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PRP的历史、生物学、作用机制和分类

 sujunad 2018-10-15


一、PRP的历史

PRP又称富血小板生长因子(GFs)、富血小板纤维蛋白(PRF) 基质、富血小板血浆(PRF)和血小板浓缩物。

PRP的概念和描述始于血液学领域。血液病学专家在20世纪70年代提出PRP这个术语,当时主要是通过提取血小板加输来治疗血小板减少症的患者。

10年后,PRP开始作为PRF应用于颌面部外科。纤维蛋白具有粘附性和稳态特性,PRP具有抗炎特性,可刺激细胞增殖。

随后,PRP开始大量应用于运动损伤的肌肉骨骼领域,取得良好的治疗效果。由于治疗对象主要是专业运动员,因而在媒体中引起了广泛的关注,并在运动医学领域得到了广泛的应用。随后PRP逐渐在心脏外科、小儿外科、妇科、泌尿外科、整形美容外科和眼科推广。


最近几年来,PRP在皮肤病学及美容外科中的应用引起了人们的兴趣。主要表现在组织再生、创面愈合、疤痕修复、皮肤再生、脱发等方面的应用越来越广。

首先在慢性溃疡如糖尿病足、褥疮、老烂腿、放射性溃疡中,伤口经常是迁延不愈。对这些顽固性伤口,PRP是一种非常有效的治疗方法,因为PRP可以释放大量的生长因子,具有促进细胞有丝分裂、血管生成和炎性细胞趋化等特性。


在皮肤美容学方面,实验研究表明PRP可以刺激人真皮成纤维细胞增殖,增加I型胶原合成。此外,PRP可诱导人真皮深层和真皮下软组织增生、纤维母细胞激活、新胶原沉积以及新血管和脂肪组织形成。

PRP的另一个应用是可以改善烧伤后疤痕、手术后疤痕和痤疮疤痕。根据现有的文章,PRP单独或与其他技术结合使用,可以改善皮肤质量,并使胶原蛋白和弹性纤维的增加。

2006年,发现PRP有促进毛发生长的作用,被认为是一种新的治疗脱发的方法,无论是在男性化的脱发和斑秃都有明确的效果。有不少研究指出PRP对雄激素性脱发有积极作用。


二、血小板生物学

外周血细胞有红细胞、白细胞和血小板,都来自一个共同的多能干细胞,这个多能干细胞可以分化成不同的细胞系。这些细胞系都含有可以分裂和成熟的前体细胞。

血小板源自于骨髓,是有核的盘状细胞,大小不同,平均直径大约2μm,是体密度最小的血细胞。正常循环血液中血小板计数范围从每微升150000到400000个。

血小板含有几种至关重要的分泌颗粒,主要有三种:致密颗粒、o-颗粒和溶酶体。每个血小板有大约50-80个颗粒。


血小板主要负责凝血过程,通过3个过程凝血:粘附、活化和聚集。血管受损后,血小板被激活,血小板中的颗粒释放因子促进凝血。

近年来科学研究表明,血小板含有丰富的生长因子和细胞因子,可影响炎症、血管生成、干细胞迁移和细胞增殖。

PRP是信号分子的天然来源,当PRP中的血小板被激活时,p颗粒被去颗粒化,释放生长因子和细胞因子,从而改变细胞周围的微环境。这些最重要的生长因子包括血管内皮细胞生长因子、成纤维细胞生长因子、血小板源性生长因子、表皮生长因子、肝细胞生长因子、胰岛素样生长因子、基质金属蛋白酶2,9和白细胞介素8。


三、定义

如上所述,PRP是一种生物产品,是血小板浓度显著高于外周血中血小板浓度的浓缩血浆。PRP不仅含高水平的血小板,还包含全部的凝血因子成分。含有一系列的生长因子、趋化因子、细胞因子和血浆蛋白。

PRP是将抽取的外周血通过离心提取。离心后,根据密度梯度的不同,血液成分中红细胞、PRP、PPP依次被分离出来。

在PRP中,除了血小板浓度较高外,还要考虑是否包含有白细胞成分,以及是否活化,根据这些方面来决定制作适合不同病理情况的不同PRP类型。

目前有几种商用设备,可以简化PRP的制备。这些PRP设备制作的PRP血小板浓度通常提高了2-5倍。尽管有人可能会认为,血小板浓度越高,生长因子的量越多,治疗效果应该就越好,但这一点并没有得到确定,一般认为3-5倍的浓度是比较适宜的。


四、PRP治疗脱发的机制

PRP是的生长因子和生物活性分子主要通过4个作用促进生发:增殖、迁移、细胞分化和血管生成。不同的细胞因子和生长因子参与调控头发的增殖和生长周期。


我们知道,正常情况下,真皮乳头层的细胞负责产生生长因子,如IGF-1、FGF-7、肝细胞生长因子、血管内皮生长因子,这些因子负责维持毛囊在头发周期的生长期。因此,PRP作用的一个潜在的靶点可能就是上调真皮乳头层的这些细胞分泌生长因子,从而延长毛发的生长期。


