富血小板血漿促進口腔組織再生的影響因素

任明明 綜述，柳忠豪 審校

(1. 大連醫(yī)科大學(xué) 研究生院，遼寧 大連 116044； 2. 煙臺市口腔醫(yī)院 種植中心,山東 煙臺 264008)

1 富血小板血漿(platelet—rich plasma，PRP)概述

1.1 PRP分子生物學(xué)作用機制

PRP是指自體血液經(jīng)過離心分層后位于白細胞上方富含血小板的血漿部分。Whitman[1]在1997年第一次提出活化的血小板及其釋放的生長因子可以加速傷口的愈合。作用機理是當(dāng)血小板被激活后，α顆粒釋放出多種生長因子，主要包括血小板衍生生長因子(PDGF)、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)、胰島素樣生長因子(IGF-1)以及血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)等。這些生長因子之間具有協(xié)同作用。它們一方面對細胞的增殖、分化、膠原合成和血管再生起著促進作用，一方面抑制破骨細胞的功能，共同維持著組織環(huán)境的平衡，對于骨缺損的修復(fù)和再生有著重要的作用[2]，其中又以PDGF和TGF-β最為重要。PDGF作為一種促進有絲分裂劑和單核細胞與吞噬細胞的生物趨化因子，是在創(chuàng)傷愈合過程中最早出現(xiàn)的生長因子。它通過與細胞表面特異受體結(jié)合，對成骨細胞進行多方面調(diào)節(jié)，刺激成骨細胞增殖，從而促進骨再生[3]；它還可以刺激血管內(nèi)皮細胞分裂，加速血管增生，促進移植區(qū)的毛細血管生長和膠原蛋白的合成，加速創(chuàng)傷部位的修復(fù)[4]。TGF-β可促進前成骨細胞的有絲分裂和趨化，同時抑制破骨細胞的生成和骨吸收，從而對創(chuàng)傷的愈合和骨組織再生起促進作用[5]。

另外，PRP中還富含3種粘結(jié)蛋白：纖維蛋白原、纖維連接蛋白和玻璃粘連蛋白，這些蛋白在骨引導(dǎo)過程中起著細胞黏附分子的作用，加速骨形成的速度，從而縮短治療過程[4]。

1.2 PRP的實驗研究及其臨床應(yīng)用

近年來，學(xué)者們就PRP進行了大量的動物實驗和臨床研究。

在促進骨形成方面：Marx[6]于1998年首次把PRP與自體髂骨結(jié)合應(yīng)用于下頜骨缺損重建治療中，證實PRP能夠促進骨的成熟，并有利于形成更高的骨密度。Oqundipe[7]將PRP應(yīng)用于下頜第三磨牙拔出后的牙槽窩中，發(fā)現(xiàn)PRP能夠減少術(shù)后疼痛腫脹以及牙關(guān)緊閉，促進創(chuàng)口骨的形成。 Kroese-Deutman等[8]將PRP和自體骨聯(lián)合應(yīng)用于鈦種植體的周圍，發(fā)現(xiàn)其骨愈合的速度快于單純自體骨移植的組別，認為PRP對于鈦種植體周圍的骨形成有促進作用；Zhang S等[9]研究證實，PRP能夠提高骨髓間質(zhì)細胞中堿基磷酸酶的活性，加速骨的形成。

在促進牙周組織再生方面，Yilmaz S[10]記錄20名慢性進展性牙周病患者接受基礎(chǔ)治療3個月后仍存在3 mm的骨內(nèi)缺損，牙周探診深度6 mm，以PRP與凍干牛骨聯(lián)合應(yīng)用治療牙周骨缺損，術(shù)前和術(shù)后12個月分別測量探診深度、附著水平、邊緣齦退縮、探診和X線示骨水平進行統(tǒng)計學(xué)分析比較，其結(jié)果顯示術(shù)前術(shù)后各數(shù)據(jù)差異均有顯著性意義，術(shù)后患者的臨床檢查和X線片顯示均表明牙周情況有明顯的改善。

另外，PRP還能夠促進神經(jīng)，韌帶，上皮，血管等的再生。 Elgazzar等[11]研究發(fā)現(xiàn)，PRP能夠增加末梢神經(jīng)纖維再生的數(shù)量，加速周圍神經(jīng)的再生速度。

