濃縮生長因子在種植軟硬組織增量方面的研究及應用

王瑜 王偉 顧新華

浙江大學醫學院附屬第一醫院口腔科 杭州 310003

濃縮生長因子（concentrated growth factor）作為繼富血小板血漿（platelet rich plasma）與富血小板纖維蛋白（platelet rich fibrin）后的新一代血小板濃縮制品，最早于2006年提出，其所含的纖維蛋白及大量生長因子對組織修復、再生具有重要意義。作為再生醫療領域中的新興技術，濃縮生長因子在口腔種植、牙周、頜面外科等多個領域體現出其獨特優勢。

1 濃縮生長因子的發展過程

血漿提取物的發展大致經歷富血小板血漿、富血小板纖維蛋白以及濃縮生長因子3個階段。

富血小板血漿于1984年由Assoian等[1]最先提出，研究發現通過自體全血梯度離心后獲得的血小板濃縮物與10%氯化鈣、牛凝血酶混合，可啟動血凝的最后一個階段及快速的纖維蛋白聚集，在激活血小板和蛋白凝膠的過程中，短時間內釋放出大量生長因子。1997年，Whitman等[2]率先將自體富血小板血漿應用于口腔頜面部骨缺損的修復，取得良好效果。但是，目前對于富血小板血漿的使用尚存在爭議。因其在制備過程中需2次離心，增加了污染的概率，而添加外源性氯化鈣及牛凝血酶，則使富血小板血漿的使用存在伴發凝血系統紊亂的風險[3]，其安全性受到質疑。

富血小板纖維蛋白作為取代富血小板血漿的第二代血小板濃縮物，最早由Choukroun等[4]于2001年提出。富血小板纖維蛋白的制備過程中無需添加任何凝血酶類的化學添加劑，不存在安全風險。新鮮靜脈血通過1次定速離心（3 000 r·min-1，10 min），逐漸形成纖維網絡，同時血小板被激活，脫顆粒釋放出大量生長因子。這些生長因子能夠嵌入纖維網絡中，與之形成特定的化學結合，而后在組織內實現緩慢釋放，促進組織愈合，延長作用時間[5-7]。

濃縮生長因子與富血小板纖維蛋白一樣，由靜脈全血分離得到，制備過程中無需添加任何化學制劑，但離心過程有所不同。濃縮生長因子采用2 400～2 700 r·min-1的變速離心技術，增加了血小板間的碰撞率，從而能夠獲得更高濃度、種類更豐富的生長因子。

相關學者[8-9]的比較研究顯示，濃縮生長因子中血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的含量達富血小板纖維蛋白的1.5倍；同時，濃縮生長因子也因此獲得了更大、更致密的纖維蛋白凝塊，使其具備了更高的抗張強度和黏附性。

2 濃縮生長因子的制備方法

濃縮生長因子的制備一般于術前即刻進行。采集適量的患者靜脈全血，注入未添加抗凝劑的10 mL無菌Vacuette試管中，注滿后勿搖動，立即放入Medifuge離心機，配平，設定濃縮生長因子離心程序：加速30 s，轉速2 700 r·min-1離心2 min，2 400 r·min-1離心4 min，2 700 r·min-1離心4 min，3 000 r·min-1離心3 min，減速36 s至停止[10]。整個過程大致持續14 min。離心結束后，試管內可分為4層，由下至上分別為紅細胞層、生長因子與干細胞層、血沉棕黃色層（buffer coat layer）、血清層[11]。除血清層外，其余各層均呈相互連接的凝膠狀。所謂的濃縮生長因子即指生長因子與干細胞層，使用時用無菌剪刀剪斷分離，可被暫時儲存于稀釋的抗菌溶液（Lincocin 600 mg）中。

濃縮生長因子的使用形式多樣，可直接使用，也可根據需要將濃縮生長因子切割成適當直徑的顆粒，單獨或與其他生物材料混合使用。此外，亦可利用特制的手術壓制器，將其壓制成濃縮生長因子膜來使用。

