PRP - терапия: определение, показания, биологические эффекты

В настоящее время опубликовано более 9 000 статей по применению обогащенной тромбоцитами аутологичной плазмы (Platelet Rich Plasma, PRP) в ортопедии, спортивной медицине, стоматологии, отоларингологии, нейрохирургии, офтальмологии, урологии, косметологии, сердечно-сосудистой и челюстно-лицевой хирургии.

Залогом изначальной популярности PRP-терапии явилась перспектива в некоторых случаях стать естественной и более безопасной альтернативой хирургическим вмешательствам.

Оглавление:

• Что такое PRP
• Биологические аспекты применения PRP при остеоартрите
• Факторы, влияющие на состав PRP

Что такое PRP

PRP (platelet rich plasma, аутологичная обогащенная тромбоцитами плазма) — это взвесь тромбоцитов, содержащаяся в повышенной концентрации в единице объема плазмы крови человека (до 1 000 000 мкл). Концентрация тромбоцитов и факторов роста в PRP увеличена в 3–5 раз по сравнению с нативной плазмой. В обогащенной тромбоцитами плазме содержатся также лейкоциты и эритроциты.

PRP-терапия позиционируется как один из методов биологической терапии, которая позволяет достигать лечебного эффекта с помощью собственных естественных возможностей организма пациента.

Современные исследования показывают, что плазма и тромбоциты содержат большое количество факторов роста и других биологически активных веществ, которые оказывают влияние на процесс воспаления, а также активно участвуют в физиологической и репаративной регенерации тканей.

Области применения PRP при заболеваниях костно-мышечной системы

Считается, что применение PRP в ортопедии началось с лечения тендинопатий в начале 90-х годов прошлого столетия.

Несмотря на то, что процедура получения PRP оказалась более сложной и потребовала дополнительного оборудования, практикующие специалисты отмечали её большую эффективность по сравнению с ранее используемыми другими методами пролотерапии (prolotherapy — лечение, направленное на улучшение регенеративных, в том числе пролиферативных процессов в тканях). За прошедшие годы накоплен определенный положительный опыт в лечении отдельных нозологических форм патологии костно-мышечной системы, среди которых:

• Остеоартрит коленного, тазобедренного, плечевого, голеностопного, лучезапястного суставов.
• Латеральный эпикондилит («теннисный локоть»).
• Тендинопатия связки надколенника.
• Повреждения сухожилий вращательной манжеты плеча, в том числе после хирургического лечения.
• Тендинит сухожилия длинной головки двуглавой мышцы плеча.
• Тендинит сухожилий малоберцовых мышц.
• Тендинит, теносиновит пяточного сухожилия.
• Энтезопатии различной локализации.
• Болезненные донорские зоны после взятия аутотрансплантатов.
• Остеохондропатии (болезнь Осгуд–Шлаттера, Левена).
• Тоннельные невропатии.
• Замедленно срастающиеся переломы. Отмечено также положительное влияние PRP на репаративный процесс и ремоделирование мягкотканных и костных трансплантатов.

Биологические аспекты применения PRP при остеоартрите

В норме концентрация тромбоцитов в крови колеблется между 150 000/мкл и 400 000/мкл и в среднем составляет около 300 000/мкл. Наряду с 7 известными факторами роста (трансформирующий фактор роста β — TGF-β, тромбоцитарный фактор роста — PDGF, инсулиноподобный фактор роста — IGF-I, IGF-II, фактор роста фибробластов — FGF, эпидермальный фактор роста — EGF, фактор роста эндотелия сосудов — VEGF, фактор роста эндотелиальных клеток — ESGF), находящихся в а-гранулах, тромбоциты содержат ионы Ca++, К+, АТФ, АДФ, цитокины (серотонин, гистамин, допамин, простангландины), хемокины, факторы свертывания, кислотные гидролазы, эластазы, лизоцим, катепсин Д и Е, протеазы, а также антибактериальные и фунгицидные белки. Последние способны проявлять антисептические свойства.

В целом в тромбоцитах представлено более 1 500 оригинальных белков, что придает этим клеткам уникальные возможности для влияния на различные физиологические и репаративные процессы в тканях.

Выполняя функцию сигнальных молекул, непосредственное участие в регенерации принимают 5 факторов роста тромбоцитов — PDGF, FGF, EGF, VEGF, TGF-β. Однако не во всех случаях разнонаправленность их действия может быть универсально востребованной для обеспечении восстановительных процессов во всех тканях.

