据美国SeymourDiamond报道，咖啡因有助于治疗常见的紧张性头痛，它不需要制成片剂，“一大杯好咖啡同样能够起效。
Diamond等对301位经常头痛的患者研究发现，给患者联合应用布洛芬和咖啡因在减轻头痛上比单独应用任何一味药效果都好。联合用药的患者80％6个小时内头痛显著减轻，单独应用布洛芬的患者比例为67％，单独应用咖啡因者为61％，服用安慰剂者为56％。另外，联合用药的患者比单用布洛芬者疼痛缓解早一个小时。单用咖啡因的患者有一半在服药最初与布洛芬组和联合用药组一样头痛减轻，但是缓解不久又开始头痛。
其他研究还发现，联合应用布洛芬和咖啡因能缓解经期疼痛和某些术后疼痛。
Diamond称，咖啡因看来能在早期增强止痛剂布洛芬的效果，推测是由于咖啡因收缩血管，能够对抗头部血管扩张导致的疼痛。他指出，纳入研究的患者所患为间歇性紧张性头痛，每个月发作3到15次。而慢性头痛的患者应避免应用咖啡因，它可能反而加重症状。
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