半月板为位于胫骨平台内外侧关节面上的纤维软骨,其生物力学的各向异性和不均一性可满足膝关节各种力学要求,如承重、维持膝关节协调、稳定运动及吸收震荡。半月板损伤如不能及时接受合理治疗,往往会引起骨关节炎,而患者就诊的主要原因为疼痛加重、功能障碍。半月板可分为以下三个区,即白区、红区及红白交界区。白区无血管分布,局部无血液供给,一旦损伤难以完成组织修复。因此,半月板损伤后修复难度较大,多数患者预后不佳。近年来,随着医学技术不断发展,促进半月板损伤修复的生物化学方法被广泛应用于临床,并显示出潜在优势。富血小板血浆(PRP)能增强半月板纤维软骨细胞及白区软骨细胞促进组织愈合的能力,并取得显著成效。
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半月板损伤的特点
1.1膝关节半月板的解剖与功能
作为纤维软骨盘,半月板位于膝关节内的胫骨平台与股骨髁之间。半月板的外形特征如下:内侧为C形,外侧为O形;上表面凹陷,下表面平坦;内缘锐利且游离于关节腔,外缘肥厚稳定,并与两侧半月板前端和膝横韧带相连。此外,半月板可借助外侧冠状韧带附着于胫骨平台边缘,并与周围膝关节囊连接,而胭肌腱则可穿过半月板外侧和关节囊。由于半月板血供仅由周围组织供给,故一旦周围组织损伤,半月板很容易发生坏死,从而影响膝关节功能。1.2膝关节半月板的损伤机制
成年人膝关节半月板可因年龄、职业及工作强度等多种外界因素而出现损伤。青壮年患者半月板损伤常为撕裂伤,而老年患者半月板损伤常与退行性改变关系密切。半月板退变可导致其强度下降,进而导致其损伤概率增加,故不经意运动即可造成半月板损伤。膝关节活动时,半月板损伤与其相对膝关节的运动有关。膝关节伸直时,半月板向前移动;膝关节屈曲时,半月板向后移动;而膝关节处于屈曲、外展外旋或内收内旋位时,两侧半月板则产生一前一后的移动。若屈曲期间,膝关节突然扭转、旋转,则两侧半月板会出现矛盾的活动,即“半月板的矛盾运动”,上述矛盾运动为半月板损伤的主要机制。1.3半月板损伤诊断及分类
半月板损伤患者多有膝部外伤病史,就诊时常以膝关节疼痛、肿胀、弹响等为主诉症状。首先,半月板周缘含有大量由无髓神经纤维和有髓神经纤维组成的神经末梢,因此半月板损伤极易引发疼痛;其次,膝关节活动会牵拉和刺激半月板,将进一步引发疼痛。疼痛会在膝关节某一活动范围内产生,压痛也多固定和局限于关节间隙某一范围。半月板损伤也可造成关节内出血、渗血,关节部位肿胀。膝关节屈曲时,触及关节损伤部位即可发现局限性肿胀。膝关节活动到某一范围还可伴有弹响,此时半月板产生的滑动可造成挤压伤,病史时间较长者可明确上述活动范围及引发弹响的具体部位。2
PRP的生物学特性及作用
2.1生物学特性
PRP为浓缩的自体全血血小板,与正常血小板相比,其浓度高出4~5倍。高浓度血小板与凝血酶、钙离子结合后形成的絮状凝胶称为富血小板凝胶,可参与细胞支架构建照。PRP含有多种类型的蛋白质和细胞因子,如常见的血小板衍生生长因子(PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF)和纤维蛋白原等。上述生长因子在活化后释放出的α颗粒,可发挥修复作用,从而促进骨愈合及血管重建。PRP含有的蛋白质则可促进软骨前体细胞黏附,从而保障组织修复。PRP由自体血液分离而成,其安全性已得到理论及相关动物实验证实。PRP不但安全性高,而且有再生生物特性,对软骨及组织损伤具有明显的修复作用。2.2促软骨细胞增殖机制
VEGF和成纤维细胞生长因子(FGF)与血管重建相关。在VEGF作用下,血管内皮细胞可发生增殖,有助于新生血管形成和患处血运改善,从而促进组织愈合。FGF也可通过调节细胞有丝分裂加速血管内皮细胞增殖。肝细胞生长因子(HGF)可激活核因子-xB(NF-xB)、白细胞介素(IL)-1,从而抑制软骨细胞炎症反应。PRP内部的纤维蛋白分子含量较高,其可在凝血酶、钙离子等激活下构成3D网格状纤维,故PRP又可称为富血小板凝胶。PRP不但可以促进软骨组织修复,而且可以为软骨前体细胞提供附着支架并促进其分化,有助于透明软骨基质形成。由此可见,PRP既有助于软骨血管区重建及软骨纤维支架合成,也可促进软骨前体细胞黏附、迁移,进而修复损伤软骨组织。3
PRP对半月板修复作用的实验研究
有学者选取兔子作为实验对象,在进行双膝全程半月板缺损造模后分别于4周时和8周时处死兔子,并分析其半月板组织病理学表现。该研究发现,4周时对照组半月板均由结缔组织构成,可表现为严重纤维化;而PRP治疗组半月板结构显示正常,且交界组织有明显修复表现,修复区主要由嗜酸性纤维结缔组织组成。8周时对照组半月板内充满纤维组织,半月板软骨未形成;而PRP治疗组半月板内含有丰富纤维,修复组织显著增加。同时半月板组织表现为中度纤维化,甚至部分呈现明显愈合状态。另有研究发现,预处理后的PRP中的纤维蛋白可形成由聚乳酸-羟基乙酸共聚物组成的网状支架。如对PRP做离心处理,并将之与人半月板软骨细胞结合培养7d后植入实验组裸鼠中,则荧光显微镜检查:显示播种24h后的软骨细胞可均匀黏附并遍布支架。PRP经预处理后,软骨细胞数量显著增多。扫描电镜检查结果显示,在经预处理的PRP支架上,软骨细胞在24h、7d后均可与纤维蛋白网络相互连接。在16例预处理PRP支架组小鼠中,6例完全愈合,9例不完全愈合,1例没有愈合,而对照组小鼠则无1例愈合。由此可见,在PRP经预处理后,人关节软骨细胞具有特异性的细胞黏附能力,可增强半月板愈合能力。体外和体内试验研究均发现,与单纯PRP凝胶组相比,PRP-骨髓基质细胞凝胶处理组骨髓软骨细胞分化程度更高,提示PRP有助于骨髓间充质干细胞生成,可促进软骨成骨。有研究对家兔软骨缺损模型予聚丙交酯支架联合PRP处理,并使软骨缺损区域保持被动运动,免疫组化和断层扫描检查结果均证实其组织修复评分高毕。该结果提示,PRP在软骨修复中发挥重要作用,骨髓间充质干细胞和支架材料联合应用修复效果更佳。文章刊登:《国际骨科学杂志》年9月第42卷第5期
内容整理:骨学*
文章来源:富血小板血浆PRP
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