王 拓,付冬梅,鐘 科,孫 勇
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血液提取物誘導(dǎo)軟組織修復(fù)再生的研究進(jìn)展
王拓,付冬梅,鐘科,孫勇
血液提取物;軟組織;修復(fù);研究進(jìn)展
目前,種植義齒是口腔臨床中牙列缺損的主要修復(fù)方式。隨著人們審美水平的提高,骨整合不再是權(quán)衡種植成功率高的唯一標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)檐浗M織缺損直接影響種植義齒的穩(wěn)定性和美觀性,因此,軟組織美學(xué)成為當(dāng)今種植領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。1984年,Assoian等[1]發(fā)現(xiàn)了第1代血液提取物——富血小板血漿(platelet-rich plasma,PRP),它是自體外周血通過(guò)梯度離心得到的血小板凝膠(plateletgel,PG)[2],富含大量生長(zhǎng)因子,能夠很好地促進(jìn)組織再生和修復(fù),從而開啟了口腔軟組織缺損修復(fù)新的理念及路徑。后來(lái)又出現(xiàn)第2代富血小板纖維蛋白(platelet-rich fibrin,PRF)、改良型富血小板纖維蛋白(advanced platelet-rich fibrin,APRF)和第3代濃縮生長(zhǎng)因子(concentrated growth factors,CGF)等,筆者簡(jiǎn)要介紹幾種血液提取物誘導(dǎo)軟組織缺損修復(fù)再生的機(jī)制及研究進(jìn)展。
PRP富含高濃度的血小板及少量血漿,當(dāng)PRP與凝血酶和鈣離子混合后,血小板被凝血酶激活后聚集在一起,起到止血的作用,然后由α顆粒釋放生長(zhǎng)因子[3]。分泌的生長(zhǎng)因子包括血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)、表皮樣生長(zhǎng)因子(EGF)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、類胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF-1)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF-β)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)、骨鈣素及纖維蛋白原等[4-5]。研究證實(shí),PRP釋放的生長(zhǎng)因子約為體內(nèi)正常濃度的3~8倍[6]。PRP中還含有較多的白細(xì)胞,既可以消滅體內(nèi)的病原體,又可以清除壞死組織,增強(qiáng)機(jī)體的免疫力及抗感染能力。PRP的血漿中還包含纖維素、親玻粘連蛋白及纖粘連蛋白[7],纖維蛋白提供一個(gè)三維結(jié)構(gòu),將血小板釋放的生長(zhǎng)因子聚集起來(lái),并將軟組織缺損部位粘連在一起,起到止血、消炎的作用,從而促進(jìn)傷口自然愈合。
繼PRP之后,Choukroun等[8]在2000年發(fā)現(xiàn)了新一代血液濃縮物——PRF,PRF為第2代血液濃縮制品,雖然PRF與PRP所含成分基本相同,但與PRP相比具有以下優(yōu)點(diǎn):制備方法簡(jiǎn)單快速,不添加異種抗凝劑、凝血酶等化學(xué)制劑,避免了交叉感染、免疫排斥及過(guò)敏反應(yīng)的發(fā)生;大量血小板介導(dǎo)α-顆粒釋放多種生長(zhǎng)因子,促進(jìn)細(xì)胞遷移和增殖,有利于損傷組織的愈合。另外,壓制成的PRF凝膠結(jié)構(gòu)與人類天然的血凝塊相似,不僅具有良好的彈性,還具有纖維蛋白構(gòu)成的疏松多孔的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[9],損傷發(fā)生后,PRF可誘導(dǎo)損傷部位血管活化、上皮封閉損傷組織,體內(nèi)的葡萄糖胺聚糖既容易被纖維蛋白滯留,又對(duì)細(xì)胞因子有很強(qiáng)的親和力,使得血小板釋放的細(xì)胞因子PDGF、VEGF、TGF-β和TGF s等牢固存儲(chǔ)于纖維蛋白網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,并緩慢地呈周期性、節(jié)律性地釋放,從而減少了生長(zhǎng)因子的丟失,并發(fā)揮相互協(xié)調(diào)作用,使得PRF具有更強(qiáng)的促進(jìn)組織修復(fù)再生的能力[10]。但PRP作用時(shí)間短暫,只能在植入早期起作用,一般需與骨粉等混合應(yīng)用[11]。而PRF作為一種自體生物材料,可單獨(dú)應(yīng)用于口腔植骨術(shù)。
近年來(lái),Ghanaati等[12]又發(fā)現(xiàn)了一種新的富血小板纖維蛋白(advanced platelet-rich fibrin,A-PRF),稱為改良型富血小板纖維蛋白,它需要特制的離心管,離心速度與PRF也不同。它的組分與PRF基本相同,但各成分的比例可能不同,目前還沒(méi)有文獻(xiàn)報(bào)道其促進(jìn)組織修復(fù)再生的臨床應(yīng)用效果,與PRF的差異比較也有待進(jìn)一步研究。
