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富血小板纤维蛋白在口腔软硬组织再生中的作用
来源:未知点击次数: 发布日期:2019-07-24 17:58
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  口腔软硬组织缺损常给种植修复带来困难,需进行复杂的软硬组织增量手术,术中会应用自体组织移植物或人工材料重建缺损组织。近年来,自体血液制品富血小板纤维蛋白(platelet-rich,PRF)在口腔软硬组织修复领域的应用备受关注。众多的国内外学者对PRP进行了深入的研究,并有大量文献报道肯定了PRF在软组织和骨缺损修复方面的积极作用。▼▼▽●▽●本文将就PRF在口腔软硬组织再生中的作用进行述评。

  1984年,Assoian等利用人自体全血提取获得富血小板血浆(platelet-richplasma,PRP)。PRP内富含血小板,血小板脱颗粒后可释放出多种生长因子,具有促进组织愈合的作用。但PRP的制备过程复杂,且制取过程需添加异种凝血酶和抗凝剂,因而存在免疫排斥反应和交叉感染的危险,使其临床应用受到限制。2000年,法国学者Choukroun等第一次提出PRF,被誉为新一代血小板浓缩制品。PRF延续了PRP的优点,同时制备简单,不需要额外添加抗凝剂及凝血酶,避免了免疫排斥反应及交叉感染的发生。由于这些特点,PRF已在临床上逐渐代替PRP。

  PRF的基础及临床研究均表明其能够促进组织再生,在炎症调节和抗感染方面也具有良好的效果。PRF的制备简单易行,★▽…◇经典的制备方法是抽取肘静脉血10mL于不抗凝无菌真空的采血管中,迅速置于离心机中,以3000r/min的速度离心10min。离心后分3层结构,上层淡黄色澄清液体为血小板血浆(platelet-poorplasma,PPP),下层红色疏松胶冻状物为红细胞碎片,中间层淡黄色凝胶即为PRF。弃去PPP及下层红细胞部分,可得到PRF凝胶,☆△◆▲■将凝胶用专用压制模具或者无菌纱布压成具有一定形态和弹性韧性的PRF膜。术中可根据需要修剪PRF膜,◇=△▲使其更好地匹配骨缺损形态。

  有研究显示,PRF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,因此为了防止血小板和白细胞的丢失,在制取凝胶时底部应留有少许的红细胞层。2006年Sacco进一步提出浓缩生长因子(concentratedgrowthfactors,CGF),●同样也是由静脉血离心而成,制备过程中无需添加任何成分(未公开发表资料)。不同于PRF的是CGF由特定的Medifuge离心机,采用变速离心程序:2700r/min离心2min,2400r/min离心4min,2700r/min离心4min,3000r/min离心3min制得。

  有研究表明这种变速离心使得CGF较PRF具有更高的强度、更多的生长因子及更好的粘附性。2014年Ghanaati等提出了改良富血小板纤维蛋白(advancedplatelet-richfibrin,A-PRF),采患者肘静脉全血10mL,放入不含抗凝剂的A-PRF无菌玻璃管,1500r/min离心14min后,可以获取含有更多白细胞的血小板浓缩物。因三者结构及生物学特性相似,△▪▲□△之后将不再分别赘述。

  PRF的制备模拟了生理凝血过程,它是由纤维蛋白以及镶嵌其中的血小板、白细胞、细胞因子和循环干细施构成。通过扫描电镜观察可见PRF中纤维蛋白呈现三维网状交叉结构,纤维之间的空隙较大,•□▼◁▼其中容纳着大量的红细胞和表面多突起呈球形的白细胞,此外,尚可见大量血小板聚集成群。具有立体网状结构的纤维蛋白基质如同天然的支架,能为组织细胞及循环血中的干细胞提供增殖分化的有利场所。

  疏松多孔的结构还能够滞留大量血小板和生长因子,由于PRF的制备过程促发纤维蛋白的缓慢聚合,使得其内的各种细胞因子有充分的时间和条件与纤维蛋白分子发生化学键结合,这将大大减少细胞因子的流失,加强其生物学功能。此外,纤维蛋白网络可保护血小板不被立即活化,而是随着纤维蛋白的降解逐步活化并脱颗粒,从而缓慢释放生长因子。

  释放出的生长因子包括转化生长因子-β1(transforminggrowthfactor-1,TGF-β1),血小板衍生生长因子(plateletderivedgrowthfactor,PDGF),血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF),表皮生长因(epidermalgrowthfactor,EGF),胰岛素样生长因子-Ⅰ(insulinlikegrowthfactor-Ⅰ,IGF-Ⅰ)等。这些生长因子可协同作用,调控成骨细胞、成纤维细胞以及组织修复相关细胞的增殖、分化以及凋亡,以促进新生血管的形成及软硬组织的愈合。在离心过程中,纤维蛋白凝块中大量的白细胞被激活,▪…□▷▷•能释放炎症因子及抗炎因子,如白细胞介素-1(IL-1)、IL-4、IL-6及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和VEGF,它们在损伤区组织的愈合过程中起着主要的炎症调节、抗感染和促进组织新生的作用。

