Η χρήση του αυτόλογου βιολογικού παράγοντα (PRP) (πλασμα εμπλουτισμενο σε αιμοπεταλια) στην ορθοπαιδικη και αθλητιατρική

PRP ορίζεται η αυτόλογη συγκέντρωση ανθρώπινων αιμοπεταλίων σε μικρό όγκο πλάσματος

ccc

Ο αυτόλογος βιολογικός παράγοντας PRP (Platelet Rich Plasma: πλάσμα εμπλουτισμένο σε αιμοπετάλια) περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1972 με διάφορα ονόματα: αυτόλογη κόλα ινικής (fibrin glue), gel αιμοπεταλίων κλπ. 

Το αυτόλογο gel αιμοπεταλίων παράγεται από PRP και έχει 2 με 4 φορές περισσότερη συγκέντρωση αιμοπεταλίων.  Συνήθως η συγκέντρωση αιμοπεταλίων στο αίμα είναι 150.000 – 350.000 ανά mm3 (μέσος όρος: 200.000/mm3).  Το PRP περιέχει 1.000.000 αιμοπετάλια ανά mm3.

Έτσι μπορούμε να πούμε ότι PRP ορίζεται η αυτόλογη συγκέντρωση ανθρώπινων αιμοπεταλίων σε μικρό όγκο πλάσματος.

Είναι γνωστό ότι σε περίπτωση τραυματισμού, η αντίδραση του μυοσκελετικού μας συστήματος συνίσταται σε αρχικό σχηματισμό θρόμβου και αποδόμηση αιμοπεταλίων γεγονός που επιτρέπει την απελευθέρωση κυτοκινών και αυξητικών παραγόντων στο σημείο της βλάβης.  Το μικροπεριβάλλον οδηγεί σε χημειοταξία φλεγμονωδών κυττάρων και στην ενεργοποίηση και πολλαπλασιασμό τοπικών προγεννητικών κυττάρων.  Ινώδης ουλώδης ιστός είναι το τελικό αποτέλεσμα ή σε κάταγμα οστού σχηματισμός πώρου που οδηγεί στο σχηματισμό νέου οστού.

Στο περιβάλλον του πήγματος αίματος ανευρίσκονται πολλοί αυξητικοί παράγοντες: TGF-b (transforming growth factor beta), PDGF (platelet-derived growth factor), IGF (insulin like growth factor), VEGF (vascular endothelial growth factors), EGF (epidermal growth factor), FGF-2 (fibroblast growth factor-2).  Πολλοί από αυτούς τους παράγοντες προάγουν μία ή περισσότερες φάσεις της οστεογέννεσης αφού PDGF, EGF και FGF-2 έχει αποδειχθεί ότι διεγείρουν τον πολλαπλασιασμό οστεοβλαστικών προγενητόρων.  Ο TGF-b αυξάνει τη σύνθεση της θεμέλιας ουσίας (matrix) (πχ. κολαγόνο τύπου Ι) in vitro και in vivo.  VEGF και FGF-2 δυνητικά αυξάνουν την αγγειογέννεση και την επαναγγειοποίηση.

Η ανάπτυξη PRP βασίστηκε στην προσπάθεια να ενισχυθεί αυτό το ήδη πλούσιο περιβάλλον, αφού αυξημένη συγκέντρωση αιμοπεταλίων ή προϊόντων αποδόμησής τους προκαλεί αύξηση της συγκέντρωσης των αυξητικών παραγόντων στο πήγμα αίματος με δυνητικά οφέλη επιδιόρθωσης καταγμάτων ή οστικών κενών.  Η σύγχρονη τεχνολογία επιτρέπει την απομόνωση και συγκέντρωση των αιμοπεταλίων του ασθενή πριν ή κατά τη διάρκεια της επέμβασης στην οποία υποβάλλεται.  Το αποτέλεσμα είναι αυτόλογο PRP που περιέχει ένα βιολογικό μίγμα αυξητικών παραγόντων χωρίς την πιθανότητα νοσογόνου απάντησης.

