富血小板凝胶在骨与软组织损伤修复中的应用现状和前景

宋 佳，宋滇文

慢性骨与软组织损伤，包括肌腱、肌肉、韧带和骨的损伤，由于目前标准化疗法治疗效果欠佳，长期困扰着临床医师。超声引导下的微创治疗术目前已被用于慢性骨与软组织损伤的修复治疗，并取得了一定的效果［1-2］。同时，大量的研究测试了可用于本疗法的多种可注射材料，如骨形态发生蛋白溶液等可溶于盐溶液的生长因子，但至今仍没有一种因子得到公认［3-4］。随着对这种可注射材料研究的深入和富血小板血浆(platelet-rich plasma，PRP)的出现，PRP 由于效果较确切目前已用于多种骨骼与软组织损伤的替代疗法。PRP 在临床上使用已超过20年，但最近对其积极作用的报道使PRP 应用越来越广泛，特别是Schwarz［5］在纽约时报上报道关于应用PRP 治疗美国职业足球运动员促其加速回归和随后在2009年超级碗上夺冠。

PRP 是血小板的浓缩物，其血小板浓度是全血的5 倍［6］，远远高于健康全血中血小板浓度［7-8］。这种高浓缩的血小板中含高浓度的活性生长因子，可促进骨与软组织损伤愈合。目前PRP 在临床上应用广泛，包括口腔颌面外科的骨愈合、术后伤口愈合、骨科手术后肩袖修复等。同时，由于PRP 对骨与软组织损伤的良好效果，在运动医学领域也有蓬勃的发展，如可在影像手段引导定位下注射治疗慢性运动性损伤以及进行一些其他跟进的治疗。

最近临床上PRP 使用大爆发的速度已超过循证医学的基础研究速度，一定程度上是一种较盲目的使用。虽有一些随机对照研究和较少病例报告PRP 在临床上治疗成功，但目前还缺乏大量的病例对照研究来证实PRP 的这种作用。本文将详细介绍PRP 的生物学特性及作用，并探讨其是否能作为常见肌肉骨骼损伤的主要治疗方法。

1 PRP 的生物学特性

全血中血小板的平均浓度为20×104/μL(正常范围为15×104～35×104/μL)［9］，血小板是哺乳动物血液中的有形成分之一，其形状不规则，有质膜，无胞核，一般呈圆形。血小板特定的形态结构和生化组成，使其在止血、伤口愈合、炎症反应等生理及病理过程中发挥重要作用。

PRP 规定血小板浓度100×104/μL，这是5 倍于全血中的浓度。体内和体外的研究均表明，PRP能诱导出比浓缩血小板中更多的内源性生长因子的表达［10］。PRP 含大量高浓度的生长因子［6-8，11］，包括血小板衍生的内皮细胞生长因子、胰岛素样生长因子、表皮生长因子、转化生长因子-β、成纤维细胞生长因子等，可促进组织再生、细胞增殖、组织碎片的清除、血管生成、细胞外基质的形成、骨样组织的产生、胶原蛋白的合成等［7-8，12-13］。

2 PRP 的制备

PRP 可在实验室、治疗间、医学诊所、手术室或放射室通过血液离心或分离制备，制作过程简单，只要求一台台式离心机系统［11］，花费较少，制作时间≤30 min;其制备方法是血小板一次或二次离心技术;现有的文献报道制作PRP 的离心技术多种多样，离心技术和离心机重力加速度的不同可能会影响血小板从红细胞、白细胞中的分离，影响血小板浓度或导致血小板过早的活化和脱颗粒［11］。由于目前市场上PRP 的制作方法种类繁多，规定PRP 的标准化浓度和组成存在一定的困难。同时目前也尚不清楚不同制作方法制成的PRP 在治疗上的差异。

PRP 的制作需要在患者治疗前0.5 h 左右，用含有抗凝剂的收集器从患者静脉抽取一定量的全血，离心分离全血，分离后全血为3 个层次:红细胞(底层，比重=1.09)，贫血小板血浆(顶层，比重=1.03)，包含白细胞的浓缩血小板(中间层，比重=1.06)［14］，通常情况下，在第1 次离心后红细胞层被丢弃，第2 次离心后会出现一个比较集中的血小板层，最后得到的PRP 大约是最初收集的全血体积的10%，如3 mL 的PRP 可以从30 mL 全血收集后离心获得［15］。将PRP 准备好之后，需在无菌的环境中保存，并立即在门诊手术或手术中使用。PRP 通常用20 或22 号针头的注射器，在超声引导下或使用解剖标志在诊所注射治疗。PRP 进入体内后与胶原蛋白作用，可进一步激活血小板，导致大量生长因子释放。在术中也可应用牛凝血酶、钙、可溶性Ⅰ型胶原蛋白来激活血小板［15］。通常情况下，PRP 注射区域不行局部麻醉，以避免麻醉药对PRP 治疗效果的影响。