研究表明表皮生长因子、转化生长因子参与调节毛球细胞的生长和分化,血小板源生长因子可能参与调节毛球与周围组织的相互作用,始动毛囊生长。


除了生长因子作用外,毛发生长初期也受Wnt /β-catenin / t细胞淋巴因子激活剂的活化。在真皮乳头层的细胞中,Wnt被激活后,将导致β-catenin聚集,,再联合t细胞淋巴因子增强剂的作用,共同促进增殖、生存和血管生成。然后,真皮乳头层细胞开始分化,使毛囊从终末期向生长期转变。


目前,PRP促进头发生长的确切机制尚不完全清楚。有研究显示,PRP通过激活ERK和Akt信号通路,增加了人真皮乳头细胞的增殖和抗凋亡作用,增加血管形成,防止细胞凋亡,并延长生长期的持续时间。

表1详细列出了PRP中生长因子的主要功能

生长因子       主要功能

PDGF             增加头发生长

                       血管化

                        血管生成刺激剂

TGF-β            体外实验中抑制毛发生长

                       毛发细胞增殖和再生

VEGF            在生长期的真皮乳头细胞中表达

                       可能调节毛囊周围血管生成

                      在生长期增加毛囊周围血管的大小

EGF               血管生成刺激剂

                     毛发细胞增殖和再生

HGF               血管生成刺激剂

FGF               通过诱导生长期促进毛发生长

                       促进真皮乳头细胞增殖

                       血管生成刺激剂

IGF-1              增加头发生长

                       血管生成刺激剂

 

五、制作PRP的设备

目前,关于PRP的准备工作还存在很大的讨论,没有达成一致意见。PRP是通过梯度离心的过程来制备的,根据血液成分不同比重,调整离心加速度来沉降不同的细胞成分。

关于PRP的制备,有两种技术:

1、开放技术:PRP制作是暴露在操作环境中,制品要接触到不同的生产材料,如移液管或收集管。在血液处理中采用开放技术获得PRP时,应保证处理过程中不受微生物污染。

2、封闭技术:它是使用有资质的商用设备(包括离心机设备),在制作过程中全程不会暴露于工作环境。

目前欧洲有有几种CE认证的设备可供使用,当然国内也有两三种可供选择。这些设备主要有三种,PRP的制备取决于设备的类型,要根据厂商的说明书来选择。

Regenkit

Tricell


简单地说,制备过程就是抽取少量的血液,收集到含抗凝剂的抗凝管中(抗凝剂通常用柠檬酸葡萄糖或柠檬酸钠溶液)。然后根据设备的不同,通过单次或两次离心分离出合适浓度的PRP。

离心后血液分层:底部是红细胞,其上有一薄层是白细胞,中间层为PRP,顶层为PPP(图1),去除PPP,得到PRP。血小板在应用之前可以被激活,但目前是否必须被激活以及使用哪个激活剂尚没有共识。

 

离心后,血液成分(红细胞、白细胞、血小板)因密度不同而分离。血小板的密度最低

 

凝血酶和氯化钙是聚集诱导物,目的是激活血小板,刺激去颗粒,导致生长因子的释放。有些专家激活了血小板,而有些则不进行激活,甚至认为不激活还得到了更好的结果。因为血小板在被注射后能自动释放生长因子而发挥它们的功能。

尽管大多数设备都能制备PRP,但这些设备在收集和浓缩血小板的能力上存在很大差异,这取决于离心的方法和时间。如此也可以得到不同浓度的血小板和白细胞的悬浮液。很难评估哪种试剂盒制作的PRP更好,哪种更差。此外,每一种设备都可能产生不同类型的PRP,具有不同的用途。


六、分类

2009年,Dohan Ehrenfest等人根据是否存在细胞成分(如白细胞)和纤维蛋白结构提出了4种分类:

1、纯PRP或贫白细胞PRP:制备的PRP无白细胞,活化后纤维蛋白成分含量低。

2、白细胞和PRP:含有白细胞,激活后纤维蛋白成分含量低。

3、纯PRF或贫白细胞PRF:制剂不含白细胞,具有高密度纤维蛋白。这些产品以活化凝胶的形式存在,不能用于注射。

4、富白细胞纤维蛋白和PRF:含白细胞和高密度纤维蛋白。

2016年,Magalon等人提出DEPA分类(剂量、效率、纯度、活化),重点关注PRP血小板数量、产品纯度和血小板活化。

1、血小板注射剂量:用血小板浓度乘以血小板体积计算。根据注射剂量(以数十亿或数百万血小板计),可分为(a)极高剂量:>50亿;(b)高剂量:从30亿至50亿;(c)中剂量:从10亿到30亿;(d)低剂量:小于10亿。

2、制备效率:就是从血液中收集血小板的百分比。(a)设备效率高:血小板回收率为>90%;(b)设备效率中:血小板的回收率在70-90%之间;(c)设备效率低:回收率在30-70%之间;(d)设备效率极低:回收率<>

3、PRP纯度:与PRP中血小板、白细胞和红细胞的相对组成有关。我们将其描述为(a)非常纯PRP:PRP中血小板相对于红细胞和白细胞的比例为>90%;(b)纯PRP:血小板占70-90%;(c)异质性PRP:血小板百分比在30-70%之间;(d)全血PRP:血小板在PRP中的百分比低于30%。

4、激活过程:是否用外源性凝血因子激活血小板,如自体凝血酶或氯化钙。

总之,PRP在皮肤学领域,如毛发学、伤口愈合和美容医学中被认为是一种新的疗效确实的治疗方法。


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