研究[9]表明，除濃縮生長因子層外，紅細胞層同樣富含轉化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β1及VEGF，提示臨床上可將濃縮生長因子與紅細胞層混合應用，以實現其作用的最大化。

3 濃縮生長因子的主要成分及作用

濃縮生長因子主要可分為2部分，即由粗細不等的纖維蛋白原分子構成的三維立體網狀支架與“鑲嵌”其中的各類細胞及生長因子。

纖維蛋白立體網架孔隙大、彈性好，一方面可作為各類細胞及生長因子的“儲藏室”，使其在組織中隨著膠原降解而緩慢釋放，延長作用時間[12]；另一方面又能支持由生長因子誘導生成的新生組織，作為骨細胞、成纖維細胞、內皮細胞等的生長支架，引導新骨的沉積和向內部生長。

濃縮生長因子中所含的生長因子主要包括以下幾類：血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）、TGF-β、胰島素樣生長因子（insulin like growth factor，IGF）、VEGF、表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）、成纖維細胞生長因子（fibroblast growth factor，FGF）、骨形態發生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）等。此外，Rodella等[9]發現濃縮生長因子層中還存在著一定量的CD34+細胞，其與組織內新生血管形成、維護密切相關。

4 濃縮生長因子在口腔種植中的應用

近幾年，種植技術以其不損傷鄰牙、使用無異物感等多項優點，逐漸成為替代固定橋、活動義齒來進行牙列缺損、牙列缺失修復的首選。但對于長期缺牙導致的骨組織缺損、軟組織不足，如何有效修復缺失、如何縮短治療周期仍是口腔種植醫生不斷思考與探討的問題。

4.1 濃縮生長因子與硬組織增量

目前，臨床上針對種植位點骨缺損常用的骨增量方法包括引導性骨再生術（guided bone regeneration）、骨劈開術、骨擠壓術、牽張成骨術等。此外，針對上頜后牙區垂直方向上的骨量不足，根據手術路徑可分為從側方開口的上頜竇外提升術與從牙槽嵴頂開口的上頜竇內提升。

引導性骨再生術作為種植中獲得骨增量的常用手段，包括2個關鍵部分，即骨代材料（如Biooss）與膜屏障（如Bio-guid）。體外研究[13]表明，適宜濃度的濃縮生長因子提取液可有效促進成骨細胞的增殖、分化以及成骨相關基因的表達。得益于濃縮生長因子多樣的應用形式，許多研究致力于實現濃縮生長因子與骨代材料、膜屏障材料的聯合使用，甚至替代使用，以獲得更佳的骨增量效果。

針對即刻種植種植體周圍存在的骨缺損，柳宏志等[14]在動物實驗中，對濃縮生長因子聯合骨代產品與單純應用骨代產品的修復效果進行比較，發現濃縮生長因子聯合骨代產品組的新骨形成時間更早，可有效縮短種植體形成骨結合的時間。而通過臨床實踐發現，在即刻種植中使用濃縮生長因子聯合骨代產品修復骨缺損6個月后，牙槽骨骨量較術前明顯增加，種植體周改良齦溝出血指數、探診深度與正常鄰牙無顯著差異[15]，與單獨運用骨代產品的病例相比，濃縮生長因子組牙齦退縮程度明顯更小[16]。此外，單獨使用濃縮生長因子（未聯合骨代材料）修復該類型缺損的修復效果有限[8,17-18]，因此并不提倡濃縮生長因子的單獨使用。

在關于濃縮生長因子膜的研究中，Isobe等[12]對濃縮生長因子膜與無血小板血漿纖維膜進行比較，發現前者在張力、纖維蛋白厚度、交聯密度方面均優于后者，且降解速度更慢。李娜等[19]則對濃縮生長因子膜與海奧口腔修復膜在引導性骨再生術中的作用效果進行比較，發現濃縮生長因子膜組植骨厚度與修復后骨厚度明顯高于對照組。

