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血小板浓缩物对周围神经再生的促进作用研究

2020-07-16 294 上传者：管理员

摘要：周围神经损伤是口腔临床医学中常见的疾病,可引起不同程度的感觉和运动功能障碍。另外,骨感知对于种植体的长期稳定具有重要意义。血小板浓缩物含有大量的生长因子,能够促进和诱导周围神经的再生修复。因此,利用血小板浓缩物促进损伤神经的恢复以及种植体周围神经的再生成为重要的研究方向。本文就周围神经的再生机制、血小板浓缩物的分类及其在周围神经再生中的作用作一综述。

关键词：
周围神经再生
富血小板纤维蛋白
富血小板血浆
浓缩生长因子
血小板浓缩物
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正颌外科、拔牙手术、外伤、肿瘤等均可能造成面神经、颏神经等周围神经的损伤,导致患者面部表情肌运动功能障碍及黏膜皮肤不同程度的感觉功能障碍。种植手术过程中黏膜切开、翻瓣、备洞等也可能造成下牙槽神经、鼻腭神经、舌神经等的损伤。此外,由于种植体周围缺少牙周膜本体感受器,对机械刺激的感知阈值较高,难以感受较大的咬合力,容易导致种植体折断、周围骨吸收等并发症[1]。因此,如何促进颌面部损伤周围神经的恢复及种植体周围神经的再生一直是医学界研究的重点与难点。

内源性血小板浓缩物含有大量的生长因子、趋化因子及其他炎症介质,不仅能够引导种植体周围软硬组织的修复愈合,还能促进周围神经组织的再生[2]。本文将详细描述周围神经的再生过程,阐述血小板浓缩物促进神经再生的机制和临床应用,为周围神经的再生提供一定的思路和启发。

1、周围神经的再生过程

周围神经由神经元轴突及其周围的施旺细胞组成,牵拉、压迫、局部炎症、外伤等均可造成周围神经的损伤。损伤时,神经元细胞核移位、细胞质发生嗜酸性改变,合成信使RNA、肌动蛋白和微观蛋白等物质,进而为神经元轴突修复提供物质基础。神经元轴突损伤的远侧端发生降解(华勒变性),周围的施旺细胞大量增殖,同时联合巨噬细胞吞噬轴突碎片和崩解的髓鞘。大量施旺细胞排列形成细胞索(Büngner带),并分泌相关神经营养因子,促进并引导轴突沿索带定向生长。神经元轴突损伤的近侧端在郎飞氏(Ranvier)结处形成生长中心,释放蛋白酶以溶解前方的基质,为轴突生长提供通道。轴突表面的丝状伪足与Büngner带基底膜表面结合,在伪足内部肌动蛋白的收缩下,实现轴突的生长。因此,施旺细胞在神经再生过程中具有重要的作用:(1)为轴突再生提供生长通道;(2)分泌大量的神经营养因子,营养、修复并促进轴突的再生;(3)产生细胞外基质,如纤维连接蛋白、层粘连蛋白、硫酸软骨素等,改善周围微环境[3]。

2、血小板浓缩物的分类

血小板浓缩物的制备方法不同,获得的血小板、生长因子、白细胞和纤维基质比例亦不同。富血小板血浆(PRP)是第一代血小板浓缩物,含有大量的生长因子和血小板,但制作过程相对复杂,需加入人工制剂,并且因为纤维蛋白结构较少,在生长因子缓释等方面存在诸多不足。富血小板纤维蛋白(PRF)是第二代血小板浓缩物,无任何添加物且制作简单。相比较PRP,PRF含有稳定坚韧的纤维基质,允许生长因子持续缓慢释放。近年来,在PRF的基础上出现了许多改良型,比如浓缩生长因子(CGF)、A-PRF(advanced-PRF)和i-PRF(injectable-PRF),改良型富血小板纤维蛋白的制备方法与PRF相似,只是离心速度及时间有一定的差异,离心后所得到的纤维蛋白凝胶、生长因子及白细胞的含量更高[4]。

3、血小板浓缩物促神经再生的机制

3.1调控施旺细胞

施旺细胞的增殖受一系列细胞因子的调控,如转移生长因子(TGF-β1)、血小板衍生生长因子(PDGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)等[2]。TGF-β1可上调β1结合素的表达,使施旺细胞能够监测外界微环境的变化,进而显著促进施旺细胞的延伸[5]。PDGF、FGF是施旺细胞的促分裂原,是神经元存活所需要的营养因子,通过调节神经营养因子的释放、神经细胞及施旺细胞的迁移,促进轴突及神经再生[6,7]。

血小板浓缩物中含有TGF-β1、PDGF、FGF等多种生长因子,从而协同促进施旺细胞的增殖[2]。Zheng等[8]发现PRP能显著促进大鼠施旺细胞的增殖和迁移,提高施旺细胞神经生长因子(NGF)和胶质细胞源神经营养因子(GDNF)的分泌量,其促进效果呈剂量相关性。Qin等[9]、吴晶洋等[10]亦分别证实PRF和CGF均可促进施旺细胞增殖、迁移和分泌相关神经营养因子,从而加速大鼠体内坐骨神经压迫损伤后功能的恢复及组织结构的改善。

