血小板浓缩制品PRPRFCGF综述

1、血小板浓缩制品血小板作为一种多功能细胞 , 不仅在血栓形成和止血中发挥作用 , 而且在血管 发生、组织修复和炎症过程中也扮演着重要的角色 1 。血小板被激活后，可释放 多种生物活性物质， 在促进组织愈合方面起重要作用。 目前的血小板浓缩制品经 过几代发展主要有以下几种：富血小板血浆(platelet rich plasma, PRP ,富 血小板纤维蛋白( platelet rich fibrin ， PRF), 浓缩生长因子( CGF， Concentrate Growth Factors )。一 发展历史1984 年， As s o i o n 2 等发现了人血浆中提取的富血小板血浆 (p

2、latelet rich plasma, PRP中含有多种生长因子，当PRP与氯化钙以及牛凝血酶混合后， 各种生长因子即从血小板中的a颗粒中释放出来。但是牛凝血酶的使用往往伴随着凝血因子V、幻抗体的形成，并且存在着威胁生命的凝血紊乱发生的可能性 。 作为第二代浓缩血小板，富血小板纤维蛋白(PRF是由Choukroun。PRF是富纤 维蛋白凝胶， 由患者静脉中抽取的新鲜血液制作而成， 属于新一代的血小板浓缩 物，它制备简单无需任何生物添加剂的处理。在PRF通过离心分离的制备过程中， 血小板被激活同时大量脱颗粒细胞中蕴含的重要的生长因子释放出来 4。浓缩生 长因子(CGF)是Sacco首先研发的呵

3、，与PRF一样，CGF由静脉血分离制备而成。 不过，两项技术的离心速度有所不同。 与PRF不同，CGF技术采用的速度从2400 到2700rpm不等，这是为了分离静脉血中的细胞，因此CGF中富含纤维蛋白凝块 比PRF中的大得多，而且更粘稠，纤维蛋白的含量也更多。二 详细介绍1 PRPPRP 制取方法及组成结构PRP 最早由 Assoian 于 1984 年提取制备 2 ，是自身静脉血经梯度离心分层 后位于白细胞上方的富含血小板的血浆部分， 含有全血中 70%以上的血小板， 于 其中加入凝结剂 (常用 10%氯化钙和凝血酶 )可形成胶状物， 激活后血小板 a 颗 粒释放出多种生长因子，如转化生长

4、因子 -B (TGF-B )、骨形成蛋白(BMPs)、血 小板衍生生长因子(PDGF)类胰岛素生长因子(IGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、 表皮生长因子(EGF)和成纤维细胞生长因子(FGF)等冋。这些生长因子在PRP中 浓度很高， 根据不同的制作方法， 约为体内正常浓度的几倍甚至几百倍 9-11 。 PRP 血浆成分中的纤维素， 纤连蛋白及亲玻粘连蛋白， 可作为生长因子的载体， 同时 也是一种非常良好的细胞黏附分子。PRP 的现状在过去的20余年间，PRP已经逐渐被应用于临床，其中包括促进软组织愈合 和促进骨组织再生方面的应用。 应用较多的领域主要有整形美容和创伤外科专业 等12，13

5、。1998年PRP由Marx首次引入口腔医学领域中，并逐渐成为口腔医学的 研究热点之一。其中PRP在口腔种植学骨增量方面相关的研究进行的较多，并且 得到了多数的肯定。但是，PRP的应用一直争议不断，这些争议集中于其疗效的 稳定性14-19和使用的安全性上。后者的矛盾最为尖锐。此矛盾的产生源于PRP在制备过程中需要加入异种凝血酶和抗凝血制品， 这被认为可能导致免疫排斥反应 的发生和感染性疾病的传播。2 PRFPRF 制取方法及组成结构为了延续PRP的优势，同时避免争议，法国科学家 Choukroun等于2000年提 取制备了新一代自体血液制品 Choukroun 富血小板纤维蛋白( Choukr

6、oun platelet-rich fibrin ， Choukroun s PRF) 20。Choukroun s PRF 是自身静 脉血经离心分层后位于贫血小板血浆层(Platelet poor plasma ，PPP与红细 胞碎片层之间的富含血小板的纤维蛋白凝胶。在制备过程中，Choukroun s PRF的纤维蛋白原发生缓慢的聚合， 形成三分子的立体网状结构， 其凝胶组织具有疏 松、孔隙大、弹性好，滞留大量血小板及生长因子的特点。传统的 PRP 为四分 子结构，而 PRF 经过缓慢自然的聚合， 产生的纤维蛋白为三分子立体网状结构， 其凝胶组织较为疏松， 孔隙大， 弹性高。 组织细胞及循