Για να μπορέσουμε να συγκεντρώσουμε ποιοτικό PRP απαιτούνται FDA ή σε εγκεκριμένα μηχανήματα φυγοκέντρησης και συγκέντρωσης αιμοπεταλίων.  Ο ιατρός θα αποφασίσει πόσο PRP θα χρειαστεί για την επέμβαση που θα επιτελέσει.  Συνθήκες αντισηψίες για αποφυγή επιμολύνσεων πρέπει να εφαρμόζονται αυστηρά.  Αίμα (φλεβικό) λαμβάνεται από τον ασθενή (με τα νέα μηχανήματα συνήθως χρειάζεται 25-50cc αίματος).  Το αίμα τοποθετείται σε ειδικά σχεδιασμένα φιαλίδια με αντιπηκτικό.  Φυγοκέντρηση με μέση ταχύτητα συγκεντρώνει τα αιμοπετάλια σε μικρό όγκο.  Το στρώμα που περιέχει το PRP (που διαφοροποιείται από το PPP δηλαδή το πλάσμα πτωχό σε αιμοπετάλια) τοποθετείται σε αποστειρωμένο σωλήνα και επιτελείται δεύτερη φυγοκέντρηση (spin) ώστε να πάρουμε PRP.  Για να απελευθερωθούν οι αυξητικοί παράγοντες τα αιμοπετάλια πρέπει να ενεργοποιηθούν.  Αυτό επηρεάζεται από την προσθήκη χλωριούχου ασβεστίου και / η θρομβίνης.  Η χρήση των ενεργοποιητών αυτών απαιτεί ιατρική επιτήρηση για την αποφυγή καρδιακών αρυθμιών και θρομβόσεων.  Το gel που έτσι παράγεται μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ενίσχυση μαλακών μορίων (για παράδειγμα σε επιδιόρθωση τενόντων ή σε facelift) ή να εμπλουτιστεί με οστικό μόσχευμα για ενίσχυση ή παραγωγή νέου οστού.  Η αυτόλογη διαδικασία παραγωγής, η γρήγορη χρήση και απελευθέρωση αυξητικών παραγόντων (PDGF) και αποφυγή μετάδοσης νοσημάτων είναι τα δυνητικά πλεονεκτήματα της βιολογικής προσέγγισης χρήσης PRP.

Έτσι έχει αρχίσει να δοκιμάζεται η χρήση PRP και σε μαλακούς ιστούς: στην ενίσχυση ρήξης αχίλλειου τένοντα στον οποίο έγινε συρραφή, στην επούλωση πληγών και διαβητικών ελκών, πιθανώς στην αποκατάσταση βλαβών μεσοσπονδυλίων δίσκων σπονδυλικής στήλης.  Ο Burkhart και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο του Texas χρησιμοποιούν PRP στην ενίσχυση συρραφής τενόντων του στροφικού πετάλου του ώμου ενώ δοκιμάζεται και η ωφέλειά του PRP στην ταχύτερη ενσωμάτωση του μοσχεύματος προσθίου χιαστού συνδέσμου στα οστικά τούνελ, σε παθήσεις όπως ή έξω επικονδυλίτιδα (tennis elbow), πελματιαία απονευρωσίτιδα, κακώσεις πλαγίων συνδέσμων γόνατος, τενοντίτιδα αχιλλείου τένοντα, και σε μεταμοσχεύσεις μηνίσκων και χονδροκυττάρων αναμιγνύεται  PRP σε “πάστα” χονδροκυττάρων.

Παρόλα αυτά η κλινική σημασία του PRP στην οστική επιδιόρθωση παραμένει αντιφατική καθώς δεν έχει αποδειχθεί πλήρως η ενισχυτική της δράση στη διαδικασία οστικής ανακατασκευής.  Μπορεί και να την αναστείλει αφού μεγάλη σημασία έχει ο τρόπος χρήσης και η ποιότητα παραγόμενου PRP.  Περαιτέρω μελέτες είναι απαραίτητες για να καθοριστεί σε ποιες περιπτώσεις η χρήση PRP είναι τεκμηριωμένα επωφελής.

Η εφαρμογή των νέων βιολογικών θεραπειών στην ορθοπαιδική και στην αθλητιατρική βασίζεται κυρίως στη χρήση αυξητικών παραγόντων και βλαστοκυττάρων ενηλίκων γεγονός που απαιτεί την πλήρη κατανόηση των γενετικών διεργασιών που επηρεάζονται από τις ουσίες αυτές.  Αυτό είναι απαραίτητο για δύο λόγους: πρώτων για να είναι η θεραπείες αυτές ουσιαστικά ωφέλιμες και δεύτερον ασφαλείς για τον ασθενή / αθλητή.  Παράλληλα εγείρεται και το θέμα ότι πιθανώς τέτοιες θεραπείες εμπίπτουν στην κατηγορία του Doping κάτι για το οποίο κατηγορήθηκε η επαγγελματική Αγγλική ομάδα ποδοσφαίρου Chelsea F.C. ότι δηλαδή χρησιμοποίησε παρόμοιες τεχνικές για γρηγορότερη αποκατάσταση των αθλητών της.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

 

