犬富血小板血浆系统:前瞻性分析
介绍
富血小板血浆 (PRP) 是一种主要由血小板和生长因子组成的自体液体浓缩物。最近的研究表明,PRP 通过提供生长因子、细胞因子、趋化因子和其他生物活性化合物来介导愈合。最初,PRP 的第一个临床应用仅限于牙科和颌面外科,以改善骨骼愈合。然而,PRP 目前具有更广泛的临床应用,延伸到骨科手术和运动医学。最近的研究表明,PRP 可有效治疗许多不同的骨科疾病,包括骨关节炎和软组织损伤。
血小板在止血和伤口愈合中都起作用。血小板含有颗粒,可释放生长因子以刺激身体的其他细胞迁移到创伤区域,从而促进组织愈合。血小板中包含的生长因子对组织愈合具有重要意义。这些生长因子包括血小板衍生生长因子 (PDGF)、转化生长因子-β1 (TGF-β1)、转化生长因子-β2 (TGF-β2)、血管内皮生长因子 (VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子 (bFGF) 和表皮生长因子 (EGF)。PRP 中发现的许多生长因子已被证明可以单独或协同作用,以增强细胞迁移和增殖、血管生成和基质沉积,从而促进肌腱和伤口愈合,帮助骨骼愈合,并抵消与骨关节炎相关的软骨分解因此,PRP 已被用于治疗许多不同的骨科疾病。许多研究支持使用 PRP 进行软组织愈合。最近的一项双盲、随机对照试验表明,接受 PRP 治疗的髌骨肌腱病患者比对照组患者功能更强,疼痛更轻。多项研究还记录了 PRP 用于治疗骨关节炎。最近的一项前瞻性、盲法、随机试验表明,单剂量 PRP 在改善膝骨关节炎患者的功能方面比安慰剂更有效。此外,最近的研究还表明,血小板募集、刺激干细胞并为干细胞提供支架,支持其与干细胞一起使用以刺激愈合。因此,PRP 也与干细胞疗法结合使用,以帮助软骨、骨骼和软组织愈合。
已经开发和研究了 PRP 的多种制剂。先前的人体研究报告说,理想的 PRP 产品应该使血小板增加 4 到 7 倍。然而,血小板浓度并不是 PRP 产品的唯一重要成分。单核细胞、中性粒细胞和红细胞的包含或排除不仅定义了自体血小板产物,而且据报道还会影响产品的临床疗效,并在影响 PRP 注射后的炎症反应中起主要作用。一般来说,人们认为应该减少红细胞和中性粒细胞,因为它们具有炎症作用,而单核细胞的作用在很大程度上仍然未知。
已经开发了多种商用 PRP 分离系统,供人类和马使用。来自不同市售 PRP 分离系统的 PRP 产品通常具有血小板、WBC 和生长因子浓度的变化。此外,虽然这些系统之前可能已经被验证可用于人类或马,但支持它们验证用于犬类的 PRP 系统的研究有限。事实上,最近的一项研究表明,经验证可用于人类和/或马的 PRP 系统可能不会在犬类中产生相似或一致的结果。最近的另一项研究评估了一些商业犬 PRP 系统,也发现了不一致的结果;然而,本研究未能对 PRP 产品进行统计分析和 WBC 分类。本研究的目的是比较健康成年犬中最常用的五种商业犬 PRP 系统的 PRP 产品的关键参数。
材料和方法
2013 年 1 月至 2014 年 4 月进行了一项涉及两个小动物外科专业中心的前瞻性研究。根据 AAALAC 国际认证规则,本研究是在 VOSM 研究委员会的批准和所有者同意下进行的。在这项研究中,所有参与的狗都是被兽医认为健康的客户拥有的狗。所有客户都自愿将他们的狗参加这项研究,并按照兽医骨科和运动医学小组的要求为每位研究参与者提供书面同意书。所有参与研究的狗都由兽医直接监督,以确保在参与研究期间不会造成伤害。
对以下 5 个商业系统进行了前瞻性分析和标记,如下所示:系统 1,1、系统 2,2、系统 3、3、系统 4、4 和系统 5。5 系统 1、3 和 4 的数据在中心 1,7 收集,而系统 2 和 5 的数据在中心 2 收集(见脚注 6)。每个 PRP 系统使用了 10 只成年、健康、没有已知既往或当前医疗问题的狗。其中两只犬科动物用于系统 3 和系统 4。在这种情况下,血样是在不同的日子采集的,彼此相隔 30 天。每个中心都指定了一名研究者进行采血和样本处理。然后根据制造商的方案和每个 PRP 系统的规格从每只狗那里获得所需的血液量(表1)。