Ермолин В.И., Мохирев М.А., Романова Е.М.

Стоматология. 2020. Т. 99. No 5. С. 122-126.

Применение обогащенной тромбоцитами плазмы при костно-реконструктивных операциях в челюстно-лицевой хирургии

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» Минздрава России, Москва, Россия

РЕЗЮМЕ

Терапия с применением плазмы, обогащенной тромбоцитами (platelet rich plasma — PRP; PRP-терапия) — методика, основанная на локальном применении плазмы крови с повышенным содержанием тромбоцитов. Эффективность этой методики исследована и подтверждена как in vitro, так и in vivo. В состав PRP входят такие факторы роста, значительно ускоряющие регенеративные процессы в организме, как тромбоцитарный фактор роста, трансформирующий ростовой фактор, эпидермальный фактор роста; инсулиноподобный фактор роста; фактор роста эндотелия сосудов. PRP-терапия снижает болевой синдром, ускоряет процессы регенерации тканей, а также дает противовоспалительный эффект.

Ключевые слова:

Плазма, обогащенная тромбоцитами, факторы роста, PRP, PRF, PDGF, костно-реконструктивные операции, регенерация.

За последние 20 лет плазма, обогащенная тромбоцитами (platelet rich plasma — PRP), стала широко применяться врачами разных направлений в различных отраслях медицины. Методика PRP-терапии получила повышенное внимание в области тканевой инженерии, костной трансплантации, ангиогенезе, травматологической хирургии, реконструктивной пластической хирургии, хирургии позвоночника , хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. В результате возникли многочисленные исследования по оценке эффективности PRP и ее применения, что дало лучшее понимание процессов остеогенеза и регенерации мягких тканей на клеточном уровне. Эта технология основывается на биостимуляции активности рецепторов, расположенных на поверхности клеток, которые стимулируют регенерацию, рост и деление клеток. Такой эффект был изучен и опубликован в работах E. Marx [1], C. Heldin [2], E. Anitua [3].

Исторические сведения

PRP-терапии предшествует метод аутогемотерапии. Родоначальниками ее считаются шведские врачи E. Grafstrom и R. Elfstrom, которые в 1898 г. впервые в мире произвели инъекции аутологичной крови при лечении пневмонии и туберкулеза [4]. В 1934 г. отечественный хирург В.Ф. Войно-Ясенецкий опубликовал «Очерки гнойной хирургии». В работе описано применение аутогемотерапии при лечении воспалительных заболеваний во время работы в военном госпитале в 1904—1905 гг. [5] Автором показаны положительный результат и минимальное количество осложнений аутогемотерапии, что сделало ее важным вспомогательным методом лечения в разных отраслях медицины до момента эры антибиотиков. Следующим этапом развития гемотерапии стало применение PRP.

Применение плазмы, обогащенной тромбоцитами, начинается с 1986 года, когда были открыты факторы роста тромбоцитов профессорами R. Levi-Montalcini и S. Cohen [6]. За это научное открытие авторы получили Нобелевскую премию. Доктор R. Marx в числе первых применил плазму в виде геля в 1998 г. [1]. Доктор E. Anitua [3] в 2001 г. внес огромный вклад в разработку технологии приготовления и методов применения факторов роста.

В 2003 г. отечественные ученые Р.Р. Ахмеров и Р.Ф. Зарудий впервые в мире создали инъекционную форму плазмы для применения в челюстно-лицевой хирургии. Тогда же и было дано название этой процедуры — рlasmolifting. В 2010 г. в Израиле Р.Р. Ахмеров и Р.Ф. Зарудий выступили на I Международной научно-практической конференции с докладом «Плазмолифтинг — гемологическое армирование кожи: новый взгляд на решение старой проблемы». В 2011 г. на X Юбилейном Международном симпозиуме по эстетической медицине профессор Р.Р. Ахмеров представил доклад на тему «Аутостимуляция регенеративных процессов в челюстно-лицевой хирургии и косметологии» [7]

Механизм действия PRP-терапии. Тромбоциты — безъядерные плоские бесцветные форменные элементы крови, которые образуются из мегакариоцитов в красном костном мозге через специфическую клеточную фрагментацию [8]. Количество тромбоцитов от 150 тыс. до 400 тыс. ед/мкл считается нормальным [9]. Тромбоциты содержат в себе митохондрии, лизосомы, включения гликогена, гранулы (α, δ и λ) и более 30 биологически активных белков, которые играют ключевую роль в гемостазе, сращении костей в зоне перелома и регенерации мягких тканей за счет генерации и выделения большого количества факторов роста. После выделения активные факторы роста связываются с трансмембранными рецепторами клеток-мишеней, такими как остеобласты, фибробласты, мезенхимальные стволовые клетки, эндотелиальные и эпидермальные клетки [1].

