血小板浓缩制品PRP-PRF-CGF-综述

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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 n2等发现了人血浆中提取的富血小板血浆(plateletrich plasma，PRP)

2、中含有多种生长因子，当PRP与氯化钙以和牛凝血酶混合后，各种生长因子即从血小板中的颗粒中释放出来。但是牛凝血酶的使用往往伴随着凝血因子、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3。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5，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

3、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 PRP1.1 PRP 制取方法和组成结构 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 颗粒释放出多种生长因子，如转化生长因子-(TGF-)、骨形成蛋白(BMPs)、血小板衍生生长因子(PDGF)、类胰岛素生长因子

4、(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6-8。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，纤连蛋白和亲玻粘连蛋白，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。1.2 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。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

5、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 PRF2.1 PRF 制取方法和组成结构 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（Choukroun platelet-rich fibrin，Choukrouns PRF）20。Choukrouns PRF 是自身

6、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，Choukrouns 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，滞留大量血小板和生长因子的特点。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。组织细胞和循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，迁移以和分化提供了有利的场

7、所22。生长因子主要包括转化生长因子-（Transforming growth factor-，TGF-）、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-(insulin-likegrowth factor-，IGF-)等。由于 Choukrouns PRF 纤维蛋白原发生缓慢聚，使血小板和生长因子以化学键结合于 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。2.2 Choukrouns PRF 促进骨组织再生的机制、机理 Choukrouns

8、PRF 作用的发挥有赖于其富含血小板内的- 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。Choukrouns 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Choukrouns PRF 不仅含有大量血小板，而且可以加强机体的防御反应23。在制备 Choukrouns 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和纤维蛋白聚合，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。

9、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、增殖和分化提供场所；网状结构还可以为骨愈合提供支架。与 PRP 相比，Choukrouns PRF 具有更强的成骨能力。Ling He 等研究认为Choukrouns 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。孙洁等研究显示 Choukrouns PRF 内大部分血小板外膜完整，大量 - 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

10、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，Choukrouns PRF 内的大量免疫细胞也可以使 ChoukrounsPRF 内释放的 TGF- 和 VEGF 在实验过程中始终保持较高水平27。上述研究证实Choukrouns PRF 具有良好的成骨能力。2.3 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，促进型胶原和纤连蛋白的合成，促进基质干细胞的趋化和增殖，刺激成纤维细胞和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

11、网状结构作为基质，为细胞的附着，迁移以和分化提供了有利的场所28，使组织细胞和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，利于营养物质和氧气的弥散，加速愈合过程。 第三，大量的滞纳的血小板和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。2.4 Choukrouns PRF的突出特点： 制备操作简单；制备过程无需添加抗凝试剂和凝血酶制品，种植手术术前术中

12、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；富含血小板和各种细胞因子，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，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和其活化后释放的多种细胞因子36，如转化生长因子（transforming growthf actor-1，TGF-1），血小板衍生生长因子（

13、platelet-derived growth factor-AB，PDGF-AB），血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）以和胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor-，IGF-），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、分化以和凋亡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，以和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

14、功能。 由于Choukrouns 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。Choukrouns PRF的纤维蛋白聚合过程为缓慢自然的聚合，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，具有较大的孔隙和良好的弹性。这是Choukrouns PRF不同于PRP的显著特点。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。2.5 小结 Choukrouns 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

15、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和具有抗感染能力；4、Choukrouns PRF 形成的网状结构利于成骨细胞迁移，增殖和分化，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 CGF3.1 CGF的制备方法 浓缩生长因子(CGF)是Sacco首先研发的5，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

16、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，底层为红细胞和血小板），将血清分离出来，并存储在特定的存储器皿中。CGF被分离出来，并存储在稀释的抗菌溶液中（Lincocin 600mg）。底层的红细胞部分和血小板立即存储在器皿中，其中富含红细胞、血小板以和铁、钙和其他基本元素、可以用来制备截骨术中的填料，以便混合生物材料和自体骨。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

17、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。3.2 CGF的主要成分和生物学特性 CGF作用的发挥有赖于其高浓度的各类生长因子和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(

18、PDGF)、转移生长因子-(TGF-)、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)以和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：PDGF、PDGF和PDG，在人类主要以PDGF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)

19、的细胞膜受体，细胞浆内的信号蛋白获得高能磷酸键，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-(TGF-) 有两种形式，即TGF-1和TGF-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-，以旁分泌或自分泌形式发挥作用42。因此，Marx等认

20、为TGF-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。促使胰岛素受体底物磷酸化，从而调节细胞的生长、发育和代谢。

21、(4)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

22、形成46。 (6)成纤维细胞生长因子（FGF）对骨再生和发育以和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

23、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，弹性和可渗透的网状结构使得骨细胞、红细胞、白细胞、血小板和抗体易于增殖。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和各种循环分子（如细胞因子）。3.3 小结与展望 CGF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

24、，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的容量，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

25、和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、TGF-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、与其他填充材料混合等一系列治疗过程。CGF具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

26、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和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) : 840-843.2 Dohan DM,Choukroun J,Diss A,et al.Platelet-rich fibrin (PRF):a second-gen

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