賀絲雨 蔣婷
【摘 要】傷口愈合很大程度上依賴于機體自身的修復能力,而組織損傷會激活多種細胞分泌生長因子參與炎癥反應過程,調節蛋白質和其他細胞成分的合成、分解,從而促進細胞增殖、基質形成、血管再生及肉芽形成,達到創面修復的目的。富血小板纖維蛋白(PRF)是第二代血小板濃縮物,與富血小板血漿(PRP)不同,PRF制備時未加入抗凝劑和其他化學成分,有效避免了過敏反應。PRF富含生長因子,可持續釋放生長因子至少1周以上,同時具有良好的立體纖維蛋白空間結構,可為創面提供理想的細胞支架,能有效促使細胞遷移和增殖,從而達到促進創面愈合的作用。本文為探究PRF促進急性創面愈合的研究進展,現就傷口愈合過程、PRF應用于急性傷口愈合時的作用機制作一綜述。
【關鍵詞】富血小板纖維蛋白;富血小板血漿;急性創面愈合
中圖分類號:R641 文獻標識碼:A 文章編號:1004-4949(2023)03-0143-04
Research Progress of PRF in Promoting Acute Wound Healing
HE Si-yu1, JIANG Ting2
(1.School of Clinical Medicine, North Sichuan Medical College, Sichuan 637000, Nanchong, China; 2.Department of Burn and Plastic Surgery, Nanchong Central Hospital, Nanchong 637000, Sichuan, China)
【Abstract】Wound healing is largely dependent on the bodys own repair capacity, and tissue damage can activate a variety of cells to secrete growth factors to participate in the inflammatory response process, regulate the synthesis and decomposition of proteins and other cellular components, thereby promoting cell proliferation, matrix formation, angiogenesis and granulation formation, to achieve the purpose of wound repair. Platelet-rich fibrin (PRF) is a second-generation platelet concentrate. Unlike platelet-rich plasma (PRP), PRF is prepared without anticoagulants and other chemical components, which effectively avoids allergic reactions. PRF is rich in growth factors and can continuously release growth factors for at least 1 week. At the same time, it has a good three-dimensional fibrin space structure, which can provide an ideal cell scaffold for the wound, effectively promote cell migration and proliferation, and thus promote wound healing. In order to explore the research progress of PRF in promoting acute wound healing, this paper reviews the wound healing process and the mechanism of PRF in acute wound healing.
【Key words】Platelet-rich fibrin; Platelet-rich plasma; Acute wound healing