Факторы роста, выделенные из тромбоцитов, влияют на рост клеток, морфогенез и дифференциацию. Основными факторами роста являются: тромбоцитарный фактор роста (PDGF); трансформирующий фактор роста (TGF); эпидермальный фактор роста (EGF); инсулиноподобный фактор роста (IGF); фактор роста эндотелия сосудов (VEGF).

роста (IGF); фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). PDGF (рlatelet-derived growth factor — тромбоцитарный фактор роста) — белок, состоящий из двух субъединиц α и δ; существует как PDGF-αα, PDGF-δδ и PDGF αδ [10]. PDGF является сильным хемотаксическим средством для моноцитов, нейтрофилов, фибробластов, остеобластов, мезенхимальных стволовых клеток и участвует во всех трех фазах заживления ран [11]. Кроме того, PDGF является мощным митогеном и присоединяется к рецепторам клеток-мишеней, особенно фибробластов и остеобластов. Эти клетки отвечают за регенерацию соединительной и костной ткани, ангиогенез внутри раны, усиливают образование макрофагов в тканях и формирование грануляционной ткани [2]. Y. Ando и P. Jensen [12] отмечают, что PDGF через регулирующие матриксные металлопротеиназы помогает расщеплению коллагена во время фазы ремоделирования.

TGF (transforming growth factor — трансформирующий фактор роста) представляет собой полипептид и имеет пять изоформ. Тромбоциты и макрофаги секретируют изомеры TGF-1 и TGF-2, и эти факторы влияют на все стадии заживления раны, принимают участие в воспалении, ангиогенезе, реэпителизации и регенерации соединительной ткани [4]. TGF стимулирует моноциты для секреции факторов роста (FGF — fibroblast growth factors — факторы роста фибробластов, PDGF, IL-1 — Interleukin-1 — интерлейкин-1) и является хемотаксическим для макрофагов, тем самым ускоряя процесс заживления ран [13]. TGF модулирует синтез костной матрицы, стимулируя пролиферацию клеток-предшественников остеобластов и синтез коллагена [11]. TGF индуцирует апоптоз остеокластов, что уменьшает резорбцию кости.

EGF (epidermal growth factor — эпидермальный фактор роста) является хемотаксическим и сильным митогеном для фибробластов, эпителиальных и эндотелиальных клеток [14]. Рецепторы EGF находятся во всем эпидермисе, но большее количество обнаруживается в базальном слое и содержится в эндотелиальных клетках, фибробластах и клетках гладкой мускулатуры. Отмечается также, что EGF стимулирует активность коллагеназы и ангиогенез [13, 15].

Было обнаружено, что при местном использовании EGF усиливается процесс эпителизации и тем самым уменьшается время заживления ран на участках забора кожного аутотрансплантата, и время заживления ран при венозных и диабетических язвах [16].

IGF (insulin-like growth factor — инсулиноподобный фактор роста) является важнейшим эндокринным посредником действия соматотропного гормона. Всего обнаружено две формы инсулиноподобного фактора роста — IGF-1 и IGF-2 [17]. Тромбоциты высвобождают IGF-1, который является сильным хемотаксическим агентом для остеобластов, гладких мышц сосудов и эндотелиальных клеток, что приводит к неоваскуляризации в ране. Кроме того, в сочетании с PDGF в качестве кофактора IGF-1 усиливает рост эпидермиса и дермы [18].

Свое действие IGF-1 оказывает на образование коллагена и матричного белка I типа в костях независимо от их митогенной активности, ингибирует экспрессию коллагеназы на остеобласты [19].

IGF-1 и его рецепторы широко распространены в периостальных и мезенхимальных клетках, пролиферирующих хондроцитах и остеобластах в месте перелома кости [20]. В исследованиях на животных было показано, что местное применение IGF-1 и TGF-1 сокращает время сращения костей в месте перелома [21].

