富血小板血浆治疗骨折的研究进展△

吴煌超，孙 劲，刘汉胤

（三峡大学第三临床医学院·国药葛洲坝中心医院外科，湖北宜昌 443002）

随着人口老龄化加剧，据统计多地骨折的发生率不断上升［1］。虽绝大多数骨折都能顺利愈合，但有外国文献记载每年5%～10%的患者会出现愈合延迟或不愈合［2］。自体骨移植对此类情况治疗最有效，但该方案可能受到供体部位和数量及二次创伤的限制［3］。外源性骨移植替代物虽可解决这些限制，但由于缺乏成骨性能、免疫排斥和疾病传播风险等缺陷，应用也受到限制。学者们开始探索其他替代方法，然均不甚理想。目前，大量临床表明富血小板血浆（plateletrich plasma,PRP）分泌的血小板衍生生长因子能够有效促进骨折愈合［4］。所以，应用PRP 治疗骨折值得进一步研究。

1 PRP 影响骨愈合的作用机制

过去不少学者认为，PRP 主要通过促进愈合级联中作用因子的趋化、增殖和促进分化成熟发挥作用。但最近研究表明，PRP 注射的有益作用不只是来自血小板本身，更多的是血小板激活时从α 颗粒中所释放的生长因子和蛋白质［5］。目前普遍认为PRP 促进骨修复最具影响的生长因子是骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein,BMP）、血小板源性生长因子（platelet derived growth factor,PDGF）、转化生长因子β（transforming growth factor beta,TGF-β）、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）、胰岛素样生长因子和表皮生长因子。其中以BMP、PDGF、TGF-ß 和VEGF 的研究最为广泛，而且BMP 被认为是骨修复途径的启动子，能诱导分布在骨组织血管周围未分化间充质细胞分化增殖为成骨细胞或软骨母细胞，促进成骨细胞分化，刺激胶原合成，促进新骨形成［6］。PDGF 可以刺激成骨细胞、成纤维细胞分裂和增殖［7］。TGF-β 主要调节软骨的生长和分化，并促进骨细胞外基质合成和骨痂中血管生成，还能通过抑制破骨细胞的活性，从而抑制骨吸收［8］。VEGF 的合成和分泌与骨形成同步，主要促进血管内皮细胞增殖，从而促进骨组织血管生成，为新骨形成营造条件［9］。大多数情况下，这些因子在PRP 中的含量经常被用作制备成功的指标之一。有文献记载，PRP 中含多种生长因子参与组织修复［10，11］。血小板本身参与调节血管生成，保护内皮细胞免于凋亡，确保足够的血流到达受损组织，启动伤口愈合过程［12］。血小板分泌的炎症血浆调节因子可抑制炎症细胞因子的表达［13］，进而调节骨愈合的炎症阶段。通常，血小板寿命远比骨愈合的时间要短得多［14］。在PRP 衍生的生长因子最初爆炸性释放后，它们在剩余的血小板存活期内继续合成和分泌生长因子，并逐步促进骨组织新鲜血管的生成，诱导骨及周围组织修复，促进骨折愈合。因此，大多数学者认为PRP 极大程度上影响的是早期骨愈合，而不是晚期骨形成。

2 PRP 促进骨愈合的应用及研究进展

2.1 PRP 在骨折的应用

尽管手术技术和医疗护理取得了进步，但骨折治疗后发生不愈合和骨不连的风险与过去相比，依然没有明显改变。在再生医学时代，随着分子生物学领域的进步，通过更好地理解骨修复失败的确切病理生理机制，影响骨折愈合的环境也逐步受到广泛关注。应用生长因子改善局部骨折修复环境被认为是一种极佳的治疗选择。有研究报道，血小板可释放诱导新生血管生成的生长因子，能为局部成骨细胞形成创造良好条件［15］。然而，PRP 对骨折治疗的效果却依然饱受争议，目前仍有待进一步研究。临床前研究显示，PRP 对体外成骨细胞样细胞和动物模型中的骨愈合有整体的积极作用，而临床研究报道PRP 虽可缩短骨愈合时间，但却对提高闭合性骨折愈合率几乎无积极作用［16］。然而，以上结果存在争议。2017 年，张福田等［17］为探讨PRP 与空心钉锁定钢板治疗股骨颈骨折的临床疗效，将60 例患者以单盲法按数字随机分为PRP 联合万向空心钉锁定钢板治疗组和单纯万向空心钉锁定钢板治疗组，结果表明，联合PRP 组在骨折愈合时间、愈合率等方面明显优于单纯组。然该研究存在一定的局限性，如样本资料较少，PRP制备时的血小板浓度、白细胞数量等尚未提及，需要进一步研究才能确定PRP 对骨折愈合的真正影响。此外，纳入研究的骨折类型存在异质性和PRP 标准化制备缺乏共识可能会导致有争议的结果。