傷口(wounds)是指由于表皮層解剖完整性破壞及功能喪失引起的組織損傷,其類型、處理方法存在差異,但愈合過程卻基本一致,大致由3個連續且相互交叉的階段組成,即炎癥階段、增殖階段及重塑階段。傷口愈合的第一階段重點在于止血和細胞外基質(ECM)的形成,該過程在受傷后立即發生并在數小時內完成,同時傷口愈合的炎癥階段在凝血階段被激活,大致可分為早期中性粒細胞募集和晚期單核細胞出現和轉化。在增殖期,愈合過程的主要重點在于肉芽組織的形成、血管網絡的恢復。在傷口重塑過程中,細胞外基質的成分會發生變化,如肉芽組織水分減少、血管消失、Ⅲ型膠原逐漸被成纖維細胞和巨噬細胞釋放的膠原金屬蛋白酶降解,代之以Ⅰ型膠原,膠原反復沉積降解,最后達到平衡形成瘢痕。富血小板纖維蛋白(platelet-rich fibrin,PRF)作為近年來臨床各外科應用較為廣泛的生物材料,經研究證實[1,2],PRF對于促進創面愈合、組織修復重建具有重要作用。本文對近年來傷口愈合機制、PRF的應用及促進傷口愈合的機制作一歸納總結,以期為臨床應用PRF提供一定參考。
1.1 炎癥期 傷口的愈合首先是止血過程。損傷的組織細胞釋放血管活性物質(如組胺、5-羥色胺和激肽等)使局部血管收縮,組織損傷激活Ⅻ因子啟動內源性凝血途徑,同時血小板聚集形成初步的纖維蛋白基質。凝血和血小板脫顆粒激活炎癥反應,受趨化因子的影響,中性粒細胞最早進入損傷部位,通過吞噬、氧自由基的抗菌效應和補體的活化等方式將壞死的組織及異物排出體外。同時釋放各種介質和酶(如白三烯、硫酸軟骨素、肝素等)促進單核細胞、成纖維細胞、內皮細胞趨化遷移和基質結構降解。單核細胞到達創面時轉化成巨噬細胞,通過吞噬壞死組織、崩解的中性粒細胞碎片及細菌產物,分泌細胞因子(如IL-1、IL-2、INF-α等)及多種生長因子[如表皮生長因子(EGF)、成纖維細胞生長因子(FGF)、血小板衍化內皮細胞生長因子(PD-ECGF)等],這些因子能夠刺激表皮細胞、成纖維細胞及血管內皮細胞遷移至傷口,從而促進創面愈合[3]。凝血過程中血小板α顆粒也釋放細胞因子[如EGF、轉化生長因子β(TGIF-β)、血小板源生長因子(PDGF)等],有利于促進傷口愈合[4]。
1.2 增殖期
1.2.1成纖維細胞增生 損傷后24~48 h在PDGF、IL-1β和TNF-α等的趨化誘導下,成纖維細胞趨化遷移到組織損傷的部位[5]。研究表明[4],成纖維細胞早期傷口血液凝固的纖維蛋白支架和殘余膠原纖維遷移至傷口,細胞間的接觸抑制作用使得細胞均勻分布。Li J等[6]研究指出,成纖維細胞在來自TGF-β和PDGF的作用下,分化為促成纖維細胞產生細胞外基質(ECM),或者分化為肌成纖維細胞促進傷口收縮。Xue M等[7]研究指出,成纖維細胞可通過產生基質金屬蛋白酶,并以富含纖維連接蛋白、未成熟膠原蛋白及蛋白多糖的肉芽組織代替臨時基質,同時作為細胞遷移和分化的支架,以便于新血管的形成和成熟ECM的沉積。
1.2.2 血管生成 組織傷后缺氧條件刺激巨噬細胞、成纖維細胞、血管內皮細胞和角質形成細胞合成釋放的VGEF對血管內皮細胞的增殖有直接的刺激作用,同時誘導遷移以及形成管腔樣結構;還能提高微血管通透性,促進創面毛細血管芽的形成,這些毛細血管芽與其他血管融合,形成穩定的毛細血管網,新生的致密毛細血管網和纖維組織構成肉芽組織。
1.2.3 膠原蛋白產生 已激活的成纖維細胞可分泌細胞外基質,其中含有大量的未成熟的Ⅲ型膠原蛋白,通過聚合和交聯形成膠原纖維。傷口中最高濃度的膠原蛋白出現于傷后大約3周。其中膠原的合成以傷后第1~2周最快,而沉積則以第3~4周最多;由于膠原纖維的沉積溶解,在傷后2周傷口的抗張力強度<10%,3~4周僅為25%,數月后恢復到70%~80%[8]。
1.2.4 再上皮化 上皮再生開始于損傷后16~24 h,并持續到傷口修復的重塑階段[9]。損傷后,中性粒細胞、單核細胞和巨噬細胞募集到損傷部位,釋放炎癥因子和生長因子(如IL-1、TNF-α和EGF等)。在這些因子的作用下,角質形成細胞被激活[10],在纖維蛋白凝塊和豐富的膠原真皮之間分化和遷移,使傷口間隙上皮化。損傷也可使角質形成細胞釋放趨化因子,誘導免疫細胞遷移到損傷部位。研究表明[11],愈合初始階段,角質形成細胞通過自分泌方式釋放IL-1增加角質形成細胞的遷移和增殖,同時IL-1還能激活附近的成纖維細胞,并增加角質細胞生長因子(KGF)的分泌,從而促進角質形成細胞的遷移和增殖。TNFα也通過自分泌途徑刺激角質形成細胞遷移,并通過旁分泌方式激活成纖維細胞,從而增加FGF分泌。也有研究證明[12],角質形成細胞和成纖維細胞產生TGF-β,可誘導肉芽組織形成和肌成纖維細胞分化,促進膠原基質的收縮和傷口閉合。
1.3 重塑期 重塑期是傷口愈合的最后階段,肉芽組織逐漸減少,血管成分減少,成纖維細胞和巨噬細胞釋放的膠原金屬蛋白酶降解肉芽組織的Ⅲ型膠原,以Ⅰ型膠原替代,Ⅰ型膠原進一步重組成平行的原纖維,形成低細胞瘢痕。正常皮膚的膠原蛋白組成約為80%的Ⅰ型膠原蛋白、10%的Ⅲ型膠原蛋白。肉芽組織則為30%的Ⅲ型膠原,而Ⅰ型膠原蛋白僅占10%。隨著愈合的進行,Ⅲ型膠原被Ⅰ型膠原取代,直接增加了形成瘢痕的抗拉強度。瘢痕中的膠原原纖維呈大的平行束狀,而正常皮膚中的膠原原纖維呈籃狀織向。
