自体血小板浓缩物在口腔种植领域中的应用

进展 2021-04-09 14:21:47 阅读:

作者:李贝贝,陈明,首都医科大学口腔医学院种植中心

口腔种植体周围骨缺损或骨量不足是口腔种植治疗中的常见问题,骨组织再生和修复也一直是国际种植学界研究的热点之一。近几年,随着自体血浆提取物的出现,使得种植体周围软硬组织的再生与修复在种植领域中取得了重大进展。血浆提取物的研究大致经历了以下三个阶段:富血小板血浆(platelet-richplasma,PRP),富血小板纤维蛋白(platelet-richfibrin,PRF),浓缩生长因子(concentratedgrowthfactors,CGF)。

1.富血小板血浆(PRP)

1984年,Assoian等首先发现了从血浆中提取的富血小板血浆(PRP)含有多种生长因子,可能促进组织缺损的修复。PRP是一种自体来源的通过离心全血获得的富含血小板血浆提取物,当PRP被激活后,各种生长因子即从血小板中的α颗粒中释放出来,可能促进各种软硬组织的再生与修复。

Whitman等最早开始利用PRP修复骨缺损并获得了良好的效果,自此关于PRP促进种植体周围软硬组织再生与修复的研究一直是种植学界的热点。

1)制备方法

根据血液中各组成分沉降系数不同,通过密度梯度离心法从全血中分离提取出PRP。但国际上关于PRP的制备方法一直未形成统一的标准。

2)PRP的生物组成及特点

一般认为,PRP中的血小板浓度达到外周血血小板浓度的4倍以上,含有的生长因子浓度也应在3倍以上。由于PRP中添加了高浓度的牛凝血酶,形成的膜比较致密,不利于细胞因子的滞留和细胞的迁移。PRP中的生长因子在第一天的释放就达高峰,之后迅速下降,所释放的生长因子活性可持续5-8天。

3)PRP促进软硬组织愈合的机制

PRP促进组织再生的主要机制是它能为缺损的局部释放各种生长子。这些生长因子种类较多,作用不同,能促进成骨细胞的增殖分化以及新生血管的形成,也可抑制破骨细胞的活性,相互间发挥着协同效应,对软硬组织缺损的再生与修复有着重要的作用。

其中主要的生长因子及其功能简述如下:

①转化生长因子-β(transforminggrowthfactor,TGF-β),它作为趋化因子可刺激成骨细胞和前成骨细胞的增殖,抑制破骨细胞的形成和骨吸收;

②血小板源性生长因子(plateletderivedgrowthfactor,PDGF),刺激骨髓基质干细胞的有丝分裂,增加成骨细胞数量;还可以刺激内皮细胞的有丝分裂促进移植区的毛细血管生长;

③胰岛素样生长因子(insulinlikegrowthfactor,IGF),可刺激前成骨细胞和成骨细胞,促进软骨和骨基质形成;

④血管内皮细胞生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF),诱导新生血管形成,促进内皮细胞增殖,为局部骨再生及代谢提供有利的微环境;在低氧状态下,VEGF表达增高,促进成骨细胞的分化,提高碱性磷酸酶的表达,促进骨组织愈合。

4)PRP在种植领域的应用

由于PRP制备方法繁琐不统一,造成PRP的质量差异较大,因此临床效果也具有不确定性,其研究和应用还存在较大争议。目前,PRP在口腔种植领域的应用逐渐被PRF及CGF所取代。

2.富血小板纤维蛋白(PRF)

PRF是继PRP之后的新一代的富血小板浓缩物,在2000年由法国学者Choukroun首次制备并应用。PRF不仅具有PRP的优点,同时潜在成骨能力更强,制备过程更加简单。由于完全取自于自体血,既不需要抗凝剂也不需要牛凝血酶等额外生物添加剂,制备过程简单,避免了免疫排斥和交叉感染的发生,避免了伦理道德的争议。

