富血小板血浆在脊柱融合手术中的应用进展

方煜，赵宏，徐涛，盛锡华，王宜娅，陈思旭，陆志剀

脊柱外伤、退变造成的不稳定，常需要植入内固定材料来实现局部的稳定，促进骨折的愈合，以实现骨的融合。由于骨折的不愈合、融合区域的骨不融合而发生假关节等并发症时（有报道称在15%以上）[1]，有必要在局部进行植骨填补骨缺陷、促进骨生长。脊柱融合常需要在椎间隙内、椎板上或横突间进行植骨使邻近两个节段进行融合[2-3]。理想的移植物是同时具有骨传导、骨诱导和成骨特性的材料。目前临床常用的脊柱融合生物植骨材料有包括填充植骨材料、支撑重建材料及骨诱导生物材料。

骨诱导生物材料的代表为骨形态发生蛋白（BMPs）。已经证明BMPs 参与细胞增殖、存活、分化和凋亡的调节。全球第一款BMP 人工骨材料产品重组人骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）于2014 年于美国开始批准可单独植入应用于腰椎融合术之中代替自体骨植入，而不仅仅是作为一个辅助物来协助融合植骨的完成[4]。但BMPs 的并发症不能被忽视，早期的研究提示外科医生试图提高融合率，在椎间间隙内过量的rhBMP-2，导致其进入软组织（包括神经根、脊髓）发生水肿、血肿[5]近年来，富血小板血浆（PRP）进入研究者的视野，本文就PRP 在脊柱融合手术中的应用作一综述。

1 PRP 概况

PRP来源于自体，含有高浓度的血小板，富含各类生长因子例如血小板衍生生长因子AB（PDGFAB）、转化生长因子b-1（TGFb-1）和血管内皮生长因子（VEGF），其能够刺激细胞增殖、基质重塑和血管生成。PRP 应用广泛，在骨科领域广泛被用于促进肌肉、肌腱和骨愈合。在运动医学领域，PRP 可用于膝关节和髋关节骨性关节炎、肌腱拉伤和肌腱末端慢性炎症以及急性和慢性软组织损伤等疾病的治疗[6-8]，在四肢骨折固定手术或骨融合术中也发挥了其促进骨折愈合，治疗骨不连等明确作用。

2 PRP 在脊柱疾病中的研究及应用

近年来PRP 在脊柱手术中的应用日益增加，体内实验已经证明PRP 注射可以改善椎间盘的损伤，促进修复[9-11]。PRP 在脊髓神经损伤领域的研究及应用逐渐增多，安全性、可行性和有效性逐渐被证实。它是一种自体、生物兼容、无毒的材料且制备简单快捷，不会产生主要的免疫反应。现有对于PRP作用于神经修复的研究多在集中在动物实验及细胞研究水平，临床实验及应用仍未大规模开展。PRP到底对脊柱融合的作用如何，存在较大的争议。

3 PRP 在脊柱植骨融合手术中的作用与争议

由于植骨材料存在的缺陷[2]，且PRP 作为治疗剂在骨折或骨移植后增强组织修复或骨形成中取得的巨大成功，让脊柱外科医生对PRP 能否在脊柱融合植骨术中产生有益的作用发生浓厚的兴趣。动物实验方面，Liao 在大鼠的腰椎模型中进行PRP 的植入促进融合，其结果表明，人工骨载体上的PRP 对大鼠腰椎融合有积极作用[12]。周剑鹏等[13]在新西兰大耳兔颈椎模型中中植入PRP复合异体Cage，发现后者具有较强的成骨能力及生物学稳定性。而在临床研究上，其结果却表现出一定的差异性。Hartmann等[14]通过对进行前路脊柱融合术的患者进行对照队列研究来认为PRP 可提供更快的融合和更高的融合质量密度值。当与融合器植入物联合使用时，PRP联合自体骨移植物可提供比单独移植物更有效的骨融合。张廷伟等[15]在CT 三维重建图像上评价植骨融合情况，发现富血小板血浆植入能够增加椎间植骨融合质量以及椎间的融合率,临床应用效果良好,安全性满意。Kubota 等[16-17]临床研究结果表明接受PRP的患者在脊柱后外侧融合手术（PLF）、经椎间孔减压融合内固定手术（TILF）后融合率更高，融合质量更佳，骨愈合更快。Yolcu 等[18]通过荟萃分析纳入11 篇文献，得出结论认为额外使用PRP在增强脊柱融合中的作用可能有限。与标准植骨技术相比，PRP组融合率甚至更低。Huang 等[19]通过荟萃分析包括了12 项研究，包括3 项随机对照试验和9 项队列研究，涉及661 例患者，结果表明添加PRP 不会增加脊柱融合手术的融合率；此外，PRP 和非PRP 治疗组的疼痛缓解无显著差异。Cai 等[20]的荟萃分析里纳入3 项随机对照试验（RCT）和7 项前瞻性队列研究，在最终随访时，所有随机对照试验或队列研究中，两组之间的脊柱融合率、并发症发生率上无显著差异，但PRP 组能降低患者的疼痛程度。