目前，有4 类浓缩血小板制剂在临床上获得承认并较常被使用:贫白细胞或纯PRP，富白细胞血小板血浆、纯富血小板纤维蛋白凝块、富白细胞血小板的纤维蛋白凝块［11］。离心力和离心时间等因素可以导致PRP 不同的血小板浓度和组成，虽然每种PRP 都有不同的生物效应和潜在用途，但目前并没有相关的循证医学研究基础来确定不同类型的PRP的最佳使用准则。

3 PRP 的体外动物研究

有体外研究表明，PRP 可刺激各种类型的细胞的增殖和分化，如成骨细胞、成纤维细胞、肌腱细胞、软骨细胞、间充质干细胞［4，11，15］。有研究表明，PRP可促使人干细胞增殖，随着PRP 浓度从1%增加到10%，这种作用显著增加。另有体外对人类肌腱培养的研究表明，PRP 可促进肌腱再生，诱导细胞增殖和增加细胞胶原蛋白的产生总量［16］。然而，也有不同的结果和看法，认为PRP 可刺激干细胞分化为成骨细胞，有好坏参半的作用［17］。

PRP 在一些动物研究中已取得了可喜的成果。PRP 可促进兔颅骨和山羊下颌骨缺损部位的骨痂形成，促进骨愈合。Tomoyasu 等［17］的研究显示其机制可能是PRP 对成骨细胞分化的积极作用。PRP 也可促进肌腱愈合，将PRP 注入大鼠髌腱可刺激Ⅰ型和Ⅲ型胶原的生成，增加早期肌腱愈合的潜力，并且是安全的［18］。然而，也有其他的动物研究显示出不同的结果。Rabago 等［3］对照兔自体骨移植、兔自体PRP 单独移植以及兔自体骨和PRP 联合移植的结果发现，这3 种方法在骨愈合方面没有显著性差异。Chaput 等［19］研究表明自体PRP 的植入对治疗兔股骨远端骨缺损没有发挥重要作用。

4 PRP 的临床研究

目前PRP 被整形外科、初级保健、运动医学医师作为新的治疗肌腱、肌肉、骨骼损伤的方案。临床研究报告，PRP 的使用可缩短损伤恢复时间，提高骨恢复强度，缩短骨愈合时间，降低伤口感染率和手术相关的肿胀和疼痛［11，15］。然而，其中大部分报道是较少病例的非随机研究或单个病例报告。

PRP 的早期临床应用是在颌面整形外科手术中，X 线研究检查发现，使用PRP组在术后4周骨愈合达到的强度在对照组需8周才能达到。现在，除了在颌面外科的临床应用，PRP 还在心脏搭桥手术及整形外科、皮肤科、骨科等学科有广泛地使用。目前，PRP 也开始渗透到运动医学领域，注射PRP常用于治疗慢性肌肉与肌腱损伤，包括网球肘、足底筋膜炎以及跟腱和髌腱损伤等。同时PRP 在治疗急性损伤，如急性肌肉撕裂、内侧副韧带撕裂、踝关节扭伤等方面，也有大量的应用。目前，有越来越多的前瞻性随机对照试验在评估PRP 的作用。

最近有随机对照试验研究表明，PRP 在治疗与慢性肌腱炎有相同病理基础的相关慢性损伤性疾病方面有较好的效果［14，20-21］。肌腱炎的病理基础是慢性重复性压力对同一部位的刺激。目前的常规治疗、非手术治疗没有解决慢性炎症基本的病理生理改变的能力［22-23］。PRP 的治疗机制，被认为是通过增加血小板和释放生长因子促进自然愈合反应，防止破坏组织的恶性循环，使正常愈合的进展加快［24］。

