富血小板血漿在脊柱融合手術中的應用進展

方煜，趙宏，徐濤，盛錫華，王宜婭，陳思旭，陸志剴

脊柱外傷、退變造成的不穩定，常需要植入內固定材料來實現局部的穩定，促進骨折的愈合，以實現骨的融合。由于骨折的不愈合、融合區域的骨不融合而發生假關節等并發癥時（有報道稱在15%以上）[1]，有必要在局部進行植骨填補骨缺陷、促進骨生長。脊柱融合常需要在椎間隙內、椎板上或橫突間進行植骨使鄰近兩個節段進行融合[2-3]。理想的移植物是同時具有骨傳導、骨誘導和成骨特性的材料。目前臨床常用的脊柱融合生物植骨材料有包括填充植骨材料、支撐重建材料及骨誘導生物材料。

骨誘導生物材料的代表為骨形態發生蛋白（BMPs）。已經證明BMPs 參與細胞增殖、存活、分化和凋亡的調節。全球第一款BMP 人工骨材料產品重組人骨形態發生蛋白-2（rhBMP-2）于2014 年于美國開始批準可單獨植入應用于腰椎融合術之中代替自體骨植入，而不僅僅是作為一個輔助物來協助融合植骨的完成[4]。但BMPs 的并發癥不能被忽視，早期的研究提示外科醫生試圖提高融合率，在椎間間隙內過量的rhBMP-2，導致其進入軟組織（包括神經根、脊髓）發生水腫、血腫[5]近年來，富血小板血漿（PRP）進入研究者的視野，本文就PRP 在脊柱融合手術中的應用作一綜述。

1 PRP 概況

PRP來源于自體，含有高濃度的血小板，富含各類生長因子例如血小板衍生生長因子AB（PDGFAB）、轉化生長因子b-1（TGFb-1）和血管內皮生長因子（VEGF），其能夠刺激細胞增殖、基質重塑和血管生成。PRP 應用廣泛，在骨科領域廣泛被用于促進肌肉、肌腱和骨愈合。在運動醫學領域，PRP 可用于膝關節和髖關節骨性關節炎、肌腱拉傷和肌腱末端慢性炎癥以及急性和慢性軟組織損傷等疾病的治療[6-8]，在四肢骨折固定手術或骨融合術中也發揮了其促進骨折愈合，治療骨不連等明確作用。

2 PRP 在脊柱疾病中的研究及應用

近年來PRP 在脊柱手術中的應用日益增加，體內實驗已經證明PRP 注射可以改善椎間盤的損傷，促進修復[9-11]。PRP 在脊髓神經損傷領域的研究及應用逐漸增多，安全性、可行性和有效性逐漸被證實。它是一種自體、生物兼容、無毒的材料且制備簡單快捷，不會產生主要的免疫反應。現有對于PRP作用于神經修復的研究多在集中在動物實驗及細胞研究水平，臨床實驗及應用仍未大規模開展。PRP到底對脊柱融合的作用如何，存在較大的爭議。

3 PRP 在脊柱植骨融合手術中的作用與爭議

由于植骨材料存在的缺陷[2]，且PRP 作為治療劑在骨折或骨移植后增強組織修復或骨形成中取得的巨大成功，讓脊柱外科醫生對PRP 能否在脊柱融合植骨術中產生有益的作用發生濃厚的興趣。動物實驗方面，Liao 在大鼠的腰椎模型中進行PRP 的植入促進融合，其結果表明，人工骨載體上的PRP 對大鼠腰椎融合有積極作用[12]。周劍鵬等[13]在新西蘭大耳兔頸椎模型中中植入PRP復合異體Cage，發現后者具有較強的成骨能力及生物學穩定性。而在臨床研究上，其結果卻表現出一定的差異性。Hartmann等[14]通過對進行前路脊柱融合術的患者進行對照隊列研究來認為PRP 可提供更快的融合和更高的融合質量密度值。當與融合器植入物聯合使用時，PRP聯合自體骨移植物可提供比單獨移植物更有效的骨融合。張廷偉等[15]在CT 三維重建圖像上評價植骨融合情況，發現富血小板血漿植入能夠增加椎間植骨融合質量以及椎間的融合率,臨床應用效果良好,安全性滿意。Kubota 等[16-17]臨床研究結果表明接受PRP的患者在脊柱后外側融合手術（PLF）、經椎間孔減壓融合內固定手術（TILF）后融合率更高，融合質量更佳，骨愈合更快。Yolcu 等[18]通過薈萃分析納入11 篇文獻，得出結論認為額外使用PRP在增強脊柱融合中的作用可能有限。與標準植骨技術相比，PRP組融合率甚至更低。Huang 等[19]通過薈萃分析包括了12 項研究，包括3 項隨機對照試驗和9 項隊列研究，涉及661 例患者，結果表明添加PRP 不會增加脊柱融合手術的融合率；此外，PRP 和非PRP 治療組的疼痛緩解無顯著差異。Cai 等[20]的薈萃分析里納入3 項隨機對照試驗（RCT）和7 項前瞻性隊列研究，在最終隨訪時，所有隨機對照試驗或隊列研究中，兩組之間的脊柱融合率、并發癥發生率上無顯著差異，但PRP 組能降低患者的疼痛程度。