7、环血中的干细胞能更快的 长入其中， 细胞因子也被大量的滞纳， 并与纤维蛋白发生化学键结合。 PRF 的纤 维蛋白作为一种基质为细胞的附着， 迁移以及分化提供了有利的场所 22 。生长因 子主要包括转化生长因子-B( Transforming growth factor- B，TGF-B)、血 小板衍生生长因子 -AB(platelet-derived growth factor-AB ， PDGF-AB、) 类胰 岛素生长因子-I (insulin-likegrowthfactor- I ， IGF- I )等。由于Choukroun s PRF 纤维蛋白原发生缓慢聚，使血小板和生长因子以化学

8、键结合 于 PRF 的纤维蛋白原上，利于其充分发挥协同作用 21 。纤维蛋白基质内还含有 大量的免疫细胞，可能参与炎症反应的调节。Choukroun s PRF 促进骨组织再生的机制、机理Choukroun s PRF作用的发挥有赖于其富含血小板内的a -颗粒脱颗粒后释 放的多种生长因子。 生长因子可以诱导成骨细胞迁移、 增殖、分化，促进骨愈合。 Choukroun s PRF 内还富含散在的免疫细胞，这些免疫细胞可以释放多种炎症 因子，可能参与炎症调节， 从而减轻周围软组织的炎症反应， 同时具有抗感染能 力。 Dohan 等提出 Choukroun s PRF 不仅含有大量血小板，而且可以加

9、强机体 的防御反应 23。在制备 Choukroun s PRF 过程中，采集的血液中未添加抗凝剂， 也未使用凝血酶和氯化钙诱导血小板活化及纤维蛋白聚合， 模拟生理性的凝血过 程，发生了类似天然纤维蛋白网形成的缓慢聚合，形成三分子立体网状结构 24。 这种网状结构便于营养物质和氧气弥散至细胞周围， 为成骨细胞的迁移、 增殖及 分化提供场所；网状结构还可以为骨愈合提供支架。与 PRP 相比， Choukroun s PRF 具有更强的成骨能力。 Ling He 等研究认为 Choukroun s PRF 具有逐步 释放生长因子的生物特性， 并使其保持较高水平 25，从而表现更优越的成骨作用。 孙

10、洁等研究显示 Choukroun s PRF 内大部分血小板外膜完整，大量 a - 颗粒 完整未破裂，从而证明PRF内大量血小板仍处于未完全激活状态26。同时,Dohan DM等研究认为PRF的网状结构将血小板、生长因子以化学键结合24。因此，随 着纤维蛋白逐渐溶解， 结合的生长因子缓慢释放， 同时结合的血小板被激活后脱 颗粒释放出生长因子，使生长因子持续发挥作用，延长了生长因子的作用时间， 加强了成骨效果。还有研究提出， Choukroun s PRF 内的大量免疫细胞也可以 使 Choukroun sPRF 内释放的 TGF-B 和 VEGF 在实验过程中始终保持较高水 平27 。上述研究

11、证实 Choukroun s PRF 具有良好的成骨能力。PRF 促进软组织愈合影响的作用原理首先，PRF富含的多种生长因子可协同作用，促进I型胶原及纤连蛋白的合成， 促进基质干细胞的趋化及增殖， 刺激成纤维细胞及血管内皮的分化增殖 29，在组 织愈合过程中起重要调控作用。其次， PRF 的三维立体网状结构作为基质， 为细胞的附着， 迁移以及分化提供 了有利的场所 28 ，使组织细胞及循环血中的干细胞能更快的长入其中， 并且，这 种结构弹性好，孔隙大，利于营养物质及氧气的弥散，加速愈合过程。 第三，大量的滞纳的血小板及生长因子与纤维蛋白发生化学键结合， 这种特殊 的结构与多种生长因子有较强的亲