  1. Rai B, Oest ME, Dupont KM, Ho KH, Teoh SH, Guldbert RE: Combination of platelet-rich plasma with polycaprolactone-tricalcium phosphate scaffolds for segmental bone defect repair. J Biomed Mater Res A 2007;81:888-899.
  2. Sipe JB, Zhang J, Waits C, Skikne B, Garimella R, Anderson HC: Localization of bone morphogenetic proteins (BMPs)-2, -4, and -6 within megakaryocytes and platelets.  Bone 2004;35:1316-1322.
  3. Kark LR, Karp JM, Davies JE: Platelet releasate increases the proliferation and migration of bone marrow-derived cells cultured under osteogenic conditions.  Clin Oral Implants Res 2006;17:321-327.
  4. Gruber R, Kandler B, Fischer MB, Watzek G: Osteogenic differentiation induced by bone morphogenetic proteins can be suppressed by platelet-released supernatant in vitro.  Clin Oral Implants Res 2006;17:188-193.
  5. Ranly DM, McMillan J, Krause WF, Lohmann CH, Boyan BD, Schwartz Z: Platelet-rich plasma: A review of its components and use in bone repair, in Akay M (ed): Encyclpedia of Biomedical Engineering, vol 5. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc., 2006, pp 2804-2815.
  6. Ranly DM, Lohmann CH, Andreacchio D, Boyan BD, Schwartz Z.  Platelet-rich plasma inhibits demineralized bone matrix-induced bone formation in nude mice. J Bone Joint Surg Am 2007;89:139-147.
  7. Schwartz Z, Somers A, Mellonig JT, et al: Ability of commercial demineralized bone allograft to induce bone formation is donor age-dependent but not gender-dependent (abstract).  Trans Orthopaed Res Soc 1997;22:230.
  8. Weibrich G, Kleis WK, Hitzler WE, Hafner G.  Comparison of the platelet concentrate collection system with the plasma-rich-in-growth-factors kit to produce platelet-rich plasma: A technical report.  Int J Oral Maxillofac Implants 2005;20:118-123.
  9. Thibault L, Beausejour A, de Grandmont MJ, Lemieux R, Leblanc JF: Characterization of blood components prepared from whole-blood donations after a 24-hour hold with the platelet-rich plasma method.  Transfusion 2006;46:1292-1299.

10.  Li H, Zou X, Xue Q, Egund N, Lind M, Bunger C: Anterior lumbar interbody fusion with carbon fiber cage loaded with bioceramics and platelet-rich plasma: An experimental study on pigs.  Eur Spine J 2004;13:354-358.

11.  Weiner BK, Walker M: Efficacy of autologous growth factors in lumbar intertransverse fusions.  Spine 2003;28:1968-1970.

12.  Muschler GF, Nitto H, Matsukura Y, et al: Spine fusion using cell matrix composites enriched in bone marrow-derived cells.  Clin Orthop Relat Res 2003;(407):102-118.

13.  Muschler GF, Matsukura Y, Nitto H, et al: Selective retention of bone marrow-derived cells to enhance spinal fusion.  Clin Orthop Relat Res 2005;(432):242-251.

14.  Brodke D, Pedrozo HA Kapur TA, et al: Bone grafts prepared with selective cell retention technology heal canine segmental defects as effectively as autograft.  J Orthop Res 2006;24:857-866.

15.  Marx RE.  Platelet-rich plasma: Evidence to support its use. J Oral Maxillofac Surg 2004;62:489-96.

16.  Pietrzark WS, Eppley BL.  Platelet rich plasma: Biology and new technology.  J Craniofasc Surg 2005;16:1043-54.

17.  Della Valle A, Sammartino G, Marenzi G, Tia Mariano M, Di lauro AE, Ferrari F, Lo Muzio L.  Prevention of post-operative bleeding in anti-coagulated patients undergoing oral surgery: Use of Platelet-Rich Plasma gel.  J Oral Maxillofac Surg 2003;61:1275-8.

18.  Freymillar EG, Aghaloo TL. Platelet-rich plasma: Ready or not? J Oral Maxillofac Surg 2004;62:484-8.

Eppley BL, Woodell JE, Higgins J. Platelet quantification and growth factor analysis from Platelet-Rich-Plasma: Implications for Wound healing.  Plast Reconstr Surg 2004;114:1502-8.

Ioannis Sakellaris
Orthopaedic Surgeon at PEDY Health Solutions
Greece | Hospital and Health Care
Summary

ORTHOPAEDIC SURGEON, MD
Chairman, Departement of Orthopaedic Surgery. Nea Makri Health Center
PERSONAL INFORMATION
City of Residence : Nea Makri Marathon 19005 Greece
Office Address: Marathonos Ave. and Artemidos Nea Makri, Marathon Greece-19005
Telephone Numbers: +30-229.4321100, +30.229.4321116
Secretary Telephone : +30-229.4321100
Fax number: +30-229.4321150
Email: sakellaris@med.gr
URL: http://sakellaris.med.gr