对于系统 1、系统 2、系统 3 和系统 5,所有血样均使用 18 号蝶针从颈静脉采集。系统 4 的所有血样均从颈静脉采集;然而,系统 4 需要使用 21 号蝶形针真空采血器,因为血液被直接收集到制造商提供的柠檬酸钠管中进行处理。使用根据制造商标准校准的内部血液分析仪获得所有狗的基线血液 WBC 分类、RBC 浓度和血小板浓度。8测定每个 PRP 系统的平均基线全血血小板、RBC、WBC、中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞浓度。所有狗抽血后立即获得基线浓度。抽血后立即根据制造商制定的方案处理所有血样。处理后立即获得 PRP 产物浓度。获得所有处理样品的血小板、 RBC 、 WBC 、 中性粒细胞、 单核细胞和淋巴细胞浓度。测定每个 PRP 系统的平均 PRP 产物血小板、 RBC 、 WBC 、 中性粒细胞、 单核细胞和淋巴细胞浓度。对每个数据集的PRP和全血之间的差异进行了D'Agostino&Pearson综合正常性测试,显著性建立在p= 0.01。发现所有数据集均为正态分布。然后使用配对t检验分析数据。使用统计软件分析这些值。9 在 p= 0.05 时建立显著性。
表 1.PRP 系统协议摘要。
结果
血液是从总共 48 只不同的健康成年犬中获得的。代表以下品种:拉布拉多猎犬 (n= 7)、边境牧羊犬 (n= 5)、德国牧羊犬 (n= 4)、金毛猎犬 (n= 4)、罗威纳犬 (n= 3)、拳师犬 (n= 2)、杜宾犬 (n= 2)、英国斗牛犬 (n= 2)、比特斗牛梗 (n= 2)、美国斗牛犬 (n= 1)、美国斯塔福德郡梗 (n= 1)、比利时玛利诺犬 (n= 1)、牧羊犬 (n = 1)= 1)、法国斗牛犬 (n= 1)、大丹犬 (n= 1)、Keeshond (n= 1)、獒犬 (n= 1)、纽芬兰犬 (n= 1)、标准贵宾犬 (n= 1)、Vizsla (n= 1) 和混合犬 (n= 6)。有 6 只完整的雄性,17 只绝育的雄性,8 只完整的雌性和 17 只绝育的雌性。平均体重为 31.6 公斤(范围 11.3-55.5 公斤)。平均年龄为 6.2 岁 (范围 1-13 岁)。
血小板浓度
发现系统 1、系统 2 和系统 3 的平均全血和平均 PRP 产物血小板浓度之间存在统计学上的显着差异(图1)。系统 1 (p= 0.0088) 的平均血小板浓度显著增加,增加了 219%,系统 3 (p < 0.0001) 的平均血小板浓度增加了 550%。系统 2 的平均血小板浓度显著降低 (p < 0.0001),下降了 91%。系统 4 (p= 0.6107) 和系统 5 (p= 0.0897) 的平均血小板浓度没有统计学意义变化。
图 1.五个商业 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物血小板浓度的比较。星号 (*) 表示该 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物之间的统计学显著差异。条形表示平均值± 95% CI (n= 10)。
RBC浓度
发现所有五个 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物 RBC 浓度之间存在统计学上的显着差异(图 2)。系统 1 (p < 0.0001)、系统 2 (p < 0.0001)、系统 3 (p < 0.0001)、系统 4 (p < 0.0001) 和系统 5 (p < 0.0001) 的平均 RBC 浓度显著降低。发现系统 2 的 RBC 浓度下降幅度最大 (98%),其次是系统 4 (96%)、系统 3 (95%)、系统 1 (85%) 和系统 5 (37%)。
图 2.五个商业 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物 RBC 浓度的比较。星号 (*) 表示该 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物之间的统计学显著差异。条形表示平均值± 95% CI (n= 10)。
