富血小板纤维蛋白在糖尿病足溃疡治疗中的应用研究进展
2023-12-29李萱袁平李珍戴香桂秦月兰
李萱,袁平,李珍,戴香桂,秦月兰
1 湖南师范大学附属第一医院(湖南省人民医院)护理部,长沙410002;2 湖南师范大学附属第一医院(湖南省人民医院)伤口造口中心;3 湖南师范大学附属第一医院(湖南省人民医院)老年科
糖尿病足溃疡(DFU)是糖尿病常见的严重并发症之一。DFU在糖尿病患者中的患病率为4% ~10%,其中10% ~ 20%的患者足部溃疡无法愈合,25%的患者需行截肢手术,严重的DFU甚至可能会导致患者死亡[1]。糖尿病足愈合受多方面影响,如伤口微环境变化、血管生成能力、血管病变和细胞功能、伤口的营养和氧供等[2]。目前,DFU的外科治疗方法主要包括伤口清创、湿性伤口敷料、自体干细胞移植、无细胞真皮基质覆盖、生长因子补充、手术治疗、减压治疗、负压治疗等[3]。富血小板纤维蛋白(PRF)是继富血小板血浆后的第二代血小板浓缩物,富含白细胞、血小板和纤维蛋白,最先应用于口腔科[4],通过刺激组织再生,促进口腔手术伤口的恢复,具有制作简单、不良反应少、作用时间长、经济高效等优势。研究表明,PRF可以释放多种生长因子,促进血管生成,控制创面感染,加快瘢痕组织形成[5],可有效促进包含DFU的慢性创面愈合[6]。现就PRF在DFU治疗中的应用相关研究综述如下。
1 PRF单独应用治疗DFU
随着离心技术发展,PRF已有多种衍生物,如富白细胞血小板纤维蛋白(L-PRF)、改良型富血小板纤维蛋白(A-PRF)、可注射型富血小板纤维蛋白(i-PRF)、钛制富血小板纤维蛋白(T-PRF)等,不同衍生物的制备方法、保留时间等存在差异。PRF已广泛应用于口腔科、颌面外科、骨科、整形外科等多领域,为患者创面修复提供了安全、经济、有效的方法。
1.1 L-PRF L-PRF是含有高浓度白细胞的富血小板血浆,在强纤维蛋白基质中含有白细胞和细胞因子,其表面粗糙,可改变巨噬细胞的表型、功能及细胞反应,从而影响巨噬细胞极化,在伤口干燥和伤口愈合过程中形成焦痂[7]。一项回顾性研究纳入需要全层植皮治疗的DFU患者,发现L-PRF组比对照组更早接受手术,且对照组术后感染率(56%)大于L-PRF组(24%),对照组的溃疡复发率和最终截肢率(36%和48%)也高于L-PRF组(16%和20%)[8]。PINTO等[9]研究显示,10例DFU患者经L-PRF治疗9周伤口完全愈合,认为L-PRF治疗DFU非常有效,在标准伤口护理失败的部位同样可以达到闭合伤口效果。研究者采用L-PRF治疗3例DFU并发骨髓炎溃疡患者,结果显示,3例皮肤病变均已愈合,且没有感染和复发迹象,认为PRF可能是免疫调节的关键,可控制炎症,促进伤口愈合[10]。
1.2 A-PRF 与传统PRF相比,A-PRF诱导生长因子转化生长因子β、血小板衍生生长因子、血管内皮生长因子(VEGF)和趋化分子CCL-5的释放量更大,中心粒细胞的数量更高[11]。这是因为A-PRF采用了低速离心概念,使用较低的重力获得更高的生长因子释放量,能够促进成骨细胞的功能分化[12]。一项拉伸试验显示,A-PRF比L-PRF有着更大的抗牵拉能力及稳定性,可作为组织修复的支架,适用于软组织损伤等需要足够生物力学修复的治疗[13]。在行截趾手术后的糖尿病足患者中,于截趾后腔隙填入A-PRF再缝合的患者伤口愈合速度快于清创后直接缝合的患者,同时A-PRF组患者术后止痛药的使用次数减少,缓解疼痛作用更好[14]。