CGF由Sacco于2006年提出[13],是繼PRF后的新一代血液提取物,與PRF一樣,CGF由靜脈外周血離心分離制作而成,無(wú)需任何抗凝劑及凝血酶等制品,不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)及其他傳染病。但需特定的意大利Medifuge離心機(jī)、特定離心管及離心速度,通過(guò)專門的CGF工具盒制備。與PRF不同的是,CGF中的纖維蛋白及生長(zhǎng)因子更多,凝膠塊更大、更黏稠,抗張強(qiáng)度更高。CGF促進(jìn)組織再生修復(fù)作用的基礎(chǔ)是高濃度的濃縮生長(zhǎng)因子及三維網(wǎng)狀支架[14]。CGF可與骨移植材料混合,植入損傷處[15],可加速骨組織及軟組織的愈合。當(dāng)機(jī)體受損傷后,血清中的Hagemann因子能將機(jī)械損傷轉(zhuǎn)化為可接受的生化信號(hào),滲出的血液和纖維蛋白迅速凝集成血塊[16];大量單核細(xì)胞遷移并轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞,吞噬血塊中的細(xì)菌及無(wú)活力細(xì)胞,加強(qiáng)中性粒細(xì)胞對(duì)機(jī)體的防御能力。同時(shí),凝血過(guò)程中產(chǎn)生的凝血酶激活血小板α顆粒,釋放各種生長(zhǎng)因子及免疫調(diào)節(jié)因子,一方面起到消炎、止痛及修復(fù)損傷的作用;另一方面促進(jìn)損傷組織新生血管化,組織細(xì)胞可部分增殖分化為成纖維細(xì)胞,合成膠原纖維,有利于創(chuàng)傷的愈合。同時(shí),血小板傳遞信號(hào),循環(huán)血中的各種干細(xì)胞、局部上皮細(xì)胞及成骨細(xì)胞等遷移至缺損區(qū),進(jìn)行增殖分化,促進(jìn)組織修復(fù)再生及愈合。有研究表明,CGF能明顯縮短術(shù)區(qū)恢復(fù)的時(shí)間,提高骨組織及軟組織愈合質(zhì)量[17]。
生長(zhǎng)因子能夠促進(jìn)細(xì)胞的增殖及分化、膠原的合成及血管新生,同時(shí)抑制破骨細(xì)胞的功能,對(duì)組織缺損的修復(fù)再生起重要作用[18]。另外,纖維蛋白參與凝血過(guò)程,并收縮創(chuàng)面,為細(xì)胞增殖提供三維空間支架等[19-20]。
當(dāng)組織損傷時(shí),血管內(nèi)血液外流,血小板在局部形成血栓并釋放PDGF,是最早出現(xiàn)的生長(zhǎng)因子。它能促進(jìn)創(chuàng)傷局部細(xì)胞的有絲分裂,刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂,促進(jìn)血管再生及膠原蛋白的合成,從而加速創(chuàng)傷組織的修復(fù)再生[21];它還能刺激成骨細(xì)胞增殖,從而促進(jìn)骨組織再生[22]。TGF-β的作用主要是促進(jìn)成骨細(xì)胞及前成骨細(xì)胞的增殖分化,同時(shí)抑制破骨細(xì)胞的形成[23]。一定濃度的TGF-β可誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞增殖分化,合成大量膠原蛋白,有利于創(chuàng)傷組織的修復(fù)愈合[24]。創(chuàng)傷前期,局部炎癥較重,TGF-β含量較少,膠原合成不足,傷口愈合較慢,容易裂開。表皮生長(zhǎng)因子能促進(jìn)纖維組織及基質(zhì)的合成,且能夠激活磷脂酶A,從而促進(jìn)前列素的合成,前列素能夠促進(jìn)骨吸收和后期骨形成[25]。VEGF的主要作用是促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖分化,誘導(dǎo)新生血管的生成,提供豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),改善軟組織周圍血供,有利于機(jī)體新陳代謝,為損傷組織的修復(fù)再生創(chuàng)造更好的微環(huán)境。其次,還能激活堿性磷酸酶的活性,使局部鈣鹽沉積,骨折愈合更快。另外,通過(guò)改善骨折周圍軟組織的血供促進(jìn)軟組織修復(fù),間接促進(jìn)骨折愈合。血小板還可釋放IGF1,與PDGF協(xié)同誘導(dǎo)表皮和內(nèi)皮的再生修復(fù)[5],還可促進(jìn)成纖維細(xì)胞及軟骨細(xì)胞生長(zhǎng),誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞聚集到損傷部位,產(chǎn)生更多的新生血管。
目前,血液提取物在組織缺損修復(fù)中已廣泛運(yùn)用,尤其是PRF和CGF,而且,在醫(yī)學(xué)美容及創(chuàng)面愈合等領(lǐng)域中已取得了很好的成果。雖然已有基礎(chǔ)研究及相關(guān)的臨床觀察證實(shí)了PRF、APRF、CGF能明顯提高口腔軟組織缺損修復(fù)的愈合率,但是還沒(méi)有對(duì)它們之間促進(jìn)愈合的效果及相互作用進(jìn)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)與臨床研究,尚需要進(jìn)一步的深入探討,以便在臨床工作中為各種血液提取物在軟組織缺損中的應(yīng)用提供理論依據(jù),從而更好地指導(dǎo)種植手術(shù)中軟組織缺損修復(fù)材料的選擇。
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R 274.3
A
1004-0188(2016)03-0334-03
10.3969/j.issn.1004-0188.2016.03.042
全軍“十二五”科研面上課題(CWS11J024)
646000四川瀘州,四川醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院(王拓,付冬梅);成都軍區(qū)機(jī)關(guān)醫(yī)院口腔科(王拓,付冬梅,鐘科,孫勇)
孫勇,電話:028-86687041
(2015-11-30)