VEGF (vascular endothelial growth factor — фактор роста эндотелия сосудов) — сигнальный белок, вырабатываемый клетками для стимулирования васкуло- и ангиогенеза. В настоящее время известны такие формы VEGF, как VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-D, а также PLGF (плацентарный фактор роста, который принимает участие в ангиогенезе). Наиболее важную роль в организме человека играет VEGF-A, который связывается с рецепторами VEGFR-1 и VEGFR-2, локализованными на эндотелиальной поверхности сосудов. VEGFR-2 является посредником во всех реакциях клетки на VEGF-A, а VEGFR-1 выступает как «пустой» рецептор, изолируя белок VEGF-A от рецептора VEGFR-2. Клетка, которая испытывает гипоксию, производит фактор транскрипции (HIF-1α и HIF-1δ). Фактор HIF-1α при наличии кислорода неустойчив, и его содержание в аэробных условиях резко падает, но при гипоксии клетки HIF-1α сохраняется, и комплекс HIF-1α/HIF1δ стимулирует выпуск белков VEGF. Основная функция VEGF-A — создание новых кровеносных сосудов в эмбриональном развитии или после травмы, обеспечение коллатерального кровообращения [22], а также участие в лимфангиогенезе [23]. Важная роль VEGF в процессе эндохондральной оссификации во время созревания костей также была задокументирована [10, 24].

Потенциальная эффективность PRP зависит от уровня факторов роста, секретируемых из активированных тромбоцитов [25]. Уровень высвобождающихся факторов роста зависит от фактической концентрации их в гранулах и технологии их обработки [25, 26]. Корреляция данного уровня не отмечается в зависимости от роста, массы тела, возраста и пола [27]. При исследовании взаимосвязи уровня факторов роста и концентрации тромбоцитов выявлено, что лишь при увеличении концентрации тромбоцитов в крови увеличивается уровень факторов роста [25, 27]. Однако В. Eppley [24] и G. Weibrich [28] не рекомендуют использовать концентрацию тромбоцитов для прогнозирования уровня факторов роста в PRP, так как на него также влияет методика приготовления самой PRP, пропорции активированных тромбоцитов и связывание факторов роста с терминальным сгустком.

Применение PRP в медицине

В настоящее время использование PRP в виде различных форм применяется во многих отраслях медицины. Это обусловлено универсальным механизмом их действия, безопасностью и низкой себестоимостью. Доступность метода и его эффективность открывают возможности для его применения в травматологии и ортопедии, хирургической стоматологии, челюстно-лицевой хирургии и многих других направлениях.

Травматология и ортопедия. В.Л. Брехов в своей работе применил обогащенную тромбоцитами аутоплазму при лечении оскольчатых внутрисуставных переломах для адгезии свободно лежащих фрагментов хряща с субхондральной костью. Это позволило избежать их удаления или фиксации имплантатами [29]. J. Lee, F. Harwood [30] сравнили эффективность инъекций кортикостероидных препаратов, обогащенных тромбоцитарной аутоплазмой, при хроническом эпикондилите с инъекциями кортикостероидов без применения аутоплазмы на протяжении года. В результате исследования авторы сделали вывод, что при использовании инъекций кортикостероидов с аутоплазмой, обогащенной тромбоцитами, сокращается реабилитационный период и уменьшаются болевые ощущения. M. Sanchez проанализировали эффективность применения инъекций тромбоцитарного концентрата при лечении больных с остеоартритом коленного сустава по сравнению с инъекциями гиалуроновой кислоты и выяснили, что применение аутоплазмы было эффективным у 33,4% больных, а гиалуроновой кислоты — только у 10% в контрольной группе [31].

Хирургическая стоматология. S. Froum, S. Wallace проанализировали целесообразность использования PRP при синус-лифтинге. Трем пациентам проводился синус-лифтинг с одномоментной имплантацией на двух сторонах. На одной стороне применялось PRP с Bio Oss, на другой только Bio Oss. В результате на стороне, на которой применялось PRP, контакт имплантата с костью составил 38,8%, а на противоположной стороне — 33,8% [32]. J. Kassolis и соавт. [26] отметили улучшение костной регенерации при использовании PRP при синус-лифтинге. Используя гистологическое исследование через 3 месяца после синуслифтинга, А. Thor и соавт. [27] выявили значительное увеличение костной регенерации на стороне, на которой использовалась PRP, по сравнению с противоположной стороной без ее применения.