3.2保护神经,防止细胞凋亡

PDGF、TGF、血管内皮生长因子(VEGF)和、胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)能对间充质干细胞、施旺细胞、神经元、神经干细胞起到抗凋亡和神经保护的作用[11]。PRP能显著降低凋亡相关基因bad和Caspase-3的表达,促进bcl-2mRNA水平的增加,减少细胞凋亡数目,促进神经功能的恢复[12]。Teymur等[13]利用PRP协同自体神经移植物促进大鼠坐骨神经的恢复,发现PRP能有效保护损伤的神经纤维,即使移植神经的外膜剥除,PRP依然能减少神经纤维化和轴突退化的程度。Qin等[9]发现CGF能保护受损伤的大鼠坐骨神经,避免神经纤维内髓鞘与轴突分离,防止出现板层扭曲、变形严重的现象。

3.3促进轴突生长

在周围神经损伤修复过程中,除了NGF和GDNF外,FGF、IGF等都可以刺激神经元和神经胶质细胞的发育生长,从而促进髓鞘和轴突的再生[14]。PRP能促进大鼠脊髓轴突数目和直径的增加,在加入IGF-1和VEGF抗体后,其促进作用减弱,证明轴突再生的机制与IGF-1和VEGF密切相关[15]。Kim等[16]将PRP做为神经移植物的填充物,使得大鼠轴突的直径、厚度及有髓鞘的轴突数量大大增加。刘旸[17]发现PRF促进兔子面神经挤压伤修复的能力,与NGF作用相当。

3.4抗炎、促血管生成

在神经损伤后,增殖的施旺细胞吞噬受损轴突远端的细胞碎片,产生炎性改变。在此过程中,多种免疫及促炎性细胞因子参与炎症反应,如白细胞介素(IL)-1、IL-2、IL-6及肿瘤坏死因子,并促进神经因子级联化分泌,引导周围神经的再生。但过度的炎症反应会产生较多的氧自由基,导致神经元细胞凋亡,不利于神经再生。PRP可以通过抑制细胞核转录因子NF-κB阻止星形胶质细胞分泌促炎因子,减轻炎症反应[18]。PRP和PRF还能够减轻正中神经和面神经损伤后的肿胀反应,为神经再生提供良好的环境[17,19]。

充足的血液供应是形成神经再生最佳微环境的关键因素。血小板浓缩物中的VEGF、FGF、PDGF等生长因子能促进血管内皮细胞的生长、促进损伤部位血管的再生[17,20],从而激活神经内源性的恢复机制。血管内皮细胞还可以分泌细胞因子刺激轴突生长,达到神经再生的目的。Teymur等[13]在PRP协同自体神经移植物促进大鼠坐骨神经的恢复实验中,证实了PRP促进损伤神经周围血管再生的作用。

4、血小板浓缩物促神经再生的临床应用

血小板浓缩物不仅能够促进软硬组织的再生,还可以促进施旺细胞的增殖、分泌和迁移,在周围神经损伤的修复和再生中发挥的作用。Ikumi等[21]利用PRP促进患者手指周围神经挤压伤的愈合,术后早期神经性疼痛缓解,神经功能恢复的时间缩短。GarcíadeCortázar[22]将PRP在超声引导下注射入损伤的上肢桡神经内,11个月后肌电图显示桡神经的运动功能已完全恢复。付丽等[23]在双侧下牙槽神经移位同期牙种植术中,成功利用CGF促进神经恢复及软硬组织再生。

5、展望

尽管已经有大量的基础研究证明血小板浓缩物能促进组织和神经的再生修复。但仍有许多问题亟待解决,尤其是一些动物实验产生存在争议的结果。Piskin等[24]利用胶原套管协同PRP凝胶修复大鼠离断的坐骨神经,缺损间隙为10mm,电生理和形态学结果显示PRP的加入与否对实验结果并没有显著性影响。同样,Bayram等[25]、Senses等[26]分别将PRF膜呈管状包裹在被挤压损伤的兔子坐骨神经外围或者覆盖在缝合后的大鼠坐骨神经横断模型上,发现PRF膜在组织学检测及功能上对损伤的神经并没有明显的改善。这些令人疑惑的结果,可能与动物模型、神经损伤模型、血小板浓缩物的剂量和浓度、神经的处理方式及评估措施等相关。因此,需要进一步研究并探讨如何使血小板浓缩物的促神经作用最佳化。

参考文献：

[10]吴晶洋,白艳洁,王稚英.富血小板纤维蛋白和浓缩生长因子对施万细胞影响的比较[J].中国医科大学学报,2016,45(12):1089-1093.

[17]刘旸.富血小板纤维蛋白促进面神经挤压伤修复的实验研究[D].遵义医学院,2018.

[23]付丽,孙悦,翟婧捷,等.3D打印及CGF在双侧下牙槽神经移位同期牙种植术中的应用[J].口腔医学研究,2016,32(10):1003-1005.

刘春影,周延民.血小板浓缩物促进周围神经再生的研究进展[J].口腔医学研究,2020,36(06):509-511.

基金:吉林省科技发展计划基金(编号:2018KJT084);吉林省卫生厅(编号:2018J074)