自体富血小板血浆在组织缺损修复中的临床应用进展

2022-11-22 10:57丁旖刘菲杨军
组织工程与重建外科杂志 2022年3期
关键词:肌腱生长因子自体

丁旖 刘菲 杨军

【提要】自体富血小板血浆是一种自体血小板浓缩物,内含大量血小板和生长因子,具有来源于自身血液、制作方法简单、无免疫排斥等优点。目前,已有许多研究将其应用于创面愈合及组织缺损修复。本文对富血小板血浆的相关临床应用进展进行综述。

自体富血小板血浆(Platelet-rich plasma,PRP)是指通过离心的方法从自体血中分离出的血小板浓缩物,富含血小板及相关生长因子,其中血小板的数量通常是正常血液中的3~5 倍。PRP 最早用于治疗和预防严重血小板减少引起的出血。Marx 等首次将PRP 用于颌面外科的复合移植骨修复下颌骨缺损。目前,已有许多研究将其应用于创面愈合及组织缺损修复。本文对富血小板血浆的相关临床应用进展进行综述。

1 富血小板血浆的制备及其主要成分

目前,通常采用二次离心法来制备PRP。首先,用EDTA抗凝采血管收集全血后进行第一次离心,离心后全血分成3层,上层为无血小板血浆层,中间层为含血小板血浆层,下层为红细胞层。随后,将红细胞移除后进行二次离心,中间层即为PRP。近年来,对PRP 的研究不断深入,但仍缺少标准化的制备流程[1]。有文献提出将不同的血小板浓缩物根据其白细胞及纤维蛋白含量分为纯富血小板血浆(P-PRP)、富白细胞和血小板血浆(L-PRP)、纯富血小板纤维蛋白(P-PRF)以及富白细胞和血小板纤维蛋白(L-PRF)四类[2]。由于不同PRP制剂之间存在着一定的生化差异[3],使用不同的PRP 制剂可能会导致治疗结果存在一定的差异[4]。PRP 生化指标不同性别中同样存在[5]。因此,临床应用中需要考虑PRP 的不同蛋白组组学特征的潜在影响。

PRP 和凝血酶和/或氯化钙相混合,转变为自体富血小板凝胶,应用于相关的手术部位,可触发血小板的激活和纤维蛋白的融合。血小板被激活后可以释放多种高浓度的生长因子,包括转化生长因子β1(TGF-β1)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、血小板源性生长因子BB(PDGF-BB)、表皮生长因子(EGF)以及胰岛素样生长因子1(IGF-1)等[6-8]。但是,生长因子从血小板中释放的顺序和调节机制有待进一步研究。

2 PRP 用于慢性难愈性创面愈合

常见的慢性难愈性创面主要包括感染导致创面、压疮、糖尿病合并创面、烧伤创面等[9]。其治疗措施主要包括清创换药、负压引流、应用外源性生长因子等。

PRP 因含大量生长因子,已被广泛用于糖尿病溃疡或糖尿病创面的修复。张明宇等[10]的研究表明,PRP 中的血小板被激活后产生的大量生长因子及细胞因子可以相互协调,加快血管内皮细胞的增殖和毛细血管的形成,有利于成纤维细胞的增殖和向肌成纤维细胞的分化,从而促进创面愈合[11]。刘宸等[12]认为,PRP 可以促进糖尿病大鼠溃疡创面胶原形成,并改善Ⅰ、Ⅲ型胶原的比例。

感染是影响创面愈合的最常见原因,慢性难愈性创面长时间处于炎症阶段,阻碍了愈合的进程[13]。研究表明,PRP 内含较高浓度的白细胞、中性粒细胞、单核巨噬细胞、淋巴细胞等,存在一定的抗菌作用。Aggour 等[14]的实验表明,激活后的PRP 能有效地抑制放线菌、牙龈链球菌、白色念珠菌的生长。Li 等[15]研究发现,富血小板血浆凝胶和富血小板血浆凝胶提取液均表现出特异性抗金黄色葡萄球菌的特性,富血小板血浆凝胶提取液通过提高人角质形成细胞HaCaT 内miRNA-21、降低PDCD4 表达、抑制NF-κB 活性来抑制HaCaT 细胞的炎症反应,提示PRP 在治疗糖尿病创面时发挥了抗炎作用。杨彪等[16]将PRP 与负压创面治疗相结合,用于治疗慢性难愈性创面,结果显示联合治疗较单纯负压创面治疗有更好的抑菌效果,能有效缩短创面床的准备时间与创面愈合时间,加快创面的再上皮化,提高创面的愈合率。

