富血小板纤维蛋白的研究进展

时间:2022-01-31 04:31:07

富血小板纤维蛋白的研究进展

[摘要]富血小板纤维蛋白(PRF)是一种富含细胞因子和生长因子的自体来源的新型生物材料,被誉为新一代血小板浓缩物。其分子结构类似天然血凝块,为组织细胞提供迁移、增殖和分化的场所。近来,许多学者将PRF作为移植材料应用于口腔种植前上颌窦底提升术后的骨移植中,并获得了良好的效果。本文就PRF及其在口腔种植上颌窦底提升术中的应用进展作一综述。

[关键词]富血小板纤维蛋白;口腔种植;上颌窦底提升

[中图分类号]Q 813[文献标志码]A[doi]10.3969/j.issn.1673-5749.2012.03.025

Research progress on platelet-rich fibrinYang Shimao1, Wang Mingguo2.(1. Dept. of Oral and Maxillofacial Surgery, School of Stomatology, Shandong University, Jinan 250012, China; 2. Dept. of Stomatology, Jinan Central Hospital, Jinan 250013, China)

[Abstract]Platelet-rich fibrin(PRF)is a source of autogenic neotype biomaterial, which is rich in cytokine and growth factors, and is called new generation of platelet concentrates. The molecular constitution of PRF is similar to nature blood clot, and to provide location with migration, proliferation, and differentiation for rhagiocrine cell. Recently, many researchers use PRF as graft on the sinus floor elevation in dental implantation and win well re-sults. This article reviewed PRF and its application on sinus floor elevation in dental implantation.

[Key words]platelet-rich fibrin;dental implantation;sinus floor elevation

富血小板纤维蛋白(platelet-rich fibrin,PRF)是新近提出的区别于传统富血小板血浆(platelet rich plasma,PRP)技术的富血小板生物材料,于2001年由Choukroun等[1]所提出,因此又称为Choukroun’s PRF。Choukroun’s PRF技术是一种操作简单、成本低廉的技术,被称为第2代的血小板浓缩物[2]。PRF具有良好的促进软硬组织再生的作用[3-4],已经初步应用于口腔种植领域中。

1PRF的制备

PRF的制备是将静脉血收集于干燥的未加入抗凝剂的离心管中并进行低速离心,此过程无需加入胶黏剂等化学制剂,血液一旦接触离心管即开始凝集,因此PRF的成功制取,要求快速采血并立即离心[5]。经过离心后,在离心管内形成3层,最底层为红细胞层,表层为无细胞的血浆即贫血小板血浆(platelet-poor plasma,PPP),中间层即为PRF凝胶。PRF凝胶中浓缩了血液中大部分的血小板和白细胞,并且作为愈合基质显示出复杂的结构,包括其他血小板浓缩物所不能提供的机械性质[6]。当使用2层无菌纱布对其进行挤压时,PRF凝胶即成为稳定的膜状结构。此膜已经作为自体生物材料初步应用于口腔颌面外科、耳鼻喉科以及整形外科中。

2PRF促进组织修复的机制

PRF能够刺激多种细胞,特别是成骨细胞的增殖和分化,其组织修复作用主要通过细胞因子的调节作用和纤维蛋白的支架作用,细胞因子能够吸引与组织修复相关的细胞,调节并促进了组织修复过程,而纤维蛋白形成的支架结构为细胞提供了增殖分化的场所[6],从而促进软硬组织的修复。PRF中的血小板像黏结剂一样浸入到纤维蛋白网内,但浸入其中的白细胞具有活性并且在密集的纤维蛋白网状结构中产生作用[7]。此外,PRF中包含大量白细胞,在降解过程中持续释放免疫调节相关的细胞因子,减轻了局部不良的免疫反应,增强了抗感染的能力[8]。研究发现,PRF能够作为促有丝分裂剂促进细胞增殖[9]。类似的研究结果也被其他学者[7,10]报道。PRF能够缓慢持续的释放关键因子至少1周,例如转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β1、血小板源性生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)-AB、血管内皮生长因子(vascular endothelis growth factor,VEGF)和基质糖蛋白(血小板反应素-1)[11]。也就是说PRF在作用过程中能够刺激其周围环境相当长的时间,因此这种天然的纤维蛋白生物材料能够在促进损伤愈合方面提供巨大的潜能,并认为PRF可能是通过PDGF以及TGF-β的相关机制来调节细胞增殖。Dohan等[8]通过定量计算PRF析出液中的5种重要的免疫因子,其中包括3种促炎细胞因子如白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α,抑炎细胞因子如IL-4和血管生成促进因子如VEGF,认为PRF中的白细胞可能通过分泌细胞因子作用于止血和炎症反应过程。Lundquist等[12]使用胰蛋白酶处理PRF,结果表明PRF具有提供持续释放生长因子以及抵抗内源性纤维蛋白酶降解的作用。由于PRF的这些特性,因此能促进软硬组织的愈合。

3PRF与PRP的比较

PRP是1984年最早从人的血液中提取出来,并被发现PRP中富含多种生长因子。1997年,PRP首次被应用于口腔临床研究中并取得了良好的效果。虽然PRP释放的生长因子来源于血小板已经被证实,但PRP促进组织修复的作用备受争议。PRF是一种富含自体细胞因子和生长因子来源的固有的新型生物材料,而不是由PRP衍化而来,由于其组织修复作用在临床应用中受到了特别的关注。

