濃縮生長因子在種植軟硬組織增量方面的研究及應(yīng)用

王瑜 王偉 顧新華

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院口腔科 杭州 310003

濃縮生長因子（concentrated growth factor）作為繼富血小板血漿（platelet rich plasma）與富血小板纖維蛋白（platelet rich fibrin）后的新一代血小板濃縮制品，最早于2006年提出，其所含的纖維蛋白及大量生長因子對組織修復(fù)、再生具有重要意義。作為再生醫(yī)療領(lǐng)域中的新興技術(shù)，濃縮生長因子在口腔種植、牙周、頜面外科等多個領(lǐng)域體現(xiàn)出其獨特優(yōu)勢。

1 濃縮生長因子的發(fā)展過程

血漿提取物的發(fā)展大致經(jīng)歷富血小板血漿、富血小板纖維蛋白以及濃縮生長因子3個階段。

富血小板血漿于1984年由Assoian等[1]最先提出，研究發(fā)現(xiàn)通過自體全血梯度離心后獲得的血小板濃縮物與10%氯化鈣、牛凝血酶混合，可啟動血凝的最后一個階段及快速的纖維蛋白聚集，在激活血小板和蛋白凝膠的過程中，短時間內(nèi)釋放出大量生長因子。1997年，Whitman等[2]率先將自體富血小板血漿應(yīng)用于口腔頜面部骨缺損的修復(fù)，取得良好效果。但是，目前對于富血小板血漿的使用尚存在爭議。因其在制備過程中需2次離心，增加了污染的概率，而添加外源性氯化鈣及牛凝血酶，則使富血小板血漿的使用存在伴發(fā)凝血系統(tǒng)紊亂的風(fēng)險[3]，其安全性受到質(zhì)疑。

富血小板纖維蛋白作為取代富血小板血漿的第二代血小板濃縮物，最早由Choukroun等[4]于2001年提出。富血小板纖維蛋白的制備過程中無需添加任何凝血酶類的化學(xué)添加劑，不存在安全風(fēng)險。新鮮靜脈血通過1次定速離心（3 000 r·min-1，10 min），逐漸形成纖維網(wǎng)絡(luò)，同時血小板被激活，脫顆粒釋放出大量生長因子。這些生長因子能夠嵌入纖維網(wǎng)絡(luò)中，與之形成特定的化學(xué)結(jié)合，而后在組織內(nèi)實現(xiàn)緩慢釋放，促進(jìn)組織愈合，延長作用時間[5-7]。

濃縮生長因子與富血小板纖維蛋白一樣，由靜脈全血分離得到，制備過程中無需添加任何化學(xué)制劑，但離心過程有所不同。濃縮生長因子采用2 400～2 700 r·min-1的變速離心技術(shù)，增加了血小板間的碰撞率，從而能夠獲得更高濃度、種類更豐富的生長因子。

相關(guān)學(xué)者[8-9]的比較研究顯示，濃縮生長因子中血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的含量達(dá)富血小板纖維蛋白的1.5倍；同時，濃縮生長因子也因此獲得了更大、更致密的纖維蛋白凝塊，使其具備了更高的抗張強度和黏附性。

2 濃縮生長因子的制備方法

濃縮生長因子的制備一般于術(shù)前即刻進(jìn)行。采集適量的患者靜脈全血，注入未添加抗凝劑的10 mL無菌Vacuette試管中，注滿后勿搖動，立即放入Medifuge離心機，配平，設(shè)定濃縮生長因子離心程序：加速30 s，轉(zhuǎn)速2 700 r·min-1離心2 min，2 400 r·min-1離心4 min，2 700 r·min-1離心4 min，3 000 r·min-1離心3 min，減速36 s至停止[10]。整個過程大致持續(xù)14 min。離心結(jié)束后，試管內(nèi)可分為4層，由下至上分別為紅細(xì)胞層、生長因子與干細(xì)胞層、血沉棕黃色層（buffer coat layer）、血清層[11]。除血清層外，其余各層均呈相互連接的凝膠狀。所謂的濃縮生長因子即指生長因子與干細(xì)胞層，使用時用無菌剪刀剪斷分離，可被暫時儲存于稀釋的抗菌溶液（Lincocin 600 mg）中。

濃縮生長因子的使用形式多樣，可直接使用，也可根據(jù)需要將濃縮生長因子切割成適當(dāng)直徑的顆粒，單獨或與其他生物材料混合使用。此外，亦可利用特制的手術(shù)壓制器，將其壓制成濃縮生長因子膜來使用。

研究[9]表明，除濃縮生長因子層外，紅細(xì)胞層同樣富含轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β1及VEGF，提示臨床上可將濃縮生長因子與紅細(xì)胞層混合應(yīng)用，以實現(xiàn)其作用的最大化。