1.3 i-PRF i-PRF作为一种易于使用的、液体形式的血小板浓缩物,临床应用时,不需要剪切或挤压成膜,可直接注射或联合其他生物材料使用,制作更简便。i-PRF制作完成后维持液态约15 min,之后形成凝胶状膜,由液体纤维蛋白原转化为固体纤维蛋白[15]。一项体外研究表明,i-PRF可通过改变共刺激分子和炎症细胞因子的表达来抑制树突细胞成熟和巨噬细胞M1极化,减轻免疫反应,从而促进恢复和愈合[16]。临床试验结果显示,使用i-PRF治疗者创面感染控制情况、炎症指标下降程度、新鲜肉芽组织生长情况、局部疼痛缓解程度等效果更优,表明i-PRF能有效治疗包含DFU在内的慢性难愈创面[17]。
1.4 T-PRF 在T-PRF制作过程中,将玻璃管或玻璃涂层塑料管替换为血液相容性更好的钛管,与二氧化硅相比,钛具有骨结合、更好的血液相容性和血小板活化的特性[18]。分离出来的PRF基本组织学结构与L-PRF相似,但其具有连续完整性的高度组织网络,纤维蛋白比L-PRF的纤维蛋白更紧密。相关研究表明,全血与钛合金接触可使血小板与材料表面结合,并产生凝血酶—抗凝血酶复合物,从而促进伤口愈合[19]。一项关于T-PRF治疗DFU的随机对照研究结果显示,观察组各项炎症指标降低较对照组更明显,新鲜肉芽组织覆盖率更高,创面愈合时间短于对照组,表明T-PRF治疗DFU能更有效控制创面感染[20]。
1.5 PRO-PRF 2019年,有学者在乌贝兰迪亚联邦大学的组织再生研究实验室提出并验证了PRF方案的修改,称之为PRO-PRF[21]。PRO-PRF更多应用于口腔和皮肤伤口的治疗中。2022年,研究者首次将PRO-PRF膜用于治疗DFU溃疡伤口,结果显示,所有患者在7 ~ 12周损伤完全愈合,在治疗期间未出现感染或全身并发症,且治疗成本较低[22]。将PRO-PRF应用于伤口,并使用氰基丙烯酸酯粘合剂可稳定伤口,保持拉伸平衡,调节炎症反应,并为伤口提供免疫保护。
1.6 LeucoPatch®LeucoPatch®是利用一次性医疗设备LeucoPatch装置加工而成的一种自体富含血小板和白细胞的纤维蛋白伤口敷料,其可在床边制作而无需添加任何试剂,这意味着LeucoPatch®可以尽可能缩短抽血后到离心前的间隔时间,以免影响PRF膜的最终尺寸。在一项包括44例难以治愈DFU患者的开放临床多中心研究中,患者每周1次进行LeucoPatch®治疗,12例(32%)在12周内愈合,22例(54%)在20周内愈合[23]。GAME等[24]的研究结果显示,LeucoPatch组愈合时间明显比标准组短,愈合人数更多,且未发现与敷料相关的不良事件,这说明LeucoPatch®是治疗DFU的有利材料。
2 PRF联合其他材料治疗DFU
与单独使用PRF治疗DFU相比,PRF联合其他材料治疗DFU可提高疗效,减少不良反应,通过优势互补发挥协同作用。在达到促进伤口愈合目的的同时,可减轻炎症,减少瘢痕形成,减轻伤口疼痛。
2.1 PRF联合分子材料或干细胞 有学者将A-PRF与透明质酸(HA)联合治疗DFU,结果显示,与对照组相比,A-PRF+HA组VEGF显著增加,白细胞介素6显著减少,说明PRF+HA联合治疗可促进DFU患者血管生成,减少炎症[25]。向i-PRF溶胶中添加明胶纳米颗粒,从而获得一种具有双网络凝胶结构的复合水凝胶,在增强机械性能的同时,能够缓释i-PRF内的生长因子[26]。一项回顾性实验研究表明,对DFU患者注射嵌入PRF的自体脂肪来源的间充质干细胞(MSC),MSC可分泌高水平的VEGF和人类生长因子,这有助于细胞迁移、增殖,并调节血管生成,还可以促进伤口上皮形成并减少瘢痕形成[27]。因此PRF中添加其他分子材料,可以增强PRF的性能和作用,提高PRF治疗效果。