1)制备方法及注意事项

取10ml的试管采集静脉血液,试管内无抗凝剂涂层,迅速置于离心机2700~3000r/min离心10~12min。完成后可见血液分3层。上层为贫血小板血浆,中间层为淡黄色凝胶状PRF,下层为红细胞。有研究显示,凝胶内大量的白细胞和血小板主要聚集在凝胶和红细胞层的交界处,因此在分离纤维蛋白凝胶时,底部应留有少许的红细胞层。由于采血试管未添加抗凝剂,血液一旦接触管壁,凝血反应即刻发生,所以整个制备过程需要尽快完成,否则不能形成大块纤维蛋白凝胶。

2)PRF的生物组成及特点

有研究指出,PRF中存在大约97%的血小板,其浓度比正常血液中的血小板浓度高3-7倍,白细胞浓度为正常白细胞浓度高2-4倍。PRF无需凝血酶,只是模拟生理性的凝血过程,在离心分离的过程中逐渐形成具有三维疏松立体网状结构的凝胶。这种三维结构可使生长因子逐步缓慢释放,使生长因子持续发挥作用可达28天,并使其保持较高水平,加强成骨效果。

3)PRP促进软硬组织愈合的机制

生长因子:PRF作用的发挥同样依靠多种生长因子,这些生长因子的种类及功能与PRP中所含有的类似。纤维蛋白网状支架:物理方面,为骨愈合提供支架,为组织细胞提供迁移、增殖及分化提供了场所;生物化学方面,血小板和生长因子以化学键结合于纤维蛋白网上,减少了生长因子的丢失。

随着纤维蛋白逐渐溶解,凝胶上结合的生长因子缓慢释放,从而表现更优越的成骨作用。白细胞及免疫细胞:凝胶内富含白细胞和各类免疫细胞。白细胞构成机体重要的防疫屏障;免疫细胞可释放多种炎症因子,参与炎症调节,同时具有抗感染能力,加速组织愈合和血管生成。纤维蛋白和纤维蛋白原降解产物:可刺激中性粒细胞迁移,促进中性粒细胞与内皮细胞及纤维蛋白素原的吸附,调节中性粒细胞的吞噬功能以促进组织修复。

4)PRF在口腔种植领域的应用

PRF制备简单,良好的操作性能以及更高的再生修复潜能进一步扩大了其在种植领域的应用,主要包括:

①拔牙后的位点保存:Alzahrani等通过RCT临床研究观察到单独使用PRF可减少拔牙后牙槽嵴的吸收。但Mendoza-Azpur等认为,PRF虽然可促进拔牙后的伤口愈合,但在维持颊舌向骨量以及膜龈联合位置方面,临床应用胶原膜联合骨移植材料的效果可能更好。在PRF联合骨移植材料方面,Thakkar等将PRF、脱矿冻干骨(DFDBA)和胶原膜联合应用于拔牙窝,显示牙槽嵴高度得到更高程度的保留。吴茴等在拔牙窝植入胶原骨,并覆盖PRF膜关闭拔牙创,认为可有效的保存牙槽嵴顶的宽度。

②上颌窦提升术:Pichotano等在RCT研究中指出,一期行上颌窦外提升术时,在骨移植材料(deproteinizedbovinebonemineral,DBBM)材料中加入PRF,并于术后早期(4个月)植入种植体,新骨形成量要优于单独使用DBBM组。但是,Nizam等指出,PRF对新骨形成、骨高度的增加、预防移植骨材料再吸收等方面均无有益作用。

Liu等在meta分析中提出,尽管在骨替代物中加入PRF可能有助于缩短愈合时间,但其作为辅助材料的使用似乎没有明显的提高上颌窦提升术的效果,是否使用PRF对新骨形成以及新形成的骨与骨替代物之间的接触并没有明显差异。但PRF制备技术在纳入的研究中有所不同,这可能会产生很大的偏倚。

③PRF对植入种植体的影响:研究显示使用PRF可促进初期种植体的稳定性,术后2~6周周种植体的ISQ值相比对照组均有提高,但是否使用PRF对种植体成功率、种植体周围探诊深度以及探诊出血方面无影响。