3 PRP 用于肌腱及韧带修复

急性、慢性肌腱损伤通常是过度和重复负荷的结果[17]。Zhang 等[18]认为,由于血液供应不足以及自我修复能力有限,受损的肌腱和韧带的愈合通常十分缓慢,从而导致了具有不良力学特性的瘢痕组织的形成,使得愈合的肌腱容易再次受损。多项研究表明,PRP 能促进肌腱干细胞的增殖和迁移,以及Ⅰ型胶原的再生,从而促进肌腱愈合。与纯PRP 相比,富含白细胞的PRP 能产生更多的胶原,形成更多的肌腱样组织。富含白细胞的PRP 也会导致更多炎症因子的产生,细胞会更倾向于向非肌腱细胞分化,导致凋亡。有研究表明,PRP 中淋巴细胞、单核细胞及中性粒细胞的比例越低,越有利于中度退行性肩袖肌腱损伤的恢复[19]。目前,PRP 在临床上已应用于改善肩袖损伤[20-21]、网球肘[22-24]、跟腱病[25]、髌腱炎等肌腱损伤疾病。林海丹等[26]在超声引导下将PRP 注射治疗用于肌腱的运动性损伤,通过超声图像、VAS 评分、肢体活动度等进行综合评估,认为PRP 能有效缓解运动性损伤所致的关节疼痛,改善肢体功能障碍。研究证明,PRP 相对于其他非手术治疗方式,能明显改善肌腱损伤所致的疼痛症状[27-28],已成为了髌腱炎患者的常规非手术治疗措施[29]。同样,对于肩袖损伤患者,局部注射PRP 的早期疗效优于类固醇激素,可用作皮质类固醇禁忌者的替代治疗方案[30]。

一项兔模型研究将贫血小板血浆和不同血小板浓度的PRP 单次注射在兔内侧副韧带上。结果表明,PRP 治疗组和对照组韧带宽度无明显差异,但PRP 组的组织学和生物力学特性均有明显改善,说明PRP 中较高的血小板浓度有利于损伤韧带的愈合[31]。另一研究将贫白细胞-PRP 运用于伴有低级别内侧副韧带损伤的慢性内侧膝关节疼痛患者,结果受损内侧副韧带的深浅层均有明显恢复,所有病例均恢复了治疗前的体育活动[32]。

4 PRP 用于骨愈合及牙周再生

研究认为,PRP 具有促进骨愈合的作用[33]。骨愈合早期存在一定程度的炎症反应,PRP 含多种生长因子和炎症因子,与单一生长因子相比,PRP 促进骨修复和再生的效果更佳。同时,PRP 中的生长因子和细胞因子在缺损部位的微环境重建中能刺激骨髓间充质干细胞募集,促进新骨形成和早期的血管重建[34]。研究表明,PRP 中淋巴细胞、肥大细胞及巨噬细胞的数量越低,越有利于骨的愈合[35]。

目前,大多数关于PRP 治疗骨缺损的研究均采用颌骨缺损或牙周缺损模型,另有一部分研究则倾向于将PRP 与组织工程支架材料(如碳酸钙骨水泥材料[36]、甲基丙烯酰明胶水凝胶[37])相结合,应用于颅骨缺损或胫骨缺损模型。Swennen 等[38]认为,只有在使用PRP 治疗后立即开始主动牵张,PRP 才会对骨再生有明显促进作用。而PRP 治疗改善骨质疏松主要是通过促进骨生成以及抑制骨髓中脂肪的产生。有研究将PRP应用于骨质疏松性大鼠股骨愈合,结果发现PRP 能够促进骨再生,但是过高浓度的PRP 也可能会抑制骨再生[39]。同样,有关于PRP 在临床应用方面的研究仍以口腔颌面为主。Shashikiran 等[40]基于以往生长因子在骨移植和再生方面研究的结果,将PRP 应用于儿童牙科领域,认为在儿童口腔囊肿摘除术后使用PRP 能显著促进骨愈合。随后,Antonello 等[41]用同种异体PRP 对25 名成年患者的牙槽骨缺损进行修复,结果显示PRP 对牙槽骨的修复有明显的促进作用。Banik 等[42]同样将PRP 运用于颌骨囊肿切除术后的缺损部位,结果显示术后12 和18 周的骨再生均发生了明显的变化,证明了PRP可以诱导早期骨质再生。

虽然大多数研究报道了PRP 增强和改善骨愈合的有效性,但PRP 在临床中的有效性仍存在一定的争议和怀疑,需要进一步的研究来明确其治疗机制和临床上的应用方案。

5 总结与展望

自体富血小板血浆已成为相关领域的研究热点。因其来源于自体,取材制作方便快捷,无免疫排斥反应以及疾病传播风险,已在基础研究和临床应用研究中显示出了一定的疗效。近几年的研究更倾向于将其和干细胞或生物材料相结合,不断拓展其可能的应用范围。水凝胶材料可以作为一种良好的载体,通过构建不同类型的智能材料,从而达到温敏、支架化、缓释等作用,从而进一步影响PRP 或其他药物的释放及功能。将PRP 与透明质酸敷料相结合,形成了相关生物功能化支架,在表皮增生和真皮再生等方面体现出了强大的再生潜力[43]。Wei 等[44]将PRP 与抗菌肽修饰的透明质酸/氧化葡聚糖水凝胶相结合,用于小鼠糖尿病创面模型,体现了良好的生物活性、缓释能力以及抗菌性。雷肖璇等[45]通过将人脂肪源性间充质干细胞与PRP 结合,用于小鼠全层皮肤缺损创面愈合,结果显示两者均参与了创面早期炎症、中期组织增殖以及后期再上皮化与塑形等过程,提高了创面愈合的速度和质量。

但是,目前尚无PRP 的制备标准,制备时所采用的离心速度、时间、次数以及制备工具等均存在差异,可能会导致PRP 的回收率及生长因子的释放有所变化;另外,具体的适应证以及治疗参数(包括病情、病程、时间、治疗部位、次数、周期以及是否应与其他治疗方式联用)仍需进一步研究,已报道的大部分的临床试验均为短期的结果,缺乏长期随访结果的验证。

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