Например, прохондрогенные факторы (TGFB-1, IGF-1, bFGF, BMP-2) оказывают положительное влияние на пролиферативную и синтетическую активность хрящевой ткани. Напротив, процессы, запускаемые антихондрогенными факторами (VEGF, PDGF, IGFBP2, IGFBP3, EGF), не способствуют органотипичному заживлению повреждений суставного хряща.

Биологические эффекты тромбоцитов

С тромбоцитами PRP связывают ряд общих биологических эффектов, развивающихся на уровне клеток и тканей:

• Миграция стволовых клеток в определенную область в ответ на химические стимулы (хемотаксис).
• Значительное увеличение клеточной репродуктивной активности.
• Усиление синтетической активности клеток.
• Противовоспалительное действие.
• Обезболивающее действие.
• Антидеградативное действие.
• Антимикробное действие.

Гипотетически возможным считается и проявление системного эффекта воздействия PRP, о котором пока ничего не известно.

Индуцируемый PRP ряд из указанных биологических эффектов, а именно — противовоспалительный, обезболивающий, пролиферативный и синтетический, антидеградативный, обосновывают её применение при дегенеративных и посттравматических артропатиях, к которым относится остеоартрит.

Противовоспалительное действие PRP в последних исследованиях связывают с продукцией тромбоцитами мультифункционального медиатора Сфингозин 1-фосфата, который функционирует как специфический лиганд для семейства G протеин-связанных рецепторов — S1P1, S1P2, S1P3, S1P4, S1P5. Посредством Сфингозин 1-фосфата PRP ингибирует IL1β-индуцированную экспрессию цитокинов — INOS, COX2, PGE2, обладающих провоспалительным действием (Lee J. et al., 2013).

Внутрисуставное введение PRP также достоверно на порядок и более снижает уровень провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкин 1β и фактор некроза опухоли α (Lippross S. et al., 2011; Cole B.J. et al., 2017).

Блокадой химических медиаторов, воздействующих на ноцицептивные рецепторы, объясняется обезболивающее действие PRP, не содержащей, разумеется, большого количества лейкоцитов.

Хондропротективный эффект PRP заключается в сохранении тинкториальных свойств хрящевого матрикса в условиях воспалительного процесса, усилении пролиферации клеток хондроцитарного ряда, экспрессии генов, отвечающих за синтез межклеточных компонентов суставного хряща (Демкин С.А. с соавт., 2016; Lippross S. et al., 2011; Cavallo C., Filardo G. et al., 2014).

Установлена также способность PRP оказывать влияние на миграцию, адгезию, пролиферацию и хондрогенную дифференциацию мезенхимальных стволовых клеток, происходящих из синовиальной оболочки, жирового тела Hoffa или субхондральной кости (в случае перфорации последней) и участвующих в заживлении отдельных хрящевых повреждений (Mifune Y. et al., 2012; Milano G. et al., 2012; Serra C.I. et al., 2013).

Под воздействием PRP in vitro происходит образование хрящевой ткани с большим содержанием межклеточного матрикса и лучшими механическим свойствами по отношению к компрессионным нагрузкам, что способствует формированию гиалинового фенотипа (Mandelbaum B., 2015).

Кроме положительного влияния на метаболизм гиалинового хряща, PRP cтимулирует регенерацию синовиальной оболочки, волокнистого хряща менисков (Akeda K. et al., 2006; Wu W. et al., 2007; Salto M. et al., 2009).

Лубрикативный эффект PRP непосредственно связан со стимулирующим влиянием, оказываемым факторами роста на клетки суставного хряща и синовиальной оболочки, что приводит к усилению секреции ими лубрицина (SZP), уменьшающего коэффициент трения между суставными поверхностями при высоких нагрузках и низкой скорости скольжения (Sakata R. et al., 2015).

Наряду с этим PRP способствует активизации синтеза гиалуроновой кислоты, которая вместе с лубрицином отвечает за вязко-эластические и смазывающие свойства синовиальной жидкости (Anitua S. et al., 2007, 2012).

Ожидаемые результаты PRP-терапии

Среди ожидаемых результатов воздействия PRP на сустав у пациентов с остеоартритом можно отметить следующие:

• Купирование синовита.
• Уменьшение боли.
• Улучшение подвижности.
• Заживление отдельных хрящевых повреждений.
• Улучшение обменных процессов в тканях сустава.
• Нормализация синовиальной среды.