4 PRP 制备的标准化

PRP制剂质量差异巨大，不同医院、不同实验室使用的PRP 并不相同。使用者在PRP 制备标准化方面缺乏共识，在特定条件下的PRP 配方上缺乏一致意见，这也是文献中时有矛盾结果的重要原因。首先，制剂中血小板的浓度差异造成研究结果的不同，Manini 等[21]通过一项荟萃分析，以Hunsfield 单位（HU）来衡量融合区域的骨质量，使用高血小板浓度的PRP 的骨融合率极好，而使用低血小板浓度的PRP 研究的骨融合率较差，而两组在镇痛作用上相仿，另外PRP 的刺激作用不是持续的，在植入6 个月内非常有效，超出时间则作用不显著。其次所使用的的PRP制剂所含的白细胞成分也会有不同，Dohan 等[22]根据白细胞及纤维蛋白含量的不同将PRP分为四类：富白细胞PRP（Lr-PRP）、富白细胞富血小板纤维蛋白（Lr-PRF，固态）、贫白细胞PRP（Lp-PRP）、贫白细胞富血小板纤维蛋白（Lp-PRF，固态）。不同的制剂可能有不同的适用场景。比如在椎间盘退变疾病中的应用，目前以PRP 为主。2021 年我国推出《自体富血小板血浆制备技术专家共识》，指出采用成分血单采机和专用血袋及正规厂家PRP 专用套装制备PRP 能满足封闭制备条件，可作为推荐方法；而由于无菌条件等难以符合临床要求，反对试管法手工采集制备，对PRP 制备的流程、耗材的规范、操作人员的资质做了建议和要求[23-24]。

5 PRP 的制作与储存

目前制作可用的PRP 制剂都有一些共同点：在手术前或手术中抽吸血液后立即进行离心处理。血小板浓缩液的制备一般在1 h 内完成。第一个离心步骤将血液分离成三层，红细胞位于底部，无细胞血浆位于上清液中，中间层富含浓缩血小板。然后丢弃红细胞层和无细胞血浆层，仅收集中间层。最后将获得的血小板浓缩物与凝血酶和/或氯化钙等制成混合物一起应用于手术部位，以触发血小板活化和纤维蛋白聚合[22]。在临床上，由于往往是现场在患者身上抽取血液制备成PRP 并在短时间内应用于患者，在时间上显得较为仓促，特别是在择期手术中应用PRP 将造成总体时间上的浪费，以及潜在的感染风险。Kinoshita 等[25]制备PRP 后立即将其冷冻干燥储存4 周，测量血小板计数，发现新鲜PRP 和冰冻PRP 刺激可均匀诱导PDGFR 和ERK 的磷酸化和活化。在MTT 细胞活力测定中，新鲜PRP 和冰冻PRP 均显著诱导成骨细胞增殖。因此认为冰冻4 周的PRP 同样具备药理活性。

6 PRP 和其他植骨材料的组合

Zhu 等[26]在动物研究例大鼠进行后外侧腰椎横突间融合，研究表明BMP-2 可以有效促进骨质减少的老年大鼠腰椎横突间融合，而PRP 可以帮助BMP-2 促进骨愈合。Callanan 等[27]评估了50 名连续接受一级至三级后外侧腰椎融合手术的患者，共计66 个节段，文献分析了新型富含血小板的纤维蛋白基质（PRFM）联合-磷酸三钙和骨髓穿刺液BMA用于腰椎后外侧融合手术（PLF)手术的疗效。结果表明植骨融合率与报道的自体骨植骨融合率相似。而Tsai 等[28]认为血小板凝胶的粘附性较差，以及它是否足以确保骨移植物的适当粘附存疑，因此使用具有粘附性质的纤维蛋白凝胶来加强血小板凝胶的结构和释放生长因子，并将混合物作为腰椎融合术的植骨材料，最终结论发现使用血小板凝胶/纤维蛋白复合胶（血小板胶）不能增加腰椎后外侧融合术的融合率。需要进一步研究以找到合适的生长因子载体用于腰椎后外侧融合术。

7 PRP 在手术中使用的剂量与并发症

在不同的手术中，比如在颈椎或腰椎，融合一个节段或多个节段所使用的PRP 的量应该是不同的，有些作者并未在研究中对PRP 的使用量进行描述[29-30]。因此在这个区域，这些研究都存在使用PRP 数量随意性较强的问题，这对研究的结果正确判断造成了干扰另外，既往的这些研究，均未明确描述PRP 的相关并发症，至今并未见PRP 发生异化骨化、继发感染等并发症的报道。

8 总结与展望

综上所述，PRP 能促进骨折愈合，加速骨融合，PRP 制作过程较简单、时间短，对场地要求低。且不具备排异、难以降解、骨异常增值等问题。但PRP 目前的制备规格、术中使用的剂量、流程、储存尚缺乏规范性，因此有关于PRP 在脊柱融合手术中的研究结果差异性较大。因此，有必要在规范PRP 制剂规格、复合其他生物材料的前提下，进行高质量的对比研究，以明确PRP 在脊柱融合手术中的作用。

利益冲突 所有作者声明无利益冲突