WBC 浓度
发现系统 2、系统 4 和系统 5 的平均全血和平均 PRP 产物 WBC 浓度之间存在统计学上的显着差异(图 3)。系统 2 (p < 0.0001) 和系统 4 (p < 0.0001) 的平均 WBC 浓度显著降低,两个系统均降低了 89%。系统 5 的平均 WBC 浓度显著增加 (p = 0.0005),增加了 110%。系统 1 (p = 0.2161) 和系统 3 (p = 0.3439) 的平均 WBC 浓度没有统计学意义变化。
图 3.五个商业 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物 WBC 浓度的比较。星号 (*) 表示该 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物之间的统计学显著差异。条形表示平均值± 95% CI (n= 10)。
中性粒细胞浓度
发现系统 2、系统 3、系统 4 和系统 5 的平均全血和平均 PRP 产物中性粒细胞浓度之间存在统计学显着差异(图 4)。系统 2 (p < 0.0001)、系统 3 (p < 0.0001) 和系统 4 (p < 0.0001) 的平均中性粒细胞浓度显著降低。与平均全血值相比,系统 2 的平均中性粒细胞浓度降低了 90%,系统 3 降低了 85%,系统 4 降低了 98%。系统 5 的平均中性粒细胞浓度显著增加 (p = 0.0089),增加了 59%。系统 1 的平均中性粒细胞浓度没有统计学意义变化 (p = 0.9300)。
图 4.五个商业 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物中性粒细胞浓度的比较。星号 (*) 表示该 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物之间的统计学显著差异。条形表示平均值± 95% CI (n= 10)。
单核细胞浓度
发现系统 2、系统 4 和系统 5 的平均全血和平均 PRP 产物单核细胞浓度之间存在统计学上的显着差异(图 5)。系统 2 (p = 0.0064) 的平均单核细胞浓度显著降低,降低了 62%,系统 4 (p < 0.0001) 降低了 79%。系统 5 的平均单核细胞浓度显著增加 (p = 0.0032),增加了 114%。系统 1 (p = 0.1245) 和系统 3 (p = 0.7759) 的平均中性粒细胞浓度没有统计学意义变化。
图 5.五个商业 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物单核细胞浓度的比较。星号 (*) 表示该 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物之间的统计学显著差异。条形表示平均值± 95% CI (n= 10)。
淋巴细胞浓度
发现所有五个 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物淋巴细胞浓度之间存在统计学上的显着差异(图 6)。系统 2 (p = 0.0004) 的平均淋巴细胞浓度显著降低,下降了 74%,系统 4 (p = 0.0004) 降低了 67%。系统 1 (p = 0.0494) 、系统 3 (p = 0.0260) 和系统 5 (p = 0.0013) 的平均淋巴细胞浓度显著增加。与平均全血值相比,系统 1 的平均淋巴细胞浓度增加了 191%,系统 3 增加了 220%,系统 5 增加了 267%。
图 6.五个商业 PRP 系统之间平均全血和平均 PRP 产物淋巴细胞浓度的比较。星号 (*) 表示该 PRP 系统的平均全血和平均 PRP 产物之间的统计学显著差异。条形表示平均值± 95% CI (n= 10)。
讨论
富血小板血浆浓度结果因系统而异。血小板检出率最高的系统是系统 1 和系统 3。然而,虽然系统 1 的血小板平均比基线增加 219%,红细胞平均减少 85%,但该系统未能降低中性粒细胞浓度。系统 3 的血小板平均增加 550%,同时去除 >95% 的红细胞和 85% 的中性粒细胞。