4 PRP 制備的標準化

PRP制劑質量差異巨大，不同醫院、不同實驗室使用的PRP 并不相同。使用者在PRP 制備標準化方面缺乏共識，在特定條件下的PRP 配方上缺乏一致意見，這也是文獻中時有矛盾結果的重要原因。首先，制劑中血小板的濃度差異造成研究結果的不同，Manini 等[21]通過一項薈萃分析，以Hunsfield 單位（HU）來衡量融合區域的骨質量，使用高血小板濃度的PRP 的骨融合率極好，而使用低血小板濃度的PRP 研究的骨融合率較差，而兩組在鎮痛作用上相仿，另外PRP 的刺激作用不是持續的，在植入6 個月內非常有效，超出時間則作用不顯著。其次所使用的的PRP制劑所含的白細胞成分也會有不同，Dohan 等[22]根據白細胞及纖維蛋白含量的不同將PRP分為四類：富白細胞PRP（Lr-PRP）、富白細胞富血小板纖維蛋白（Lr-PRF，固態）、貧白細胞PRP（Lp-PRP）、貧白細胞富血小板纖維蛋白（Lp-PRF，固態）。不同的制劑可能有不同的適用場景。比如在椎間盤退變疾病中的應用，目前以PRP 為主。2021 年我國推出《自體富血小板血漿制備技術專家共識》，指出采用成分血單采機和專用血袋及正規廠家PRP 專用套裝制備PRP 能滿足封閉制備條件，可作為推薦方法；而由于無菌條件等難以符合臨床要求，反對試管法手工采集制備，對PRP 制備的流程、耗材的規范、操作人員的資質做了建議和要求[23-24]。

5 PRP 的制作與儲存

目前制作可用的PRP 制劑都有一些共同點：在手術前或手術中抽吸血液后立即進行離心處理。血小板濃縮液的制備一般在1 h 內完成。第一個離心步驟將血液分離成三層，紅細胞位于底部，無細胞血漿位于上清液中，中間層富含濃縮血小板。然后丟棄紅細胞層和無細胞血漿層，僅收集中間層。最后將獲得的血小板濃縮物與凝血酶和/或氯化鈣等制成混合物一起應用于手術部位，以觸發血小板活化和纖維蛋白聚合[22]。在臨床上，由于往往是現場在患者身上抽取血液制備成PRP 并在短時間內應用于患者，在時間上顯得較為倉促，特別是在擇期手術中應用PRP 將造成總體時間上的浪費，以及潛在的感染風險。Kinoshita 等[25]制備PRP 后立即將其冷凍干燥儲存4 周，測量血小板計數，發現新鮮PRP 和冰凍PRP 刺激可均勻誘導PDGFR 和ERK 的磷酸化和活化。在MTT 細胞活力測定中，新鮮PRP 和冰凍PRP 均顯著誘導成骨細胞增殖。因此認為冰凍4 周的PRP 同樣具備藥理活性。

6 PRP 和其他植骨材料的組合

Zhu 等[26]在動物研究例大鼠進行后外側腰椎橫突間融合，研究表明BMP-2 可以有效促進骨質減少的老年大鼠腰椎橫突間融合，而PRP 可以幫助BMP-2 促進骨愈合。Callanan 等[27]評估了50 名連續接受一級至三級后外側腰椎融合手術的患者，共計66 個節段，文獻分析了新型富含血小板的纖維蛋白基質（PRFM）聯合-磷酸三鈣和骨髓穿刺液BMA用于腰椎后外側融合手術（PLF)手術的療效。結果表明植骨融合率與報道的自體骨植骨融合率相似。而Tsai 等[28]認為血小板凝膠的粘附性較差，以及它是否足以確保骨移植物的適當粘附存疑，因此使用具有粘附性質的纖維蛋白凝膠來加強血小板凝膠的結構和釋放生長因子，并將混合物作為腰椎融合術的植骨材料，最終結論發現使用血小板凝膠/纖維蛋白復合膠（血小板膠）不能增加腰椎后外側融合術的融合率。需要進一步研究以找到合適的生長因子載體用于腰椎后外側融合術。

7 PRP 在手術中使用的劑量與并發癥

在不同的手術中，比如在頸椎或腰椎，融合一個節段或多個節段所使用的PRP 的量應該是不同的，有些作者并未在研究中對PRP 的使用量進行描述[29-30]。因此在這個區域，這些研究都存在使用PRP 數量隨意性較強的問題，這對研究的結果正確判斷造成了干擾另外，既往的這些研究，均未明確描述PRP 的相關并發癥，至今并未見PRP 發生異化骨化、繼發感染等并發癥的報道。

8 總結與展望

綜上所述，PRP 能促進骨折愈合，加速骨融合，PRP 制作過程較簡單、時間短，對場地要求低。且不具備排異、難以降解、骨異常增值等問題。但PRP 目前的制備規格、術中使用的劑量、流程、儲存尚缺乏規范性，因此有關于PRP 在脊柱融合手術中的研究結果差異性較大。因此，有必要在規范PRP 制劑規格、復合其他生物材料的前提下，進行高質量的對比研究，以明確PRP 在脊柱融合手術中的作用。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突