12、和力， 从而使生长因子缓慢释放， 延长 PRF 在 创口的作用时间 30 。也有研究表明， PRF 的立体结构可以滞纳大部分白细胞， 调 节炎症反应，并使多种细胞因子缓慢持续释放， 对于组织修复产生积极效果 31-33 。 Choukroun s PRF 的突出特点：制备操作简单； 制备过程无需添加抗凝试剂及凝血酶制品， 种植手术术前术中 均可进行，不存在交叉感染危险 34 ，使用安全；完全取自自体血，经济方便；制 备过程模拟天然凝血过程， 制得的纤维蛋白凝胶分子结构类似于天然血凝块中的 纤维蛋白； 富含血小板及各种细胞因子， 具有促进组织愈合的能力； 含有免疫细 胞释放的炎症因子和修复介质，

13、具有调节炎症反应和抗感染的能力 35 。在制备上， 其突出之处在于不添加任何生物制剂， 只需简单的离心， 这就避免 了以往血液制品存在的伦理道德争议和疾病传播的风险。在生物性能上，其突出之处在于富含具有调节组织修复能力的血小板及其活化 后释放的多种细胞因子 36 ，如转化生长因子（ transforming growthf actor- B 1, TGF-B 1）,血小板衍生生长因子（platelet-derived growth factor-AB , PDGF-AB,血管内皮生长因子（vascularendothelial growth factor, VEGF以及胰岛素样生长因子（in

14、suli n-likegrowth factor- I, IGF- I）,这些生长因子可以有效的调控成骨细胞，成纤维细胞等与组织修复紧密相关的细胞的增 殖、分化以及凋亡 37-40 。最值得关注的是，由于 Choukrouns PRF 的制备过程促发纤维蛋白的缓慢聚 合，使得其内的各种细胞因子有充分的时间和条件与纤维蛋白分子发生化学键结 合，以及发挥相互的协同作用 41 ，这将大大减少细胞因子的流失， 加强其生物学 功能。由于Choukroun s PRF生物学功能的发挥有赖于其特殊的分子结构，因此， 分子结构也是其突出特点之一。 Choukroun s PRF 的纤维蛋白聚合过程为缓慢 自然

15、的聚合， 产生的纤维蛋白分子为三分子结构， 呈立体网状， 形成的凝胶较为 疏松，具有较大的孔隙及良好的弹性。这是Choukroun s PRF不同于PRP的显着特点。由于PRP为人工加入的凝血酶促发的纤维蛋白聚合，聚合速度快。因此产生的纤维蛋白为四分子结构， 较为致密，不利于细胞因子的滞纳和细胞的长入。 小结Choukroun s PRF 用于口腔种植领域具有以下优势： 1、完全取自自体血，未 加入任何人工生物制品， 既避免了伦理道德的争议， 又避免了血液交叉感染的风 险；2、富含大量血小板、生长因子，具有促进骨组织再生的功能；3、富含大量免疫细胞，可以减轻组织愈合过程中的炎症反应及具有抗感染

16、能力；4、Choukroun s PRF 形成的网状结构利于成骨细胞迁移，增殖及分化，充分发挥 生长因子的作用，同时为组织愈合提供支架； 5、制备过程简单，便于操作。3 CGFCGF 的制备方法浓缩生长因子（CGF）是Sacco首先研发的呵，与PRF一样，CGF由静脉血分离制 备而成。不过，两项技术的离心速度有所不同。首先采集10ml患者的静脉血，注入试管中，注满后勿摇动，立即放入 Medifuge （Silfradent 意大利）离心加 速机的转筒中。设定制备 CGF程序，旋转12分钟后，可见试管中分为三层（最 上层为血清，中间纤维蛋白层，底层为红细胞及血小板） ，将血清分离出来，并 存储在

17、特定的存储器皿中。 CGF 被分离出来，并存储在稀释的抗菌溶液中 ( Lincocin 600mg )。底层的红细胞部分及血小板立即存储在器皿中，其中富含 红细胞、血小板以及铁、钙和其他基本元素、可以用来制备截骨术中的填料，以 便混合生物材料及自体骨。将CGF切割成1-2mm的微粒，随后依次与收集的红细 胞部分和骨代材料混合， 为增加混合物的柔软度， 可添加一些血清。 使用特定的 收集设备( Silfradent 意大利)旋转 6 秒钟左右将其混合并搅匀，将这种密度 大的糊状粘结剂嵌入骨缺损处。另外CGF具有极大的可模制性，通过压缩，这种 凝结物可能表现为薄膜的形式， 或是凝结物本身破碎而产生