然而，在大部分學(xué)者證實了PRP的積極作用的同時，也有學(xué)者在PRP的研究中有著不同的發(fā)現(xiàn)：Michael M等[12]研究表明，PRP對于骨愈合沒有任何明顯的促進作用；Arpornmaeklong[13]等體外研究顯示PRP在一定劑量時會抑制前成骨細胞的成骨分化，認為PRP在成骨誘導(dǎo)作用上不是BMP-2的替代體。Kazakos[14]在動物實驗研究中發(fā)現(xiàn)：PRP單獨應(yīng)用或者和GBR技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用都不能加速骨組織的愈合，認為對于PRP的研究應(yīng)該更側(cè)重于其對軟組織、筋腱和韌帶的促進作用。

2 影響PRP促進組織再生作用的因素

通過文獻回顧，作者發(fā)現(xiàn)影響PRP促口腔組織再生實驗結(jié)果差異的因素可以歸納為以下幾類。

2.1 PRP中生長因子的濃度

PRP中血小板的濃度影響成骨細胞的增殖和分化：Choi等[15]將PRP應(yīng)用于成骨細胞的體外培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低濃度(1%～5%)的PRP可以促進成骨細胞的生長。但當(dāng)其濃度過高時，則會抑制細胞的生長。相同濃度的PRP，不同的用量也在骨形成實驗中有不同的發(fā)現(xiàn)： Nagata M[16]在大白兔顱骨的缺損中，在缺損區(qū)分別覆蓋血凝塊、自體骨、自體骨分別與50、100、150 μL的相同濃度的PRP聯(lián)合應(yīng)用5種材料。術(shù)后1個月以免疫組織化學(xué)染色法定量分析新生骨中的骨鈣蛋白和骨橋蛋白，結(jié)果顯示：自體骨/prp-100中骨鈣蛋白和骨橋蛋白的表達最高，并伴有新形成骨量的增加，而自體骨/prp-150組中骨橋蛋白的表達低于單純自體骨移植組。而且剩余骨移植顆粒的量也要高于其他組別。作者認為，自體骨/PRP聯(lián)合應(yīng)用促進骨的愈合需要合適的比例，PRP含量超過此比例時反而起到相反的作用。

目前，PRP促進組織再生的最佳血小板濃度尚不清楚，但可以明確PRP促進組織再生需要一個最佳的血小板濃縮度，低于或高于這個比例都不會得到很好的臨床效果。

2.2 PRP促組織再生作用的持續(xù)時間

PRP一經(jīng)激活,超過95%的生長因子在1 h內(nèi)釋放出來,首次釋放之后PRP中的血小板可以繼續(xù)合成和釋放更多的生長因子,一般在7 d后血小板失效[4]。所以PRP在創(chuàng)傷愈合的早期效果比較明顯。PRP激活后應(yīng)用于創(chuàng)面,隨著生長因子的大量釋放,組織細胞開始一系列的增殖和分化。He L[17]等研究中將PRP和PRF在誘導(dǎo)成骨細胞的增殖和分化做對比時也證實這一觀點：PRP在術(shù)后第1天表達TGF-1 和PDGF-AB因子的數(shù)量達到最高峰值，而之后表達明顯下降；PRF則在術(shù)后第7天和第14天分別表達最高數(shù)量的PDGF-αβ和TGF-1，由PRF誘導(dǎo)的細胞在第14天達到礦化峰值。

2.3 PRP制取的方法

制備PRP的方法較多，使用不同的制備系統(tǒng)，在不同的離心次數(shù)、離心力和離心時間所制備出的PRP中，血小板的體積分數(shù)以及各種生長因子的量和活性各不相同。Weibrich等[18]比較了兩種不同的PRP制取系統(tǒng): 濃縮血小板采集系統(tǒng) (PCCS，platelet concentration collection system)與 Curasan(eurasan PRP kit)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)PCCS系統(tǒng)產(chǎn)生的血小板數(shù)更多，TGF-β與IGF-I的濃度更高。Jo CH等[19]對制取PRP過程中的離心力、時間做了研究，證明首次離心采用900 g離心力離心5 min，再次離心采用1500 g離心力離心15 min獲得的血小板的成活率最高。此外，由于每個個體內(nèi)血小板數(shù)量的不同，相同的血小板含有的生長因子的水平也不相同。因此，對于獲得最佳使用效果PRP的制備是否需要個性化，還需要進一步的研究。