3 濃縮生長因子的主要成分及作用

濃縮生長因子主要可分為2部分，即由粗細(xì)不等的纖維蛋白原分子構(gòu)成的三維立體網(wǎng)狀支架與“鑲嵌”其中的各類細(xì)胞及生長因子。

纖維蛋白立體網(wǎng)架孔隙大、彈性好，一方面可作為各類細(xì)胞及生長因子的“儲藏室”，使其在組織中隨著膠原降解而緩慢釋放，延長作用時間[12]；另一方面又能支持由生長因子誘導(dǎo)生成的新生組織，作為骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等的生長支架，引導(dǎo)新骨的沉積和向內(nèi)部生長。

濃縮生長因子中所含的生長因子主要包括以下幾類：血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）、TGF-β、胰島素樣生長因子（insulin like growth factor，IGF）、VEGF、表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）、成纖維細(xì)胞生長因子（fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）等。此外，Rodella等[9]發(fā)現(xiàn)濃縮生長因子層中還存在著一定量的CD34+細(xì)胞，其與組織內(nèi)新生血管形成、維護(hù)密切相關(guān)。

4 濃縮生長因子在口腔種植中的應(yīng)用

近幾年，種植技術(shù)以其不損傷鄰牙、使用無異物感等多項優(yōu)點，逐漸成為替代固定橋、活動義齒來進(jìn)行牙列缺損、牙列缺失修復(fù)的首選。但對于長期缺牙導(dǎo)致的骨組織缺損、軟組織不足，如何有效修復(fù)缺失、如何縮短治療周期仍是口腔種植醫(yī)生不斷思考與探討的問題。

4.1 濃縮生長因子與硬組織增量

目前，臨床上針對種植位點骨缺損常用的骨增量方法包括引導(dǎo)性骨再生術(shù)（guided bone regeneration）、骨劈開術(shù)、骨擠壓術(shù)、牽張成骨術(shù)等。此外，針對上頜后牙區(qū)垂直方向上的骨量不足，根據(jù)手術(shù)路徑可分為從側(cè)方開口的上頜竇外提升術(shù)與從牙槽嵴頂開口的上頜竇內(nèi)提升。

引導(dǎo)性骨再生術(shù)作為種植中獲得骨增量的常用手段，包括2個關(guān)鍵部分，即骨代材料（如Biooss）與膜屏障（如Bio-guid）。體外研究[13]表明，適宜濃度的濃縮生長因子提取液可有效促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖、分化以及成骨相關(guān)基因的表達(dá)。得益于濃縮生長因子多樣的應(yīng)用形式，許多研究致力于實現(xiàn)濃縮生長因子與骨代材料、膜屏障材料的聯(lián)合使用，甚至替代使用，以獲得更佳的骨增量效果。

針對即刻種植種植體周圍存在的骨缺損，柳宏志等[14]在動物實驗中，對濃縮生長因子聯(lián)合骨代產(chǎn)品與單純應(yīng)用骨代產(chǎn)品的修復(fù)效果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)濃縮生長因子聯(lián)合骨代產(chǎn)品組的新骨形成時間更早，可有效縮短種植體形成骨結(jié)合的時間。而通過臨床實踐發(fā)現(xiàn)，在即刻種植中使用濃縮生長因子聯(lián)合骨代產(chǎn)品修復(fù)骨缺損6個月后，牙槽骨骨量較術(shù)前明顯增加，種植體周改良齦溝出血指數(shù)、探診深度與正常鄰牙無顯著差異[15]，與單獨運用骨代產(chǎn)品的病例相比，濃縮生長因子組牙齦退縮程度明顯更小[16]。此外，單獨使用濃縮生長因子（未聯(lián)合骨代材料）修復(fù)該類型缺損的修復(fù)效果有限[8,17-18]，因此并不提倡濃縮生長因子的單獨使用。

在關(guān)于濃縮生長因子膜的研究中，Isobe等[12]對濃縮生長因子膜與無血小板血漿纖維膜進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)前者在張力、纖維蛋白厚度、交聯(lián)密度方面均優(yōu)于后者，且降解速度更慢。李娜等[19]則對濃縮生長因子膜與海奧口腔修復(fù)膜在引導(dǎo)性骨再生術(shù)中的作用效果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)濃縮生長因子膜組植骨厚度與修復(fù)后骨厚度明顯高于對照組。

