富血小板纤维蛋白(PRF)由于其快速刺激组织血管生成的能力,已经在口腔种植中应用了十多年。多年来,关于更有效地浓缩血小板和生长因子以及确定其在软硬组织再生中的临床应用方面的研究取得了很大进展。本文将简要介绍血小板浓缩物的历史,以及这些年来从PRP到更具自体三维支架结构的PRF的进展;然后通过深入回顾多年来的研究,确定制取最佳浓缩PRF的适当方案及方法;最后,通过病例展示PRF的临床适应症和用途,重点介绍PRF在拔牙位点保存、骨增量及牙种植中的应用。病例系列研究表明,通过使用Bio-Heat技术,extended-PRF膜技术可以将PRF的功效时间从1-2周延长到4-6个月。这允许其在常规牙种植手术中代替胶原膜,从而牙种植的成本更低,更具生物性。
由于血小板浓缩物能够快速分泌自体生长因子并最终加速伤口愈合,因此其在医学上的应用已超过二十年。其作为一种自体来源的再生剂,能够在许多医学领域刺激组织再生,从而发展迅速(Miron 2021; Anfossi et al. 1989; Fijnheer et al. 1990)。许多年前,有人提出利用离心装置浓缩血小板,从富含血小板的血浆层收集来自血液的生长因子,然后用于手术部位促进局部伤口愈合(Anfossi et al. 1989;Fijnheer et al. 1990)。今天,已经确定血小板浓缩物作为一种有效的有丝分裂原,其作用如下(图1):
- 通过血管内皮生长因子(VEGF)的释放加速组织血运重建(血管生成)(Choukroun & Miron 2017;Kobayashi et al. 2016)
- 通过释放血小板衍生生长因子(PDGF)作为包括干细胞在内的各种细胞的有效募集剂(Choukroun & Miron 2017;Kobayashi et al. 2016)
- 诱导人体内各种类型细胞的快速增殖(增殖)(Choukroun & Miron 2017;Kobayashi et al. 2016);Fujioka et al. 2017)
血小板浓缩物由Marx及同事在20多年前引入口腔领域,目的是将血液蛋白浓缩为可以刺激血管形成(血管生成)和组织新生的天然生长因子来源,这基于血液是所有组织再生的重要基础的这一事实(Upputuri et al. 2015)。伤口愈合被分为四个步骤,包括1)止血,2)炎症,3)增殖,4)成熟(Gosain & DiPietro 2024;ming, Brachvogel et al. 2007;Eming, Kaufmann et al. 2007)。
有趣的是,血小板浓缩物的使用在过去5-10年里缓慢而逐渐地得到普及,并有了显著的增长。
富血小板血浆(PRP),顾名思义,被设计用于在离心后的血浆层内积聚超过生理剂量的血小板。基于再生目的,PRP是分离并进一步浓缩最大量的血小板及其相关生长因子,然后将这种超浓缩的凝块重新植入局部损伤部位(Miron 2021)。
根据所使用的离心/收集系统和方案,初始方案的持续时间通常为30分钟至1小时,由于采血管中添加抗凝剂,因此该流程较为冗长。抗凝血剂通常使用不同浓度的牛凝血酶和氯化钙。
尽管其应用越来越多,但据报道,在充分发挥治疗潜力方面尚存在一些限制。主要是,抗凝血剂的使用被证明会限制伤口愈合(Miron 2021)。简单地说,当受伤导致开放性伤口时,血凝块是为了愈合而发生的第一个也是最关键的步骤之一。此后不久,细胞和生长因子被困在这个新形成的细胞外基质中,伤口愈合过程/级联开始。但抗凝剂会限制身体形成用于稳定组织的血凝块的能力,从而延迟伤口愈合。目前已有几项研究表明,与单纯从配方中去除抗凝剂的PRF相比,PRF的效果更好(Miron 2021)。
PRP的另一个缺点是,由于使用抗凝血剂,它本质上保持液体状态。因此,与PRF相比,PRP的生长因子的初始释放较为迅速,而PRF可在较长时间内更慢、更渐进的释放生长因子,这已被证明可显着改善细胞生长和组织再生(Lucarelli et al. 2010;Saluja et al. 2011)。
由于PRP中使用的抗凝剂会阻碍凝血,因此开发富血小板纤维蛋白(PRF)的主要目的就是单纯地去除抗凝剂(Choukroun et al. 2001)。如果这样做,那就需要更快的操作,医生必需要在采血后不久就开始离心(否则血液会在试管内自凝)。这种纤维蛋白基质的主要优点是,当纤维蛋白凝块被降解时,它能够在较长一段时间内释放生长因子(与PRP相反,PRP是液体形态,具有更快的生长因子释放曲线)(Dohan Ehrenfest et al. 2010)。多年来,由于发现PRF中仍含有一些白细胞,PRF也被称为L-PRF(富白细胞血小板纤维蛋白)。
最近,一系列基础实验揭示,水平离心是更好的PRF优化方法。简单地说,卧式离心机通常用于高端研究实验室和医疗医院,因为它们根据密度分层的能力更强。这与固定角度离心系统不同,固定角度离心系统中的离心管实际上以45度的角度插入,水平离心(通常称为吊桶式转头离心)为90度旋转(图2)。
与固定角度离心相比,水平离心可使细胞含量增加4倍(图3)(Miron et al. 2019)。固定角度离心的主要缺点是,在自旋周期中,细胞通常在高重力下沿着离心管的后壁被推动,相对难以根据细胞密度来正确离心。这也使细胞暴露在离心管后壁的更大的压缩力下,然后细胞必须根据各自的细胞密度差异通过向上或向下倾斜的离心斜率分离。由于红细胞比血小板和白细胞更大、更重,它们向下移动,而较轻的血小板则向离心管顶部移动。这使得较小的细胞类型,如血小板,特别是白细胞到达上层相对困难,特别是考虑到红细胞的数量通常超过白细胞约1000倍。总之,通过使用固定角度离心机,由于其固定角度的系统设计,不可能达到血小板或白细胞的最佳积累。
一般来说,基本的PRF治疗有3种方案。
第一种是获得PRF膜的标准solid-PRF方案,可以获得高浓度的血小板和白细胞,细胞均匀分布在上层的4-5 mL PRF层内,最好使用水平离心系统(700 RCF,离心8分钟)。第二种方案是liquid-PRF,能够将血小板和白细胞浓缩在上方1mL厚度层内(以前称为注射PRF或i-PRF),通过使用水平离心系统,确保更高的浓度(更小的体积,但更高浓度的细胞),该方案使用300 RCF离心5分钟。最后也是第三种方案是浓缩PRF (C-PRF),通过更快的离心方案有目的地将细胞积聚到淡黄色液体层内,最好使用2000 RCF离心 8分钟,这样可以准确的得到0.3-0.5mL的淡黄色富细胞层(图4)。
在牙科,大多采用700 RCF离心 8分钟的方案。特别是引导骨再生(GBR)过程中使用的“黏骨”也采用该旋转速率,同时抽血并离心liquid-PRF(蓝色或白色)管和solid-PRF(红色)管(图5)。始终记得,先抽取liquid-PRF管。