18、的碎片， 通过用手术 钳压制获得CGF隔膜，然后在受损区域敷上CGF隔膜，由于隔膜具有一定的粘附 力与弹性，使这些区域得以粘结愈合，手术结束时可以用少许血清来清洗伤口。CGF的主要成分及生物学特性CGF 作用的发挥有赖于其高浓度的各类生长因子及纤维蛋白原所形成的纤维 网状支架。制备CGF过程中特殊的变速离心使得血小板被激活， 其中的血小板a 颗粒释放出各种生长因子， 他们能促进细胞增殖、 基质合成和血管生成， 而纤维 网状支架又能支持生长因子所诱导生成的新生组织。 其中的浓缩生长因子包括血 小板衍生生长因子(PDGF)转移生长因子-B (TGF- B )、类胰岛素生长因子(IGF)、 血管内皮

19、生长因子(VEGF)表皮生长因子(EGF)以及成纤维细胞生长因子(FGF 骨形成蛋白 (BMPs) 等。他们各自作用分别为：(1) 血小板衍生生长因子一PDGF是一种相对分子量大约为30 kD的糖蛋白，首先在血小板的a颗粒中发现.也可由巨噬细胞、上皮细胞等合成和分泌，是最早 出现在伤口的生长因子，可促进结缔组织的修复和再生42。 PDGF在血小板中有3种同分异构体：PDGOca、PDGBB 和 PDGaB，在人类主要以PDGHB杂 二聚体存在。在机体遭受损伤时。PDGF从脱颗粒的血小板中释放激活其靶细 胞(如巨噬细胞、 成纤维细胞、 骨髓干细胞等 )的细胞膜受体， 细胞浆内的信号蛋 白获得高能

20、磷酸键， 信号蛋白活化后诱发一系列反应。 包括促进伤口处细胞的有 丝分裂， 形成功能性毛细血管 巨噬细胞发挥吞噬作用并释放生长因子等。 PDGF 主要具有丝裂原作用， 作为一种促有丝分裂因子， 在损伤部位表达较高， 促进细 胞趋化、增殖，并且可增加胶原蛋白的合成能力 43 。(2) 转移生长因子 -B (TGF-B ) 有两种形式，即 TGF-B 1 和TGF-B 2,相对分子量大约为 25 kD。在血小板、巨噬细胞等内合成。由血小板 脱颗粒释放或活化巨噬细胞分泌， 以旁分泌形式作用于成纤维细胞、 骨髓干细胞 和前体成骨细胞。这些细胞又可合成和分泌TGF-B，以旁分泌或自分泌形式发挥作用42。

21、因此，Marx等认为TGF-B是能支持长期组织愈合的骨再生因子。 TGF的主要功能是促进前体成骨细胞趋化和有丝分裂。促使伤口处胶原基质中的成骨细胞聚集。此外，TGF可以抑制破骨细胞形成和骨吸收，使得骨形成大于骨 吸收。(3) 类胰岛素生长因子(IGF)是具有多种生理功能的生长因子， 它对多种细胞具有促进有丝分裂的作用， 包括成骨细胞、 平滑肌细胞、 骨骼肌细 胞、角质细胞等。作为促进细胞增殖的另一种表现， IGF 可以抑制许多细胞在成 熟之前的凋亡。此外，它还参与皮肤、骨骼和神经系统的发育和分化 44 。其作 用机制是：IGF与细胞受体结合发生受体自身磷酸化，后激活酪氨酸蛋白酶。促 使胰岛素受

22、体底物磷酸化，从而调节细胞的生长、发育和代谢。 血管内皮生长因子(VEGF)是 1989年Fe r r a r a等首先从牛垂体的滤泡状细胞中纯化的同源二聚体糖蛋白。其主要生理作用是：VEGF与受体结合后促进微血管周围内皮细胞的增殖、迁移，并改变其基因表达；增强血管通透性，促 进血浆蛋白的渗出， 形成富含纤维素并有利于新血管形成的细胞外基质。 在骨折 部位存在氧梯度，在低氧状态下，VEGF表达增高，促进成骨细胞的分化，提高 碱性磷酸酶的表达，促进骨折愈合 45 。(5) 表皮生长因子(EGF)是一种由53个氨基酸组成的低分子量单链多肽，具有 多种生物学活性。其中以刺激体内多种类型组织细胞分裂和