④PRF在引导种植体周围骨组织再生中的作用:You等通过体外细胞实验证实PRF可促进骨组织再生并且无任何并发症。孙晓琳等认为PRF联合GBR在前牙种植中引导组织再生的临床效果显著。GBR效果受多因素影响,比如与植骨空间的稳定性及软组织愈合有关,Toffler认为,临床医生可能通过PRF促进软组织的愈合来获益。尽管如此,关于PRF在骨再生中的作用仍然缺乏令人信服的研究。

⑤种植体周围炎:有学者认为,在种植体周围炎进行翻瓣清创缝合术时,使用PRF可以减少术后3和6个月后的探诊深度,增加临床附着和减少软组织的退缩。You等实验研究表明,自体骨与PRF的混合物能在种植体周围骨缺损区重新发生骨结合,并能有效的控制炎症。但两项研究中均指出,PRF是否能有效治疗种植体周围炎的组织缺损仍需随机对照试验进一步研究。

3.浓缩生长因子(CGF)

CGF属于第三代血液提取物,在2006年由Sacco首次提出。CGF是一种新型的生物材料,富含更高浓度的生长因子及粘性柔韧性更高的纤维蛋白。临床上可以将CGF作为隔膜来加速软组织愈合,或与骨移植物混合应用以加快新骨重建。与PRF一样,CGF由自体静脉血分离制作而成,无需任何额外的抗凝剂及凝血酶。

1)制备方法及注意事项

制备CGF的离心速度与PRF不同,需要反复切换离心速度,因此需要通过特定的制备工具提取,这种变速作用使得纤维蛋白凝块的密度和所含的生长因子更高。将患者的静脉血采集10ml于试管中,勿摇动试管,并立即放入Medifuge(Silfradent,意大利)离心加速机分离处理。设定制备CGF程序,旋转12min后,可见血浆分为3层(分层同PRF)。

2)CGF生物组成及特点

有研究认为,PRF和CGF的生物组成及特点类似,但CGF富含更高浓度的各类生长因子,更大的纤维蛋白凝块,由于纤维蛋白原因子VIII和凝血酶的凝集,CGF中的纤维蛋白凝块具有高度内聚性。由于强度的原因,纤维蛋白的凝结物起着重要的力学作用,与移植材料混合后,其微粒形成一种生物粘合剂,这为新骨向内生长或沉积提供一个支架或引导物,使引导骨再生的作用能够更持续。

3)CGF促进软硬组织愈合的机制

CGF作用的发挥类似PRF,同样依赖血小板活化后释放的各类生长因子,纤维蛋白网内的白细胞和各类免疫细胞所释放的炎性因子等。

4)CFF在口腔种植领域的应用

CGF在口腔种植领域应用广泛,临床适应症与PRF类似。CGF具有极大的可塑性,通过压缩,以薄膜的形式使用,也可以将其撕裂,以碎片的形式使用。体外细胞实验研究显示,CGF可以有效刺激成骨细胞的增殖和分化;临床研究认为,CGF对种植体的稳定有积极作用,第1周和第4周种植体的ISQ测量值在使用CGF组更高;生物材料的骨引导作用联合CGF的骨诱导作用可能具有协同效果,在骨再生方面相互促进。

虽然浓缩血小板制品在口腔种植领域取得了重大进展,但是其促进组织愈合的机制尚未完全清楚。单独还是联合其他生物材料应用于组织缺损处,目前尚未达成共识。骨代替材料以什么样的比例混合才能更好的提高成骨速度和成骨质量也没有统一的标准,甚至制备方法也没有得到完全的统一。临床研究多为回顾性及病例报告,其结果缺乏说服力和可比性。进一步探讨富血小板制品促进组织愈合机制、规范统一化离心设备和方法以及多中心随机对照前瞻性研究是未来的发展方向。

来源:李贝贝,陈明.自体血小板浓缩物在口腔种植领域中的应用[J].北京口腔医学,2020,28(04):234-237.

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