研究显示PRP 也可有效治疗急性损伤，如肌肉撕裂以及内侧副韧带和踝关节扭伤等。上述急性损伤极其常见，消耗大量的社会资源［6，25］，同时这些损伤往往愈合缓慢且容易发生再次损伤［18］。在运动医学领域这类急性损伤往往疗法复杂。PRP 在损伤急性期治疗效果佳;因其制备的离心系统是便携式的，故PRP 也较易于使用和制备。PRP 的治疗风险是很小的，至少目前的研究中与PRP 治疗有关的并发症罕见［20-22］。

5 争 论

许多研究表明PRP 有较强的诱导骨再生和肌腱再生的能力，并促进血管长入，在较短的时间使组织愈合［11，15］。但PRP 治疗的明确适应证目前还没有规范，虽然PRP 目前的应用很广泛，但是临床可信度高的大宗研究报道目前比较少。

也有其他的一些关于PRP 的研究有不同的结果。一些动物实验和临床研究表明，骨与软组织损伤的愈合与PRP 的使用没有关系。由于目前没有对PRP 确定一个标准的剂量和浓度水平，血小板浓度不足可能是导致研究结果不同的原因之一。还有一些研究者认为，PRP 的组成成份不同，如富白细胞或贫白细胞PRP，可能会导致不同的愈合反应。总之，只有通过较大规模的随机对照试验，PRP 在临床应用上，才可作为一种主流。基础科学和临床研究，旨在帮助开发标准PRP 浓度、剂量和组成，这将有助于明确目前文献报道PRP 治疗效果不同的原因。此外，开发制定一个标准的术后恢复方案，如短期固定、适当的康复训练也可能增强PRP 的治疗效果。

6 研究前景

尽管目前对组织损伤愈合的过程有一定程度的了解，但是在很大程度上，PRP 对损伤恢复的作用，其中复杂的相互依赖的生物学特性，及PRP 为什么在临床上能达到相应的临床效果还知之甚少［15］。

未来基础科学应研究在不同的伤口环境下PRP的生物活性特性，例如什么是最佳浓度的PRP，什么浓度在相应的伤口环境能达到最大限度地愈合，PRP 有没有一个最低抑菌浓度，PRP 在注射治疗过程中能否多次持续注射，PRP 在治疗急性骨与软组织损伤方面有没有和治疗慢性损伤相同的效果，肌肉、肌腱或韧带急性损伤治疗的最佳时机是什么时候，最佳的PRP 的组成和注射方法是什么?初步研究表明，PRP 的疗效可能是pH 依赖型，这可能导致PRP 在不同的伤口环境会有不同的效果，这也需要进一步的研究来证明。

通过基础医学的研究来揭示最佳的PRP组成和浓度要求在临床应用方面是很有必要的，目前涉及PRP 的大多数研究没有使用标准的离心方法、血小板活化方法，使治疗效果参差不齐，研究结论可信度和可参考性不佳。例如，研究显示出白细胞能释放氧自由基，并可能导致肌肉受伤。一些学者建议去除白细胞，使PRP 纯浓缩［11］，但对PRP 中的白细胞成分目前还没有充分的研究，因此这种建议没有明确的证据支持。然而，最近的几项研究显示了在PRP 中保留白细胞成分的重要性［16］。白细胞可提供抗感染的环境，增加血管内皮生长因子，促进免疫调节;白细胞在PRP 的使用中也可以降低伤口感染率，并没有产生不利因素而影响PRP 使用的效果［14］。最近的研究表明，白细胞在PRP 中能够促进肌腱的再生和重塑。目前还需要进一步研究血小板和白细胞的单独和协同效应，优化PRP 的组成和各种富血小板制剂的使用。同时，建立各种不同的血小板制剂分类将有助于指导进一步的研究，以确定不同应用中最有效的血小板浓度和组成。

目前临床上在治疗骨与软组织损伤方面对PRP的大量使用已经远远超过了对其进行基础科学研究和临床研究的步伐，越来越多的整形外科医师和运动医学医师在使用PRP 治疗各种急慢性骨与软组织的损伤，并且急于确立这种治疗方法的主流地位。这种潮流已蔓延到放射学科开始提供MRI 或超声的软组织损伤评估和治疗指导。热情不能替代科学证据，PRP 治疗是一个令人兴奋的前沿疗法，可能产生新的更好的治疗方案，但是在明确的临床证据出现之前对其的应用还需要保持一定的谨慎态度。目前还需要进一步研究来明确PRP 的有效性，规定适应证，并规范PRP 在治疗骨与软组织损伤中的操作流程。

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