PRP的制备过程需要使用抗凝剂收集血液,经过2次离心,并且需要使用化学制剂(通常为10%氯化钙溶液和凝血酶)的人工聚合作用获得血小板浓缩剂。PRF的制备过程则不需要向收集的血液中添加抗凝剂等任何化学成分,血液一旦接触离心管后即开始凝集。

研究表明,PRP形成的凝胶块中所含有的血小板以及生长因子的作用时间仅限于早期阶段,不可能作用于组织修复的全部过程[13-14]。而PRF更注重纤维蛋白的作用,其内的纤维蛋白能将血小板和释放的生长因子以化学键的方式结合起来,通过缓慢释放,延长生长因子的作用时间。孙洁等[15]对PRP和PRF进行了超微结构的比较观察发现,PRF中纤维蛋白聚集形成疏松的立体网络结构,大量的血小板和白细胞分布于蛋白网中,血小板内α颗粒部分破裂;而PRP中血小板伸出大量的伪足并且聚集成簇相互堆叠,少量白细胞散在。因此认为PRF的纤维蛋白网状结构是其相对延长生长因子作用时间的结构基础,所含有的大量白细胞可能具有很高的免疫学价值。

He等[10]比较了PRF和PRP对于大鼠成骨细胞增殖分化影响,认为PRF与PRP相比能逐渐释放自体生长因子并且表达更强,对于大鼠成骨细胞的增殖和分化作用也更为持久。You等[16]对PRP与PRF进行了比较,发现在种植体周围骨缺损的修复中,PRF比PRP能诱导更强的种植体周围骨反应,产生更多的骨种植体结合。

4PRF在口腔种植上颌窦底提升术中的应用

PRF能够促进骨的形成,特别能够提高骨移植物的愈合率。其在颌面部缺损重建中的应用使得自体骨移植物更快的成熟与固结,且密度更高。此外,PRF与自体骨结合增加了成骨的比率以及新骨形成的质量[3]。PRF是一种具有在上颌窦黏膜和骨质上愈合性质的价廉且容易操作的生物材料[17]。目前,PRF已经被主张用于上颌窦侧壁开窗式窦底提升术[18]以及骨刀介导的上颌窦底提升术[19]中,用于保护上颌窦黏膜或促进骨移植物的成熟。在使用骨凿的手术中,PRF对于上颌窦黏膜是一种很好的保护,并且在上颌窦穿孔的情况下,纤维蛋白基质也有助于创口的封闭[20]。

Choukroun等[4]在上颌窦侧壁开窗式窦底提升术中,用PRF与冻干骨异体移植物(freeze-dried bone allograft,FDBA)作为充填材料结果减少了在种植体植入前的愈合时间,从组织学角度来看,愈合时间减少到4个月。Meyer等[21]对20位有严重上颌窦底萎缩的患者使用β-磷酸三钙联合自体生长因子(包括PRF)进行上颌窦提升手术,结果表明,使用β-磷酸三钙联合自体生长因子而不使用骨移植材料,在大量上颌窦提升手术中能减少并发症的产生。同时,种植体的成功率与使用自体骨移植物所获得的成功率是相当的,材料的吸收率也相同。Lee等[22]对6只狗进行双侧上颌窦底提升术并同期植入种植体。在右侧的上颌窦中,将自体骨混合PRF胶置于黏膜与上颌窦壁之间;在左侧的上颌窦中,单独使用自体骨作为对照组。结果表明使用自体骨混合PRF胶与单独使用自体骨相比,可以增强种植体骨的结合以及增加新骨形成的高度。Mazor等[23]使用Choukroun’s PRF作为唯一的移植材料进行上颌窦底提升并同期植入种植体,术后6个月进行放射学观察发现,在上颌窦底的下方一直到种植体的尖端部分有大量的骨质形成,组织学观察显示了良好的骨结构和骨活力。

Toffler等[24]对110位使用骨凿介导的上颌窦底提升术(bone-added osteotome sinus floor elevation,OMSFE)联合PRF的患者进行早期观察研究表明,对于OMSFE/PRF技术应用于局限性的上颌窦提升并植入种植体时,在残余骨高度为5~ 8 mm的情况下安全性和成功率最高,Diss等[19]认为,OMSFE/PRF技术在上颌窦提升术中,可以获得平均3.2 mm的骨量。尽管残余骨高度(residual bone height,RBH)有限,但认为2~3个月的愈合期对于抵抗在基牙紧固期间所使用的25 N·cm的转矩是足够的。此外,PRF也可以用于Summers截骨术中,在上颌窦底提升术中作为一种理想的替代生物材料以减少加载前的愈合时间,同时作为震动吸收器提供了很好的缓冲并且为破坏的鼻黏膜提供了愈合支持。

5PRF的应用展望

Choukroun’s PRF是一种包含白细胞和富血小板纤维蛋白基质的浓缩物[25],且PRF制备简单,成本低廉,无毒性,避免了交叉感染等特点,使得PRF具有极大的应用潜能。

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