已经开发和研究了 PRP 的多种制剂。先前的人体研究报告说,理想的 PRP 产品应该使血小板增加 4 到 7 倍。然而,血小板浓度并不是 PRP 产品的唯一重要成分。单核细胞、中性粒细胞和红细胞的包含或排除不仅定义了自体血小板产物,而且据报道还会影响产品的临床疗效,并在影响 PRP 注射后的炎症反应中起主要作用。在本研究中,血小板产量最高的系统是系统 1 和系统 3。
在开发理想的 PRP 产品时,降低 RBC 浓度被认为很重要。最近的一项研究表明,PRP 中 RBC 浓度的增加会增加不需要的炎症介质的浓度,特别是 IL-1 和 TGF-α。这项研究还表明,与富含白细胞的 PRP (LR-PRP)、贫白细胞的 PRP (LP-PRP) 和磷酸盐缓冲盐水 (PBS) 相比,用 RBC 浓缩物处理的滑膜细胞死亡明显更多。在这项研究中,所有五种犬 PRP 系统都显着降低了 RBC 浓度。
还研究了 PRP 产品中白细胞浓度的影响。LR-PRP 和 LP-PRP 均已研究和比较。最近的研究表明,LR-PRP 与促炎介质增加有关,包括 IL-1β、IL-6、IL-8 IFN-γ 和 TNF-α。PRP 中白细胞的增加也与金属蛋白酶(MMP-3 和 MMP-13)基因表达的增加以及软骨寡聚体基质蛋白 (COMP) 和核心蛋白聚蛋白蛋白聚蛋白肽基因表达的增加有关。这些潜在的有害影响主要归因于中性粒细胞的存在。此外,PRP 中中性粒细胞浓度的增加也与 MMP-9 浓度的增加呈正相关,MMP-9 浓度会降解胶原蛋白和其他细胞外基质分子。最近的一项研究表明,与 LP-PRP 和 PBS 相比,LR-PRP 导致的滑膜细胞死亡明显更多。因此,LP-PRP 被认为比 LR-PRP 更有益于维持肌腱稳态和抵消与骨关节炎相关的炎症。在血小板产量最高的系统(系统 1 和系统 3)中,系统 1 未能降低 WBC 浓度和中性粒细胞浓度,而系统 3 去除了超过 19% 的 WBC 和 85% 的中性粒细胞。
虽然已知 PRP 中中性粒细胞浓度升高具有负面影响,但单核细胞和淋巴细胞的影响在很大程度上仍然未知。在这项研究中,最终 PRP 产物中单核细胞和淋巴细胞浓度存在很大差异。最近的研究表明,单核细胞与成纤维细胞中细胞代谢和胶原蛋白生成的增加以及抗血管生成细胞因子干扰素-γ 和 IL-12 释放的减少有关。血小板还被证明可以激活外周血单核细胞(淋巴细胞、单核细胞和巨噬细胞)以帮助刺激胶原蛋白的产生,这被认为是由 IL-6 表达的增加介导的。然而,单核细胞和淋巴细胞在 PRP 治疗中的作用仍不清楚,需要进一步研究。
与之前评估来自各种犬类商业系统的 PRP 产品的血小板浓度的研究相比,我们的研究发现了相似的结果。在两项研究中都测试了其中 3 个商业系统。两项研究之间的 PRP 产物血小板浓度和总 WBC 浓度相似。然而,之前的研究未能对 PRP 产物进行 WBC 分化,因此无法对中性粒细胞、淋巴细胞或单核细胞浓度进行比较。
本研究的局限性包括样本量小和其设计固有的局限性。每个 PRP 系统使用不同的狗,虽然所有狗都被确认是健康的,但不能假设使用的狗代表了整个犬类种群。理想情况下,所有系统都使用同一只狗,同时抽取所有血液样本,以消除血液学成分的变化。我们将结果的差异归因于此以及固有的患者因素。然而,由于该研究是在两个不同的中心进行的,因此不可能使用相同的狗同时进行样本采集和处理。此外,同时获得所有系统检测所需的大量血液样本也是不可行的。
本研究的目的是比较来自健康成年犬的五个商业犬 PRP 系统的 PRP 产品的关键参数。从这项研究中不能推断出关于 PRP 疗法对犬科动物的疗效或评估的 PRP 制剂的疗效的声明。需要进一步研究以评估商业犬 PRP 产品中生长因子和细胞因子的浓度,并确定治疗效果所需的血小板和生长因子的浓度。还需要进一步研究来评估 PRP 疗法的疗效并进一步确定其在犬科动物中的临床应用。
https://www.frontiersin.org/journals/veterinary-science/articles/10.3389/fvets.2015.00073/full