此外，也有不少學(xué)者致力于濃縮生長因子在上頜竇提升中的應(yīng)用。Wang等[20]對比格犬行上頜竇提升術(shù)，發(fā)現(xiàn)術(shù)后6個月Bio-oss聯(lián)合濃縮生長因子組在成骨比例、新生骨組織微硬度方面均顯著優(yōu)于Bio-oss組，且殘留移植物更少。Sohn等[21]單獨使用濃縮生長因子作為移植材料開展上頜竇外提升術(shù)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過5個月的愈合期，上頜竇內(nèi)新骨形成，骨密度良好，活體組織檢查未見明顯炎癥反應(yīng)，骨形成活躍；上部修復(fù)后10個月，成功率達(dá)98.2%。Kim等[22]及Park等[23]的研究獲得類似結(jié)論。

Pirpir等[24]將濃縮生長因子膜襯于種植窩內(nèi)，而后行種植體的植入，實驗組植入1周以及植入4周后的種植體穩(wěn)定系數(shù)（implant stability quotient）均顯著高于對照組；僅在對照組中觀察到種植體植入初期種植體穩(wěn)定系數(shù)生理性降低的現(xiàn)象，從而反映了濃縮生長因子在促進(jìn)骨結(jié)合、維護(hù)種植體穩(wěn)定性、縮短種植修復(fù)周期中的積極作用。

4.2 濃縮生長因子與軟組織增量

種植體周圍足夠的軟組織是保障種植最終美學(xué)效果的前提，同時不少于2 mm的角化齦保證了種植體周圍最低的生物學(xué)寬度，有益于種植體周圍的衛(wèi)生維護(hù)，降低種植體周圍炎的發(fā)生率，也可以避免軟組織對種植體及上部結(jié)構(gòu)的過度牽拉，延長種植修復(fù)體使用壽命。對于長期缺牙引起的軟組織量不足，臨床常見的增量方法包括誘導(dǎo)軟組織增量術(shù)、結(jié)締組織瓣轉(zhuǎn)移術(shù)、結(jié)合使用膜類替代材料等。

已有研究[25-26]證實，生長因子對牙齦成纖維細(xì)胞、牙周膜干細(xì)胞的增殖與分化具有促進(jìn)作用。柳宏志等[27]的研究顯示，將濃縮生長因子膜覆蓋于深及皮下筋膜層的軟組織缺損處，可明顯縮短軟組織愈合時間，減少瘢痕形成，提高愈合效果。Bozkurt Do?an等[28]對根向復(fù)位瓣術(shù)結(jié)合濃縮生長因子治療上頜連續(xù)多牙牙齦退縮的效果進(jìn)行隨機臨床試驗，術(shù)后觀察6個月，發(fā)現(xiàn)與單純運用根向復(fù)位瓣相比，結(jié)合使用濃縮生長因子可使角化齦及牙齦厚度得到顯著增加。此外，對于濃縮生長因子在軟組織不足的缺牙區(qū)域的應(yīng)用效果尚未見報道。

5 總結(jié)及展望

濃縮生長因子來源于自體，制備過程中無任何添加，無毒性，避免了使用過程中可能存在的免疫排斥反應(yīng)，臨床應(yīng)用安全。得益于其所含的大量生長因子及獨特的纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，濃縮生長因子在促進(jìn)組織愈合、骨組織生長成熟、減輕炎癥反應(yīng)方面作用顯著。而且，濃縮生長因子運用形式多樣，可剪切成小顆粒與骨代材料混合使用，除了可利用其黏性穩(wěn)定移植材料，二者結(jié)合更優(yōu)化了雙方的性能；濃縮生長因子也可壓制成膜，在促進(jìn)組織修復(fù)的同時，起到膜屏障作用。

濃縮生長因子的應(yīng)用前景十分廣闊，但在推進(jìn)其應(yīng)用的同時，仍有一些問題尚待解決。首先，就目前臨床研究的結(jié)果而言，患者的隨訪時間均較短，濃縮生長因子獲得的遠(yuǎn)期效果仍有待觀察。其次，研究[29]表明過高的生長因子濃度可能抑制細(xì)胞的增殖、分化，而且在許多文獻(xiàn)中雖然得出了濃縮生長因子可促進(jìn)組織修復(fù)的結(jié)論，但對其使用的濃度、與骨代材料的混合比例未進(jìn)行明確闡述，不利于濃縮生長因子在臨床中推廣使用或在臨床使用中發(fā)揮最佳效果，因此對濃縮生長因子的應(yīng)用濃度及比例進(jìn)行探究是必要的。此外，已有研究致力于濃縮生長因子的單獨使用，但發(fā)現(xiàn)并非任何類型的組織缺損均適用，因此明確其適應(yīng)證或如何拓寬其適應(yīng)證仍有待進(jìn)一步研究。體外研究[30-31]表明，濃縮生長因子亦可促進(jìn)施旺細(xì)胞的增殖、分化與遷移，這無疑為種植手術(shù)中可能導(dǎo)致的神經(jīng)損傷的修復(fù)提供了新思路。