Указанное симптом- и болезнь-модифицирующее влияние PRP будет способствовать восстановлению или улучшению функции сустава, предотвращению прогрессирования заболевания.

Факторы, влияющие на состав PRP

На состав и активность PRP оказывают влияние довольно большое количество факторов, каждый из которых заслуживает внимание, как предмет отдельного исследования. Ниже приведены некоторые из этих факторов. Объем и содержание тромбоцитов, факторов роста.

• Содержание лейкоцитов.
• Содержание эритроцитов.
• Объем и форма контейнеров.
• Скорость и продолжительность центрифугирования.
• Вид антикоагулянта.
• Активированное или не активированное состояние плазмы.
• Вид активирующего агента.
• Состояние пациента.

Влияющие на состав PRP факторы, как правило, учитывают в технологических циклах получения плазмы с помощью различных коммерческих систем.

Концентрация тромбоцитов в PRP, необходимая для стимуляции репаративного процесса, точно не известна. Более того, ряд рандомизированных контролируемых исследований демонстрируют отсутствие корреляции между концентрацией тромбоцитов в PRP и полученными результатами (Andia I. et al., 2012).

В первую очередь этот факт объясняется двойственностью эффекта воздействия факторов роста на рецепторы клеток — при меньшей концентрации PRP стимулирующий эффект не проявляется, в то же время увеличение концентрации тромбоцитов свыше 1 000 000/мкл не приводит к дальнейшему ускорению регенерации, и даже, напротив, вызывает её угнетение (Foster T. et al., 2009).

Во-вторых, активность некоторых плазменных протеинов не зависит от количества тромбоцитов (IGF-1, HGF), в отличие от концентрации тех из них (PDGF, TGF-β1, VEGF, EGF, bFGF), которая непосредственно коррелирует с числом тромбоцитов. Наконец было установлено, что жизнеспособность и пролиферация клеток уменьшается при высокой концентрации PRP, но возрастает при более низких её концентрациях (Choi B.H. et al., 2005).

Соотношение тромбоциты/лейкоциты в PRP отражает баланс анаболических и катаболических процессов в тканях, поскольку соотношение факторы роста/ воспалительные медиатoры зависит от содержания лейкоцитов в PRP. Плазма с высоким содержанием лейкоцитов значительно увеличивает количество провоспалительных медиаторов, тогда как PRP c низким содержанием лейкоцитов способствует значительному увеличению количества противовоспалительных медиаторов (Sundman E. et al., 2013; Dragoo J. et al., 2014).

Из приведенных данных следует, что излишнее присутствие лейкоцитов в PRP приведет к усилению воспалительного процесса, что может оказаться неприемлемым при лечении суставного синдрома и в определенной степени необходимым в случаях хронически протекающего воспаления в мягких тканях или нарушениях репаративного процесса (тендинопатия, тендинит, теносиновит, замедленная консолидация).

Однако следует иметь в виду, что отдельные фракции лейкоцитов, такие как мононуклеарные клетки (лимфоциты, моноциты), способны оказывать положительное влияние на активность факторов роста, поскольку связаны со многими биоактивными молекулами и включают в себя, даже прогениторные клетки (СD34+) (Giovanini S. et al., 2010). В этом случае присутствие лейкоцитов в PRP представляется уже не столь однозначно отрицательным свойством.

Повышенное содержание эритроцитов в PRP оценивается как негативный фактор, поскольку кровоизлияние в сустав вызывает продукцию простагландинов и цитокинов, вызывающих воспаление и воздействующих на ноцицептивные рецепторы. Нельзя не принимать во внимание и факт уменьшения выживаемости и концентрации тромбоцитов при высоком содержании эритроцитов в окружающей среде (Jennifer K. W. Chesnutt, Hai-Chao Han, 2013).

На сегодняшний день существует множество различных коммерческих типов контейнеров для приготовления PRP, реже с этой целью применяются простые конические контейнеры для сбора биологического материала. Зависимость свойств PRP от формы и размера контейнеров изучена ещё не достаточно. Во всяком случае, имеющиеся немногочисленные исследования свидетельствуют о незначительном влиянии этих показателей на концентрацию тромбоцитов в конечном продукте (Robin L. et al., 2012).