  此外,纤维蛋白支架还有利于血液中粘多糖的聚集,粘多糖具有促进细胞迁移和组织愈合的作用,同时它与细胞因子之间具有很强的亲和力,能进一步加强PRF对细胞因子的滞纳能力。这些生物学特性使PRF在口腔软硬组织修复领域的应用备受关注。

  种植术后良好的软组织创口愈合可以避免外界细菌和机械创伤的刺激。一些口腔种植临床术式如引导性骨再生术(guidedboneregeneration,GBR)、▼▲即刻种植(immediateimplants)等,○▲-•■□在关闭创口时常会遇到软组织不足的情况,这对软组织愈合和后期的美学修复可能造成不利影响。另外,种植体颈周健康的软组织附着是保证种植体修复长期成功的重要因素,种植体周充足的角化黏膜可抵抗机械创伤,防止损伤组织和细胞的外源性致炎因子的入侵。有研究表明缺乏足够宽度的附着龈,更易发生探诊出血、菌斑堆积、黏膜炎症及软组织退缩,其发生种植体周围炎的可能性也越高。

  目前已有大量文献报道PRF能够减轻肿胀等术后反应,缩短愈合时间,有效引导软组织再生。Singh等观察PRF对拔牙窝软组织愈合的影响,结果显示,PRF可减轻术后疼痛,促进软组织愈合。▲●…△▪▲□◁Suttapreyasri等的研究也证实PRF能促进软组织的早期愈合。Jain等研究表明PRF在治疗牙龈退缩方面具有一定的作用。笔者团队也对PRF在软组织再生方面的作用进行了系列基础和临床研究,在人牙龈成纤维细胞和PRF共培养的实验中,PRF具有明显的促进人牙龈成纤维细胞增殖的作用,并促进Ⅰ型胶原和透明质酸的表达,同时具有一定的剂量依赖性。

  PRF对Beagle犬牙槽黏膜缺损愈合影响的实验也证实了这一结果,PRF可以促进软组织的愈合,组织学分析显示更少的炎症细胞和更粗大的胶原纤维。但目前PRF能否促进牙周软组织增生仍存在分歧,Ajwani等的研究表明PRF并不能改变龈缘水平高度,减少牙龈萎缩。在PRF促进角化龈增量方面,▲★-●我们进行了大量的临床应用,认为单个牙位应用PRF进行角化龈增量的效果较好,而多牙位应用PRF进行软组织增量仍然存在角化龈量不足的情况。进一步基础研究发现1单位PRF与2单位PRF促进成纤维细胞增殖和Ⅰ型胶原及透明质酸表达的作用存在差异,◇•■★▼并且具有统计学意义。说明在促进软组织愈合方面,PRF的量是一种影响因素。因此,多个牙位应用PRF诱导角化龈增量时,需注意加大PRF的用量,以获得满意的软组织效果。

  生长因子对促进神经愈合和再生的积极作用最近被报道。轴突再生需要神经营养支持,血小板浓缩制品是丰富的生长因子库,具有较高的促进再生的潜力。□◁▷•●富血小板血浆(PRP)已被证明可以改善大鼠面神经损伤模型的愈合,局部应用PRP在双磷酸盐相关颌骨坏死中的应用已被证明可以改善神经紊乱。在一项PRP、PRF和自体神经移植修复大鼠坐骨神经缺损的疗效研究中,PRF和自体神经移植组在30d内表现出较PRP和生理盐水组(对照组)更好的功能恢复。★◇▽▼•◆▼

  在90d内,评估显示自体神经移植、PRP和PRF组之间没有显著差异,但是这些组与对照组相比均有显著性差异。另一项关于PRF对下牙槽神经移位术后神经恢复影响的临床研究也显示了积极的效果,研究发现利用PRF覆盖移位的神经可以加速神经症状的恢复,分析认为PRF中的生长因子可能增强神经外膜成纤维细胞的再生。

  笔者团队针对PRF及CGF对雪旺细胞生物学性能的影响进行了系列研究,认为PRF和CGF均能够促进雪旺细胞增殖及迁移,◆◁•并能促进雪旺细胞分泌神经营养因子(nervegrowthfactor,NGF),具有促进周围神经再生的潜能;体内研究结果表明大鼠坐骨神经损伤后添加CGF可以促进坐骨神经功能的恢复,并能改善神经的组织结构。◆●△▼●此外,在1例下牙槽神经移位术中,PRF用于包裹神经复位,患者术后神经症状恢复明显较文献报道时间短。PRF为神经损伤的修复提供了新的思路,其作用机制及效果还需要更多基础及临床研究阐明。

