致，ESWT治疗过程通常较为疼痛（激活伤害感受器，释放P物质），但治疗结束后疼痛即时缓解，且疼痛也会长期缓解。
在ESWT治疗后4天和6周，也观察到关联脊神经节内的GRP【Takahashi,2003,Auton Neurosci】和P物质【Hausdorf, 2008, Brain Res】也分别减少。
2.ESWT对神经修复的效应
此外，ESWT治疗对受伤后的神经恢复、再生也有很多好处，因为ESWT作用于神经元和神经胶质细胞增加神经保护因子表达，如：神经营养素3和BNDF。
大鼠的阴茎海绵体神经结扎后接受体外冲击波治疗后可部分恢复勃起功能【Li, 2016, J Sex Med】；坐骨神经损伤后接受体外冲击波治疗加速运动恢复【Yamaya, 2014, J Neurosurg】。
结 论
ESWT可通过多种生物机制和细胞类型起作用，包括血管内皮，纤维母细胞，干细胞，免疫细胞以及神经系统。这些细胞类型和神经系统遍布人体各组织器官。
ESWT的完整生物效应可归纳为免疫调节，降低氧化应激，改善循环以及组织生长、修复。因此，ESWT可广泛应用于炎性，缺血性和(或)退行性疾病的临床治疗。
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