Использование гравитационных сил с целью ускорения процесса разделения фракций крови позволило максимально сократить промежуток времени от забора крови до введения в организм готового продукта - PRP и тем самым в наибольшей степени сохранить факторы роста и их свойства.

Для получения PRP применяется дифференциальное центрифугирование, в процессе которого путём регулирования скорости осаждают определенные клеточные компоненты и оставляют другие в суспензии. При двухэтапном центрифугировании, после первого этапа происходит разделение суспензии на плазму и эритроциты. Затем, для того чтобы выделить PRP из плазмы, во время второго центрифугирования используются более высокие значения скорости. На итоговый результат (концентрация тромбоцитов) влияют показатели скорости (количество оборотов) и продолжительности центрифугирования.

С их увеличением удается получить более низкую концентрацию тромбоцитов в конечном продукте за счет того, что последние переместятся в осадочный слой, который в дальнейшем не используется. Напротив, снижение скорости и продолжительности центрифугирования приведет к недостаточной дифференциации компонентов и в надосадочном слое, который забирается для второго этапа, будет содержаться избыточное количество эритроцитов и лейкоцитов.

Протоколы приготовления PRP не имеют стандартов. В зависимости от используемого оборудования рекомендуемые скорость и продолжительность центрифугирования могут иметь различия. Поэтому лабораторное тестирование любой коммерческой системы на соответствие между реальными и заявленными в инструкциях производителей показателями PRP не представляется излишним.

Существует ряд антикоагулянтов, позволяющих осуществить выделение тромбоцитов из крови с сохранением их свойств. Однако для более эффективного клинического применения, в том числе для получения PRP, рекомендуются:

• ACD-A (раствор цитратного гемоконсерванта с декстрозой),
• Цитрат натрия.

Известно, что агрегация тромбоцитов обычно ухудшается при кислом рН и более низких концентрациях внеклеточного кальция. Поэтому из указанных антикоагулянтов некоторое преимущество имеет ACD-A, поскольку характеризуется более кислым pH (4.9 и 3.8) и меньшей концентрацией ионов Ca++ (15.6 мг/ мл), по сравнению с цитратом натрия (pH -7.8, Са -24.4 мг/мл). Напротив, использование таких антикоагулянтов как этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) и гепарин считается нежелательным вследствие возможного повреждения мембраны тромбоцитов и затруднений при высвобождении из них факторов роста.

Управление активацией тромбоцитов и освобождением различных факторов роста считается ключом к управлению репаративными процессами и заживлением.

Активация PRP происходит под воздействием химических, механических, биологических факторов на рецепторы мембран тромбоцитов с последующим освобождением из них факторов роста.

В организме в естественных условиях α-гранулы активируются, когда тромбоциты аггрегируют и прилипают к области повреждения или воспаления. Активация инициирует дегрануляцию и секрецию факторов роста, которые освобождаются из тромбоцитов в течение нескольких часов. Активаторами PRP выступают ионы Ca++, тромбин, коллаген. In vitro этот процесс совершается при участии ионов Ca++ или экзогенного тромбина, при этом последний обладает наиболее мощным стимулом.

Введение в ткани активированной PRP обеспечивает залповый выброс сигнальных молекул, стимулирующих рассмотренные выше биологические процессы. Однако это приводит и к большей выраженности воспалительного компонента репаративной реакции, сопровождающего болевым синдромом. Напротив, выделение факторов роста из тромбоцитов в естественных условиях под влиянием коллагена происходит постепенно и, обычно, не сопровождается клиническими проявлениями. Последние обстоятельства приходится принимать во внимание при выборе типа PRP относительно той или иной нозологической формы патологии.

В полости сустава непосредственных активаторов тромбоцитов меньше, чем в мягких тканях, сказывается и нейтрализующее влияние синовиальной жидкости. Тем не менее, полностью избежать клинической манифестации воспалительного процесса в случае активации PRP in vitro удается не всегда.

Пол и возраст пациентов оказывают некоторое влияние на количество тромбоцитов в крови и, соответственно, в PRP. У молодых и здоровых мужчин концентрация тромбоцитов и факторов роста в крови, как правило, несколько выше, чем у женщин.

Переутомление, авитаминоз, простудные заболевания и другие состояния, которые приводят к повышенному разрушению эритроцитов, снижению показателей гематокрита, и, соответственно, к уменьшению потенциальной эффективности полученной PRP.

doclvs.ru