2.2 PRP 在骨质疏松性骨折的应用

骨质疏松性骨折会增加异常愈合率的发生，所以临床上对其有效的治疗和预防依旧很重视［18］。近年来，虽然PRP 在骨折愈合和骨修复过程已被广泛研究，但对骨质疏松性骨折方面的研究仍较少。目前PRP 在骨质疏松性骨折的研究，主要集中在体内动物实验。赵立来等［19］采用人为祛除雌鼠的卵巢建立骨质疏松模型观察PRP 治疗骨质疏松性骨折的疗效。结果发现PRP 组骨痂体积和骨痂体积百分比在术后第1、2、4 周都比对照组高，组间比较差异显著。阿尔辛蓝染色结果表示PRP 组软骨细胞增生数量明显多于对照组。仇建军等［20］探讨PRP 促进老年骨质疏松性髌骨粉碎性骨折愈合的疗效，选取老年骨质疏松性髌骨粉碎性骨折患者60 例，按随机数字表法分为PRP 组和对照组，PRP 组治疗方式为克氏针张力带内固定联合PRP，对照组仅行单纯克氏针张力带固定。研究中PRP 浓度未提供，PRP 激活方式为凝血酶激活，PRP 注射量未提供。研究结果显示，PRP 组临床骨折愈合时间及下肢完全负重时间均明显短于对照组，差异显著。尽管以上实验表明PRP 治疗骨质疏松性骨折是有效的，但仍需要在最佳治疗条件下进行更大规模的随机对照研究来给出更有力和准确的结果。

2.3 PRP 在骨缺损的应用

骨缺损甚为普遍，常由创伤、感染和手术等引起［21］。骨自体移植被认为是治疗骨缺损的金标准和最有效的方法［22］。然近年来，生物制剂也被用于进一步改善骨骼愈合，其中，PRP 似乎是治疗骨缺损较有前途的方法［22，23］。PRP 对各种骨缺损模型的愈合疗效已在大量的实验动物实验中得到了广泛研究。目前，大多数临床前和体内研究一致认为，应用PRP 能有效刺激和增强骨缺损的愈合过程。但对骨缺损成骨的有益作用尚无共识，一些研究人员则认为它不能有效地增强新骨形成。Oktaş［24］研究54 只大鼠左股骨骨缺损模型中PRP 对骨膜成骨潜力的影响，结果显示，在生物力学基础上，PRP 的应用不会产生任何显著差异。然而，大鼠的骨形成时间比人快得多，还需要进行进一步的临床研究。余项华等［25］分析PRP 联合同种异体骨治疗120 例骨缺损的临床效果，其结果显示，PRP 联合组的骨折愈合时间及功能愈后均明显优于单纯使用同种异体骨移植。虽然大多数研究都报道了PRP 在增强和改善骨愈合方面的有效性，且PRP 被建议为骨缺损的新兴治疗方法［26］。但由于方法、随访和研究设计的局限性，PRP 在临床应用中的有益作用仍存在争议。

2.4 PRP 在骨不连的应用

骨不连是骨科常见且棘手问题［27，28］。随着生物技术的不断深入，PRP 逐步应用于骨不连的临床治疗［29］。单独使用PRP 治疗骨不连时，治疗效果难以明确。早些年，Ghaffarpasand 等［30］进行了一项随机双盲安慰剂对照临床试验，研究PRP 对采用自体骨移植和内固定治疗的骨不连骨折愈合率的影响。患者在术中接受5 ml PRP 或5ml 生理盐水（安慰剂）。与对照组相比，PRP 组的愈合率明显更高。然而，Say等［31］报道了PRP 在骨不连的临床使用研究中未能实现骨愈合。共研究20 例患者，其中12 例被诊断为骨不连。这些患者接受3 次2.5 ml 的PRP 治疗，治疗6 个月后，没有患者出现骨愈合。因此，认为PRP对治疗骨不连无效。但与其他研究相比，该剂量相对较小，且在已发表的研究中很少提到浓度及注射剂量的关键问题，因此无法判断是否注射剂量不同导致了结果不同。此外，当比较研究组内的患者骨愈合情况时，骨不连的愈合差异很大。因此，建议未来在促进临床转化和接受PRP 作为一种治疗方法时，需要调查更大剂量（即5～20 ml）PRP 的效果以及更长时间（>11 个月）的随机临床试验［32］。近期研究表明，PRP 联合其他形式治疗骨不连效果较好，如姜苗苗等［33］通过临床研究表明采用PRP 联合体外冲击波治疗骨不连效果优于对照组。Nie 等［34］研究脱矿质骨基质（demineralized bone matrix,DBM）和PRP 联合治疗骨不连，虽然其疗效令人满意，但也存在局限性，需要进行更大规模和更高质量的研究来评估其临床疗效。

3 展 望

含多种生长因子的血浆制品PRP 是目前临床研究的热点［35，36］。源于自体，安全且无已知不良反应是其本身优势，加上当前的制备技术，PRP 可成为应用广泛的生物制剂［37，38］。但在临床应用上的主要问题源于其使用的不可控性，这种不可控性包括创建和激活PRP 以及传递方法的差异。然而，无论方法如何，PRP 在骨修复的使用中存在的另一个棘手的问题是在骨折修复周期中，PRP 生长因子在填充了骨缺损中后，滞留时所面临的生理活性的挑战。展望未来，减少上述变异性和提供PRP 生物分子持续释放的能力极有可能是加速骨折愈合的关键。基于PRP 早期体外研究，近年来它在一些动物模型和人体试验中的应用显著增加。利用药物传递、生物材料和组织工程方面进展，并将其应用于PRP 结合生长因子刺激骨再生，这项研究将会是一种真正的转变。未来随着PRP 治疗方案的不断完善，应逐步研究特定适应症下PRP 治疗的标准化［39］。虽然到目前为止，还没有一种明确的给药方法，但方法数量和多样性的增加，似乎表明PRP 在治疗骨缺损方面临床潜力已逐渐被认识。这一潜力已在PRP 水凝胶、海绵和纳米纤维支架制造领域的现有和未来研究中得到充分发挥，并有可能为临床创造新的配方和给药方法［40］。