23、增殖最为突出。 此外， EGF能促进基质合成和沉积。促进纤维组织形成46。(6) 成纤维细胞生长因子(FGF对骨再生和发育以及骨折的恢复起重要作用。 他们的主要任务是诱导骨再生，而骨再生是骨组织形成过程中最重要的阶段。(7) BMPs (bone morphogenetic proteins ): BMP是一种疏水性酸性多肽，与 羟基磷灰石有较高的亲和力，在诸多因子中唯一能够单独诱导骨组织异位成骨。 这种活性蛋白使未分化的间充质细胞化学趋化、 聚集、定向分化为成骨细胞， 合 成胶原促进骨基质形成，形成钙化的骨组织。目前确定的已有20种BMPs以BMP-2 为中心，构成网络化自身调节骨髓基质干细

24、胞的诱导成骨分化 47 。除了以上提到的这些生长因子外，CGF中还具有特殊的网架结构。采用Medifuge分相器进行精准的分离处理，通过纤维蛋白原分子 (FG)的聚合作用， 获取的纤维蛋白块可组成三维聚合物网络， 内部纤维交织， 均以凝胶状态单相连 接。在聚合过程中，纤维的直径不断增长，直至发生相互作用。纤维蛋白为富含 弹性的有机纤维蛋白网格， 纤维单体间的浓缩是三分子和多分子性的， 这种纤薄， 柔软，弹性及可渗透的网状结构使得骨细胞、红细胞、白细胞、血小板及抗体易 于增殖。CGF纤维蛋白分子结构为三键式联结，呈立体网状结构，可有效的滞纳 血小板及各种循环分子(如细胞因子) 。小结与展望CGF

25、可以促进血管有效增长，它使原有骨量的维持或重建成为可能，CGF可以加速移植的生物材料的融合与重整， 几乎不会引起任何感染。 纤维蛋白能单独引 起血管新生， 这一极其重要的特性可以通过纤维蛋白胶的三维结构来解释， 此外 还有困在其中的细胞因子的联合作用， 纤维蛋白原和纤维蛋白降解产物促进了中 性粒细胞的迁移，增大了其表面上的受体CD11和CD18勺容量，使中性粒细胞可 以粘附内皮细胞并游出， 同时还可以使中性粒细胞粘附到纤维蛋白原上， 这些要 素还能形成噬菌作用和酶降解过程。纤维基质能对上皮细胞和成纤维细胞起作 用，从而引导受伤部位所覆盖区域的愈合。所有这些因素使我们可以将CGF视作 一个纤维蛋

26、白凝结物，它能引起微脉管化，影响上皮细胞在其表面上的迁移。CGF应用于损伤的组织时，通过引导损伤组织的再血管化，免疫调节以及捕获 循环血中的干细胞， 最终促进组织愈合再生。 在离心作用过程中， 尤其是聚合阶 段，纤维蛋白胶凝块的发育与生长使链结构向各个方向膨胀。 这样，许多细胞成 分被阻止，从而起到多种治疗作用，例如：血浆和血小板细胞因子起到修复、消 炎和止痛(TNF-a)的作用；血小板传送信号，释放各种生长因子，其中最重要 的是PDGF TGFB -1和IGF-1，促进骨再生。因此，我们获得体积较大、具有极 强抵抗力的纤维蛋白胶凝块，可将其用于牙洞填充物、膜支撑体、自体膜修复、 与其他填充材

27、料混合等一系列治疗过程。CGFM有促进组织生长和愈合能力，有 利于所有再生组织的恢复。由于 CGF的特殊结构，使得其具有极强的可模制性， 因此在一定程度上可以代替 GBR(引导骨再生技术)中的隔膜，但其在组织中的 吸收时间以及隔离软组织向骨缺损区内部生长的确切机制还尚不明确， 因此这也 将是未来的一个研究方向。另外CGF技术在即刻种植、颌骨囊肿的治疗、拔牙位 点的保存、促进骨折愈合等领域也有着广泛的研究前景。参考文献1 高峰 , 王捷熙 , 韩颖 . 富血小板血浆应用于创伤修复的研究进展 J.Journal of Experimental Hematology, 2009, 17 (3) :

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