2.2 PRF联合其他敷料 研究者将PRF与姜黄素纳米颗粒水凝胶联合治疗糖尿病小鼠创面,发现联合治疗可以改善创面炎症细胞的功能状态,促进血管生成和胶原沉积,从而加速糖尿病小鼠创面愈合[28]。PRF联合纳米银敷料能有效控制局部感染,减轻炎症反应,减轻疼痛,最大限度地降低慢性难愈性创面患者治疗过程中出现感染扩散和并发症的风险[29]。杨曙[30]观察了A-PRF联合人工真皮对于糖尿病足创面的修复作用,发现A-PRF联合人工真皮具有加速创面愈合、减轻术后疼痛的作用。负压引流技术(VSD)应用在DFU中的疗效已得到多方证实,通过将PRF与VSD联合应用治疗DFU,可促进外周血循环和细胞生长代谢,有利于减少感染发生[31]。因此,将PRF与其他敷料联合使用,可充分发挥协同作用,达到促进溃疡创面愈合的作用。
3 PRF对DFU治疗作用的影响因素
PRF结构、性质与纤维蛋白和血小板密切相关。纤维蛋白原是所有凝血反应的最终底物[4],纤维蛋白结构影响PRF的性质,血小板浓度影响组织愈合速度,从而影响PRF对于伤口的愈合作用。总的来说PRF主要受两方面因素影响。
3.1 患者因素 由于PRF需要从患者自身静脉中抽取血液进行制作,因此患者的自身情况是影响PRF的重要因素。研究结果显示,女性外周血中的血细胞比容水平较低,血浆层之间的层分离较容易,因此与男性相比,女性患者的PRF膜平均增大17%[32];随着年龄的增长,红细胞浓度趋于降低,血浆层的分离更容易,产生更大的PRF膜,但随着个体年龄增长,纤维蛋白网同时会变得松散、不规则,在密度和质量方面会降低[33]。除此之外,吸烟对于血小板形态和功能、凝血机制和伤口愈合也有较大影响。SRIRANGARAJAN等[34]研究显示,吸烟组比不吸烟组的纤维更细,且纤维蛋白网具有较大的空隙,纤维之间缺乏独特的边界,具有黏性外观。因此利用不同患者血液制作出的PRF,其质量难以得到保证,治疗效果不一,很难预测治疗的发展情况。如果能异体供血,则可很好解决这一问题。现在虽有相关研究将异体PRF用于慢性伤口,但临床实践较少,安全性仍有待进一步验证。
3.2 制作过程 PRF的制作除与离心过程中的离心力和离心时间有密切联系之外,抽血后到离心前的间隔时间也会影响PRF膜的最终尺寸,抽血90 s后再离心,PRF膜的尺寸减少13%,120 s后尺寸减少23%,抽血后到离心前的间隔时间越长,制成的PRF尺寸越小[32]。同时有研究证明,离心机的特性和离心管材质对PRF的性质也有不同程度的影响,离心机特性将直接影响PRF凝胶的结构和细胞含量,如不同离心机具有不同程度的振动,当径向振动超过1时,离心管中存在发生共振的风险,可能对血细胞造成较大损害[35]。离心管影响PRF凝胶的尺寸和血小板的分布情况。如与玻璃管相比,硅胶涂层塑料管能促进凝血,并使血小板广泛均匀分布[36];而硅胶涂层塑料管中产生的PRF凝块小于玻璃管产生的凝块[37]。此外,血小板分布在很大程度上取决于离心速度和所用转子的类型,当使用角转子时,增加的离心速度会改变血小板的分布,从广泛均匀分布变为血小板在PRF基质远端表面和下方积累分布。这些因素均为控制因素,可通过统一制作及用具标准,达到保证治疗效果的目的。
综上所述,PRF作为新一代血小板浓缩物,具有促进血管生成、控制创面感染、释放生长因子、加快瘢痕组织形成等作用。将PRF应用于DFU的治疗仍是国内外研究的热点,展示了PRF在DFU治疗上的广阔空间和巨大潜力。但由于PRF属于新型生物材料,PRF衍生物的制作暂未形成统一标准,且不同PRF衍生物对DFU的治疗效果对比相关研究较少,暂未能根据患者个体情况有针对性地选择不同的PRF衍生物。基于PRF独特的优势和良好的应用前景,期待未来能明确PRF衍生物的制作标准,以保证制作质量,并进行更多大样本、多中心的随机对照研究,促进PRF在DFU治疗领域的应用。