2.1 PRF的定義 PRF是自體靜脈血經離心后得到的富含血小板的血漿濃縮物,在離心過程中血小板以脫顆粒的方式分泌大量生長因子,包括血小板源性生長因子(PDGF)、轉化生長因子(TGF-β)、胰島素樣生長因子(IGF)、血管內皮生長因子(VEGF)、表皮生長因子(EGF)和堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)等。PRF是繼PRP后的第二代血小板濃縮物,不僅富含生長因子,可持續緩慢釋放生長因子1周以上,而且具有良好的三維立體纖維蛋白空間結構[13,14]。
2.2 PRF的制備方法 自體靜脈血置于干燥不含抗凝劑的離心管,低速離心,離心后在離心管內形成3層,最底層是紅細胞,表層為貧血小板血漿,中間為PRF[15]。其原理是離心使血液分層,因靜脈血中少量凝血酶存在,纖維蛋白原緩慢凝結成疏松的纖維蛋白網狀結構。PRF紅黃交界處有大量白細胞和血小板,黃白色部分為血小板與纖維蛋白,PRF中大約有97%的血小板和50%以上的白細胞?,F有的PRF制備方法較多,最常用的是的采集10 ml靜脈血到不含抗凝劑的試管內,以3000 r/min速度離心10 min[16]。
2.3 PRF作用機制
2.3.1促進血管生成 PRF生長因子含量高,包括PDGF、TGF-β、IGF、VEGF、EGF和bFGF等,可調節成纖維細胞增值和遷徙、蛋白表達、血管生成,是組織再生修復的基礎。
2.3.2提供纖維蛋白支架 PRF具有較好的三維網狀立體空間結構。結構疏松利于氧氣和營養物質的彌散,并有誘導細胞遷移、細胞增殖、細胞因子逐步釋放的特性,從而加快組織愈合進程;網狀結構使PRF具有一定的機械強度,可作為細胞活動的支架。
2.3.3減輕局部炎癥反應 PRF中含有大量白細胞,既能幫助機體清除局部病原體,增強局部抗感染能力[17],又能釋放炎癥因子如IL-1β、IL-6、TNF-α等,減輕炎癥反應,增強抗感染能力[18]。
2.4 PRF的臨床應用
2.4.1 PRF促進慢性創面愈合 生長因子缺乏、分布異常或者利用障礙是傷口遷延不愈的主要原因。保守換藥和局部清創能清除壞死失活的組織,但是在改善局組織的血供和增加生長因子濃度方面效果并不顯著。目前,局部清創結合PRF治療慢性難愈傷口已取得了顯著效果[19],其作用機制可能是:①血小板活化脫顆粒分泌多種生長因子,其中包括PDGF、TGF-β、IGF、VEGF、EGF和bFGF等,這些生長因子刺激細胞增殖分化、合成基質,調控成纖維細胞促進創面愈合,而慢性創面常常表現為生長因子水平下降;②血小板參與炎癥細胞的趨化、黏附、激活等過程,同時含有多種炎癥負性調控因子,可降低炎癥反應,促進組織修復;③PRF的三維立體結構為細胞的增殖和移行提供活動支架,同時疏松的纖維蛋白組織中可以容納大量的血小板和白細胞,血小板激活后釋放趨化因子,誘導白細胞發揮殺菌作用。
2.4.2 PRF在整形美容方面應用 PRF能釋放出大量生長因子、促進細胞增殖分化、緩解炎癥反應和促進創面愈合。研究發現[20],自體脂肪移植聯合PRF注射能夠提高脂肪成活率。此外,PRF對于雄激素脫發、鼻背輪廓整形、尿道成形等均具有治療作用。
2.4.3 PRF在骨關節、肌腱等方面的應用 PRF在一系列骨科和運動相關損傷中使用時可以促進愈合過程。研究發現[21],PRF可降低肌腱移植的失敗率,加快肩袖撕裂的早期愈合。
3.1 促進局部血管形成 急性傷口的愈合速度主要依靠于局部新生血管。PRF中生物活性因子較多,PDGF能誘導巨噬細胞和中性粒細胞在受損部位聚集并啟動免疫反應,同時還能促進成纖維細胞和內皮細胞的增殖分化,為組織修復奠定基礎;TGF-β可以促進成纖維細胞的增殖、細胞外基質的合成;bFGF能激發成纖維細胞、內皮細胞的增殖遷移,誘導新生血管的形成;EGF可以誘導角質形成細胞、成纖維性細胞增值分化,同時與其他生長因子產生協同作用,促進傷口愈合;VEGF可直接引起血管內皮細胞增殖、提高血管通透性、促進細胞遷移形成新的血管,并且VEGF與bFGF在血管生成中發揮協同作用。PRF因其特有的三維立體空間結構,能夠逐步釋放生長因子,并將局部組織中的生長因子維持在一個較高濃度的水平,從而加速創面愈合進程[22]。此外,PRF的立體結構不僅可以募集周圍細胞聚集于損傷部位,還可以為細胞遷徙提供活動支架,達到促進組織修復的作用。
3.2 減輕炎癥反應 PRF具有抗炎作用,能夠減輕傷口周圍的炎癥反應,與其含有大量白細胞有關。PRF減輕局部炎癥反應的機制可能為:首先,PRF中含有大量的白細胞,可直接清除局部組織中的病原體;其次,PRF中的血小板α-顆粒還可以產生抗菌性多肽,發揮抗菌作用;另外,PRF中的TNF-α不僅能激活單核細胞,增強其吞噬功能,還能增強中性粒細胞的細胞毒性作用,起到殺滅病原體的作用[14]。
PRF作為一種富含血小板、白細胞和纖維蛋白的血液濃縮物,能夠提供豐富的生長因子,且PRF中的纖維蛋白支架為細胞提供了活動支架,在組織修復中具有獨特優勢。隨著對其的研究不斷深入,PRF的應用也越來越廣泛。
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編輯 扶田