此外，也有不少學者致力于濃縮生長因子在上頜竇提升中的應用。Wang等[20]對比格犬行上頜竇提升術，發現術后6個月Bio-oss聯合濃縮生長因子組在成骨比例、新生骨組織微硬度方面均顯著優于Bio-oss組，且殘留移植物更少。Sohn等[21]單獨使用濃縮生長因子作為移植材料開展上頜竇外提升術，發現經過5個月的愈合期，上頜竇內新骨形成，骨密度良好，活體組織檢查未見明顯炎癥反應，骨形成活躍；上部修復后10個月，成功率達98.2%。Kim等[22]及Park等[23]的研究獲得類似結論。

Pirpir等[24]將濃縮生長因子膜襯于種植窩內，而后行種植體的植入，實驗組植入1周以及植入4周后的種植體穩定系數（implant stability quotient）均顯著高于對照組；僅在對照組中觀察到種植體植入初期種植體穩定系數生理性降低的現象，從而反映了濃縮生長因子在促進骨結合、維護種植體穩定性、縮短種植修復周期中的積極作用。

4.2 濃縮生長因子與軟組織增量

種植體周圍足夠的軟組織是保障種植最終美學效果的前提，同時不少于2 mm的角化齦保證了種植體周圍最低的生物學寬度，有益于種植體周圍的衛生維護，降低種植體周圍炎的發生率，也可以避免軟組織對種植體及上部結構的過度牽拉，延長種植修復體使用壽命。對于長期缺牙引起的軟組織量不足，臨床常見的增量方法包括誘導軟組織增量術、結締組織瓣轉移術、結合使用膜類替代材料等。

已有研究[25-26]證實，生長因子對牙齦成纖維細胞、牙周膜干細胞的增殖與分化具有促進作用。柳宏志等[27]的研究顯示，將濃縮生長因子膜覆蓋于深及皮下筋膜層的軟組織缺損處，可明顯縮短軟組織愈合時間，減少瘢痕形成，提高愈合效果。Bozkurt Do?an等[28]對根向復位瓣術結合濃縮生長因子治療上頜連續多牙牙齦退縮的效果進行隨機臨床試驗，術后觀察6個月，發現與單純運用根向復位瓣相比，結合使用濃縮生長因子可使角化齦及牙齦厚度得到顯著增加。此外，對于濃縮生長因子在軟組織不足的缺牙區域的應用效果尚未見報道。

5 總結及展望

濃縮生長因子來源于自體，制備過程中無任何添加，無毒性，避免了使用過程中可能存在的免疫排斥反應，臨床應用安全。得益于其所含的大量生長因子及獨特的纖維網架結構，濃縮生長因子在促進組織愈合、骨組織生長成熟、減輕炎癥反應方面作用顯著。而且，濃縮生長因子運用形式多樣，可剪切成小顆粒與骨代材料混合使用，除了可利用其黏性穩定移植材料，二者結合更優化了雙方的性能；濃縮生長因子也可壓制成膜，在促進組織修復的同時，起到膜屏障作用。

濃縮生長因子的應用前景十分廣闊，但在推進其應用的同時，仍有一些問題尚待解決。首先，就目前臨床研究的結果而言，患者的隨訪時間均較短，濃縮生長因子獲得的遠期效果仍有待觀察。其次，研究[29]表明過高的生長因子濃度可能抑制細胞的增殖、分化，而且在許多文獻中雖然得出了濃縮生長因子可促進組織修復的結論，但對其使用的濃度、與骨代材料的混合比例未進行明確闡述，不利于濃縮生長因子在臨床中推廣使用或在臨床使用中發揮最佳效果，因此對濃縮生長因子的應用濃度及比例進行探究是必要的。此外，已有研究致力于濃縮生長因子的單獨使用，但發現并非任何類型的組織缺損均適用，因此明確其適應證或如何拓寬其適應證仍有待進一步研究。體外研究[30-31]表明，濃縮生長因子亦可促進施旺細胞的增殖、分化與遷移，這無疑為種植手術中可能導致的神經損傷的修復提供了新思路。