  学者们对PRF在骨组织缺损修复方面的作用也进行了系列的基础和临床研究。Kang等对PRF作为生物支架材料对骨再生的作用进行研究,结果显示PRF能够刺激基质金属蛋白酶9、CD44、TGF-β1分泌,从而促进人牙槽骨髓基质干细胞的增殖、迁移及分化;同时PRF提高了小鼠颅骨缺损的再生能力。Kim等分别将PRP、PRF、CGF放置于兔颅骨缺损,结果显示实验组的骨密度和骨体积均大于空白对照组,△▪▲□△形态学观察也显示实验组均有更多的骨生成,提示PRP、PRF及CGF均能显著促进骨生成且成骨效果相似。

  Kokdere等利用PRF、PRF联合自体骨修复兔胫骨圆柱形缺损,结果显示,相比空白对照组,单独使用PRF或PRF联合自体骨都能加速骨缺损的愈合。笔者团队一项对比PRF、Bio-Oss、HA对兔拔牙窝成骨影响的研究显示PRF组成骨细胞及新生骨小梁数量显著高于其他组,且早期促成骨作用更明显。此外,在利用PRF修复兔颅骨缺损的实验观察中发现,PRF可以有效的促进骨缺损区纤维网架的形成及修复相关细胞的迁移、增殖和分化,▲=○▼▪•★显著促进新骨的形成与改建,并在一定程度上减轻炎症反应。

  2004年,Choukroun等首次将PRF应用于口腔医学研究领域中,将PRF联合异种冻干骨(FDBA)应用于上颌窦底提升术,取得了良好的预期效果,认为PRF与FDBA的混合物应用于上颌窦底提升术中可使种植手术前的愈合时间减少到4个月。之后许多学者展开了相关的临床研究,肯定了PRF作为移植充填材料修复骨缺损的能力。

  Simonpieri等对20例上颌窦外提升单独植入PRF同期种植治疗的患者进行了长达6年的观察,结果显示平均提升8.5~12mm,种植体根尖部全部位于新窦底下放,种植体周围皮质骨稳定。PRF也被用于充填拔牙窝,结果显示通过PRF膜很快形成新的血管和上皮覆盖,拔牙创快速愈合。Jang等将骨移植物及PRF混合用于种植体周围骨缺失的植骨中,8周后扭矩测试显示了良好的骨结合,表明PRF能成功的用于骨缺损修复中。★△◁◁▽▼

  目前,笔者团队已将PRF广泛应用于骨量不足的种植手术中,包括上颌窦底提升术、引导骨再生术、拔牙位点保存术、即刻种植术中,结果均显示PRF具有促进骨组织再生的作用。那么PRF是否可以替代骨移植材料?如何应用才能发挥其最大功效呢?根据我们的经验,•☆■▲上颌后牙区1颗或连续2颗牙齿缺失时,可单独应用PRF进行上颌窦底提升术,能够获得较好的骨增量效果。PRF的量与支撑上颌窦黏膜的程度有直接关系,PRF越多,形成的成骨空间越大。

  另外,PRF凝胶在维持空间方面更优于PRF膜。但PRF质地柔软,连续3颗及以上牙齿缺失,骨增量范围较大,▽•●◆单独应用PRF不足以支撑上颌窦黏膜、维持成骨空间,可能导致成骨不佳。因此,连续3颗及以上牙齿缺失,应加大PRF的量,并联合应用人工骨粉进行骨增量。同样,单颗前牙或后牙即刻种植应用PRF进行骨增量可获得令人满意的成骨效果。应用骨劈开术或Onlay植骨术进行骨增量时,需联合应用骨粉及生物膜材料进行GBR。单纯应用PRF作为植骨材料,不足以抵挡唇肌等的压力,不能形成稳定的成骨空间;尤其骨劈开后,•●破骨细胞开始活跃,骨板的血液供应被破坏从而易发生吸收。可采用PRF调拌骨粉+可吸收屏障膜+PRF的技术,创造微环境,利用PRF缩短成骨愈合周期,促进骨组织再生;另外,PRF还能够增强局部免疫能力,抵挡外界细菌等侵入。

  综上,PRF作为自体来源的生物材料在口腔种植软硬组织的缺损修复中具有重要的应用潜能。虽然目前的基础研究及相关的临床应用肯定了PRF在修复口腔软硬组织缺损方面的优势,但尚缺乏大样本长期系统的研究。此外,PRF在组织再生方面的应用仍存在一些问题,如PRF的强度不足,不易塑形;降解速率较快,作用时间短等。将PRF与组织工程材料复合来增加其空间维持能力,延长生长因子作用时间已经成为目前的研究方向。未来,PRF会更好的应用于软硬组织缺损的临床治疗中,同时也会有更广泛用途。

  来源:周延民,付丽.富血小板纤维蛋白在口腔软硬组织再生中的作用——回顾与展望[J].口腔医学,2018(11):961-965.