2.4 凝血酶的影響

凝血酶常用于激活富血小板血漿，有利于生長因子的釋放。用于PRP激活的凝血酶主要有兩種來源：一種為自體獲取的人凝血酶，一種為異種來源的凝血酶，主要為牛凝血酶。Su等[20]分別用人凝血酶和牛凝血酶來制備PRP凝膠，發(fā)現(xiàn)用人凝血酶制成的PRP其PDGF和TGF濃度高于用牛凝血酶制成的。但對于牛凝血酶的不良反應(yīng)在臨床中亦有報道：如過敏性休克[21]，增加牛海綿狀腦病傳播的危險[22]，使機體對凝血因子V、XI產(chǎn)生抗體，導(dǎo)致體內(nèi)凝血系統(tǒng)紊亂[23]。

Mazzucco L等[24]指出PRP中不加入凝血酶可減少生長因子的丟失，延長PRP的作用時間。Rodrigues SV等[25]在牙周骨內(nèi)缺損治療研究中，未加凝血酶的PRP無論是否與牛骨聯(lián)合應(yīng)用，術(shù)后患者的牙周袋探診深度及附著水平均有明顯改善。因此，對于在PRP中是否加入凝血酶還存在較大爭議。

2.5 PRP載體材料的影響

在口腔骨組織工程中，骨移植材料包括自體骨，同種異體骨和異種骨移植。其中，自體骨通過骨引導(dǎo)和成骨來促進愈合，異體骨是通過骨誘導(dǎo)性來促進骨形成，異種骨則是通過骨引導(dǎo)性來促進骨愈合。PRP和各種骨移植材料聯(lián)合應(yīng)用于組織再生，不同的載體材料所起的作用也有所不同。Zhang等[9]動物實驗中，分別以coral(多孔珊瑚)/PRP/MSC、coral/PRP、coral/MSCs作為移植材料應(yīng)用于骨缺損區(qū)，術(shù)后7～14 d檢測堿基磷酸酶的活性，4～8周觀察骨的形成。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，coral/PRP/MSC組堿基磷酸酶的活性最高，相對于其他兩組其差異具有顯著性意義，并有更多的新骨形成，而coral/PRP 組中未見軟骨或新骨的形成;在上頜竇充填、竇底提升時，PRP 與BMSCs 的混合物較單純松質(zhì)骨顆?；騿渭働RP 更能促進骨再生[26]；動物實驗中，自體骨混合PRP骨髓或間充質(zhì)細胞可以促進骨的愈合，但是自體骨和PRP單獨應(yīng)用，其增強骨再生效果似乎不如自體骨髓或間充質(zhì)細胞的好[27]。這些均表明BMSC為PRP的良好的載體材料，PRP在BMSC存在時能夠發(fā)揮更好的促進作用。而魏紅等[28]研究中就PRP、Bio-Oss、PRP復(fù)合骨移植材料Bio-Oss對大鼠牙周創(chuàng)傷模型中牙周組織再生的作用進行比較時發(fā)現(xiàn)，PRP-Bio-Oss材料盡管比單獨使用Bio - Oss有較多的骨形成,但未見明顯促進作用,缺損處的大部分空間都被骨粉占據(jù)，作為支架材料的Bio-Oss并未起到促進骨形成的作用,相反制約了大鼠牙槽骨的再生。認為這可能是由于Bio-Oss降解速度較慢,在大鼠自體牙槽骨形成過程中,占據(jù)了自體骨形成的空間,阻礙了骨的形成。因此，PRP的促進作用與載體材料也有一定的關(guān)系。

除上述PRP自身的因素外，實驗設(shè)計也是很重要的影響因素。動物實驗與臨床實驗中，不同實驗對象之間個體的差異，臨床中病人自身的術(shù)后維護情況，隨訪期長短的不同等都會影響實驗的結(jié)果。

3 結(jié) 語

由于血小板激活并釋放生長因子是一個復(fù)雜的過程，血小板數(shù)量的增加并不能立即使所有生長因子濃度相應(yīng)升高，PRP體內(nèi)最佳作用濃度、制取設(shè)備、凝血酶、各生長因子釋放的順序及相互作用等因素均制約著PRP作用的發(fā)揮。因此，統(tǒng)一各種非生物性因素，在最佳的體內(nèi)作用濃度下，并聯(lián)合應(yīng)用合理的載體材料,PRP促進組織再生的作用是肯定的。具體的PRP促進組織再生的臨床效果仍需要更深入的研究及大量的證據(jù)來證明。

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