Челюстно-лицевая хирургия. М. Robiony и соавт. подтвердили эффективность использования PRP в серии из 5 испытуемых, подвергшихся дистракционному остеогенезу при тяжелой степени недоразвития нижней челюсти. После присоединения PRP и аутотрансплантата с гребня подвздошной кости к костному дефекту, полученному вследствие дистракции, достигалась запланированная высота дистракции. Авторы сделали вывод, что произошло значительное улучшение костной регенерации [25]. R. Marx [1] сообщил, что при обработке кожного лоскута плазмой, обогащенной тромбоцитами, наблюдается значительное уменьшение периферического отека по сравнению с противоположной стороной, на которой методика не использовалась. Кроме того, через 6 дней на стороне, обработанной PRP, отмечается зрелая дерма, чего не наблюдается на противоположной стороне. Различия были очевидны и через 6 мес на контрольной стороне (отмечается увеличение рубцевания и большая потеря пигментированных клеток) по сравнению со стороной, где использовалось PRP. Е.А. Пылева [33] применяла плазмолифтинг при лечении артроза височно-нижнечелюстного сустава. Плазмолифтинг оказался эффективным при лечении пациентов среднего возраста с артрозами 1—2-й степени: он усиливает процессы репарации и создает матрикс, который является основой для регенерации составной ткани височно-нижнечелюстного сустава.

Данные, опровергающие эффективность PRP-терапии

В своем исследовании H. Schaaf и соавт. [34] использовали PRP при синус-лифтинге. Спустя 4 мес, используя данные компьютерной томографии, ортопантомограммы и гистоморфометрии, сделали вывод об отсутствии различия по плотности костной ткани костного аутотрансплантата. P. Danielsen и соавт. [35] использовали PRP у 20 пациентов с язвами ног: на одной стороне дермальный аутотрансплантат с применением PRP, а на другой стороне производился контроль дермального аутотрансплантата без применения PRP. Биоптаты с донорских участков оценивали в процентах неоэпидермального покрытия в участках ткани, иммуноокрашиваемой к кератину на 5-й и 8-й дни. Кроме того, оценивали барьерную функцию эпителия, макроскопическое заживление и микробиологию. По окончании исследования авторы выявили, что эпителиальные покрытия ран не имели существенных различий между контролем и аутотрансплантатом, обогащенным PRP; кроме того, ни бактериальная флора, ни макроскопическая эпителизация, ни болевые ощущения не имели статистически значимых различий.

Заключение

Получено большое количество доказательных данных, указывающих на то, что факторы роста, высвобождаемые из гранул активированных тромбоцитов, являются неотъемлемой частью в координации и регуляции клеток множества типов, участвующих при регенерации костей и мягких тканей. Исследования in vitro демонстрируют высокую способность плазмы, обогащенной тромбоцитами, повышать пролиферацию, миграцию клеток и ангиогенез, однако результаты исследований in vivo не так однозначны. Это может быть связано с индивидуальной особенностью концентрации тромбоцитов крови пациента, сложностью послеоперационного лечения пациента, а также с тем, что в данное время отсутствует конкретный протокол получения, хранения и применения плазмы, обогащенной тромбоцитами.

За последние 20 лет было более детально исследовано и доказано влияние тромбоцитов на регенеративные процессы в организме. Большое количество источников литературы, посвященных терапии с применением плазмы, обогащенной тромбоцитами, доказывает ее положительное влияние на течение послеоперационной реабилитации, скорость регенерации и заживления раны, остеогенез в организме, тем самым, подтверждая эффективность терапии с применением плазмы, обогащенной тромбоцитами, в челюстно-лицевой области при костно-реконструктивных операциях

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.The authors declare no conflict of interests.

ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES

1. Marx RE. Platelet-rich plasma: evidence to support its use. J Oral Maxillofac Surg. 2004;62(4):489-496.
2. Heldin CH, Westermark B. PDGF-like growth factors in autocrine simulation of growth. J Cell Physiol. 1994;107(suppl 5):2459-2469.
3. Anitua E. The use of plasma-rich growth factors (PRGF) in oral surgery. Pract Proced Aesthet Dent. 2001;13:487-493.
4. Кребс Х. Аутогемотерапия. М.: Эксмо; 2010. Krebs H. Autohemotherapy. M.: Eksmo; 2010. (In Russ.).
5. Войно-Ясенецкий В.Ф. Очерки гнойной хирургии. М. 2000. Voyno-Yasenetsky VF. Essays purulent surgery. M. 2000. (In Russ.).
6. The nerve growth factor 35 years later. Science. 1987;237(4819):1154-1162.
7. Зарудий Р.Ф., Ахмеров Р.Р. Применение обогащенной тромбоцитами аутоплазмы для лечения фотодерматоза. Электронный журнал «Регенеративная хирургия». Zarudy RF, Akhmerov RR. Use of platelet-rich autoplasma for the treatment of photodermatosis. Electronic Journal «Regenerative Surgery». (In Russ.).
8. Davi G, Patrono C. Platelet activation and atherothrombosis. N Engl J Med. 2007;357:2482-2494
9. Pagana KD, Pagana TJ. Blood studies: platelet count. Chapter 2. In: Pagana K.D., Pagana T.J., editors. Mosby’s Manual of Diagnostic and laboratory Tests. St Louis (IL): Mosby Elsevier; 2006.
10. Bennett SP, Griffiths GD, Schor AM, Leese GP, Schor SL. Growth factors in the treatment of diabetic foot ulcers. Br J Surg. 2003;90(2):133-146.
11. Canalis E, McCarthy TL, Centerlla M. Effects of Platelet-derived growth factor on bone formation in vitro. J Cell Physiol. 1989;140(3):530-537.
12. Ando Y, Jensen PJ. Epidermal growth factor and insulin-like growth factor I enhance keratinocyte migration. J Invest Dermatol. 1993;100(5):633-639.
13. Lawrence W, Diegelmann R. Growth factors in wound healing. Clin Dermatol. 1994;12(1):157-169.
14. Tokumaru S, Higashiyama S, Endo T, et al. Ectodomain shedding of epidermal growth factor receptor ligands is required for keratinocyte migration in cutaneous wound healing. J Cell Biol. 2000;151(2):209-220.
15. Grotendorst G, Soma Y, Takehara K, Charette M. EGF and TGF-alpha are potent chemoattractants for endothelial cells and EGF-like peptides are present at sites of tissue regeneration. J Clin Invest. 1989;139(3):617-623.
16. Brown GL, Nanney LB, Griffen J, Cramer AB, Yancey JM, Curtsinger LJ 3rd, Holtzin L, Schultz GS, Jurkiewicz MJ, Lynch JB. Enhancement of wound healing by topical treatment with epidermal growth factor. N Engl J Med. 1989;321(2):76-79.
17. Lieberman JR, Daluiski A, Einhorn TA. The role of growth factors in the repair of bone: biology and clinical applications. J Bone Joint Surg Am. 2002;84- A(6):1032-1044.
18. Lynch SE, Nixon JC, Colvin RB, Antoniades HN. Role of platelet derived growth factors in wound healing: synergistic effects with other growth factors. Proc Natl Acad Sci USA. 1987;84(21):7696-7700.
19. Canalis E, Rydziel S, Delany AM, Varghese S, Jeffrey JJ. Insulin-like growth factors inhibit interstitial collagenase synthesis in bone cell cultures. Endocrinology. 1995;136(4):1348-1354.
20. Eingartner C, Coerper s, Fritz J, Gaissmaier C, Kover G, Weise K. Growth factors in distraction osteogenesis. Immuno-histological pattern of TGF-beta1 and IGF-I in human callus induced by distraction osteogenesis. Int Orthop. 1999;23(5):253-259.
21. Schmidmaier G, Wildemann B, Bail H, Lucke M, Fuchs T, Stemberger A, Flyvbjerg A, Haas NP, Raschke M. Local application of growth factors (insulin-like growth factor-1 and transforming growth factor-beta1) from a biodegradable poly (D, L-lactide) coating of osteosynthetic implants accelerates fracture healing in rats. Bone. 2001;28(4):341-350.
22. Yebra M, Parry GC, Stromblad S, Mackman N, Rosenberg S, Mueller BM, Cheresh DA. Requirement of receptor-bound urokinase-type plasminogen activator for integrin alphavbeta5-directed cell migration. J Biol Chem. 1996; 271(46):29393-29399.
23. Hong YK, Lange-Asschenfeldt B, Velasco P, Hirakawa S, Kunstfeld R, Brown LF, Bohlen P, Senger DR, Detmar M. VEGF-A promotes tissue repair-associated lymphatic vessel formation via VEGFR-2 and the alpha1beta1 and alpha2-beta1 integrins. FASEB J. 2004;18(10):1111-1113.
24. 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(11):1502-1508.
25. Robiony M, Polini F, Costa F, Politi M. Osteogenesis distraction and platelet-rich plasma for bone restoration of the severely atrophic mandible: preliminary results. J Oral Maxillofac Surg. 2002;60(6):630-635.
26. Kassolis JD, Reynolds MA. Evaluation of the adjunctive benefits of plateletrich plasma in subantral sinus augmentation. J Craniofac Surg. 2005; 16(2):280-287.
27. Thor A, Franke-Stenport V, Johansson CB, Rasmusson L. Early bone formation in human bone grafts treated with platelet-rich plasma: preliminary histomorphometric results. Int J Oral Maxillofac Surg. 2007;36(12):1164-1171.
28. 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(1):118-123