存在于关节表面的软骨表面光滑且具有弹性，是保障关节功能的重要组织，与我们肢体关节运动息息相关。未及时治疗的关节软骨损伤，将发展为重度骨关节炎，影响生活质量的重度骨关节炎患者不得不接受人工关节置换。因此，有效的关节软骨损伤早期治疗非常重要，但是开发有效的关节软骨损伤治疗方法，是医学界公认的难题。

解放军总医院骨科医学部郭全义教授以《PRP技术在软骨损伤中的研究和应用》为题，为广大运医同仁详细介绍PRP技术在软骨损伤中目前所展开的研究和应用情况、面临的发展瓶颈、未来的研究方向。以期助力广大运动医学医师在软骨损伤学术研究与临床应用中寻找新的思路和方法！

PRP作用机制研究情况

血细胞组成

红细胞的直径约7.5μm，无细胞核及细胞器。细胞质内含有大量淡红色的血红蛋白，有运输氧及二氧化碳的功能。

白细胞包括有粒白细胞和无粒白细胞

1.有粒白细胞包括：①中性粒细胞：直径10~12μm，细胞核多数分为2~5叶，有杀菌的作用。②嗜酸性粒细胞：直径10~15μm，吞噬抗原抗体复合物。③嗜碱性颗粒：直径10~11μm，颗粒中含有肝素，组胺和慢反应物质等。

2.无粒白细胞包括：①淋巴细胞：直径6~16μm，杀灭异体细胞、肿瘤细胞、感染病毒的细胞等；产生抗体。②单核细胞：是血液中最大的细胞，直径14~20μm，具有活跃的变形运动和一定的吞噬能力。

血小板呈双面微凸的圆盘状，直径约2~4μm，血小板在凝血过程中有重要作用。

血小板是从骨髓发育而来，有细胞器、无细胞核的盘状细胞，大小不同。直径约为2μm，是所有血细胞中密度最小的一种（这个特点是血小板通过离心富集的依据）。

血小板功能的动能包括：止血活性；炎症反应；加速移除变性和坏死的组织；血管生成、干细胞迁移与细胞增殖。

血小板示意图

最早的血小板研究关注于止血活性，后期研究逐渐关注到炎症反应，以及对退变和坏死组织的清除。近二十年来，学术界对于血小板再生研究非常关注，临床应用与推广也越来越多。

PRP生长因子示意图

血小板有三种颗粒，分别是致密颗粒、α颗粒和溶酶体颗粒。其中，α颗粒和组织再生关系最为密切，α颗粒富含多种生长因子，包括：表皮生长因子EGF、类胰岛素样生长因子IGF-1、血小板衍生生长因子PDGF、转化生长因子TGF-β1、和血管内皮生长因子VEGF等。这些因子在细胞增殖、细胞分化和细胞功能表达等方面都起着至关重要的作用，是发挥组织再生、预防退变功能的基础。

示意图

血小板通常处于静息状态，即非活化状态，外表面相对完整光滑。在活化因素参与下（例如，通过凝血酶），血小板形成假足而改变其形状，促进血小板聚集和并通过开放小管系统（GP，糖蛋白）释放颗粒内容物发挥作用。

示意图

血小板生长因子（PGF）通过和靶细胞（比如软骨细胞、薄膜细胞或者其他的细胞）表面的络氨酸激酶的受体结合，引起细胞内信号的传导、改变，而发挥再生的作用。

目前的软骨再生技术，是把患者软骨细胞提取出来，在体外进行扩增，其过程非常困难。在此过程中，软骨细胞不仅容易失去它原来的功能，而且扩增的能力也很有限。

通过研究对比发现，含有血小板的软骨细胞培养基，对软骨细胞的体外培养非常好，相对于培养基中添加牛血清，用患者自己的血小板则可以有效规避病毒污染风险。

实验一

人富集血小板血浆对

人软骨细胞功能的影响

下面介绍一项研究：含有血小板的培养基培养软骨细胞效果观察

课题设计：比较捐赠者的富集血小板和牛血清培养人软骨细胞的效果。

培养方式：软骨细胞加载于支架，采用上述两种类型的培养基，观察不同时间软骨细胞培养的结果（三维支架）。

（富集血小板的因子变化）

（从Sox9、CollagenⅡ、

Aggrecan等角度来评价

软骨细胞在扩张过程中的变化）

其研究结果发现，生长因子浓度越大，对软骨细胞的培养效果越好。

下面介绍第二项研究：含自体来源的PRP软骨修复技术再生修复软骨损伤

实验示意图

动物模型采用九只成年山羊，制造直径6mm的股骨滑车骨软骨缺损。

动物分组：

第一组：自体PRP填充缺损（2只山羊的8个缺陷）；

第二组：骨膜覆盖纤维蛋白胶（PF/FG），植入物被固定在软骨缺损处（2只山羊的8个缺陷）；

第三组：骨膜覆盖富血小板血浆（PF/PRP），植入物被固定在软骨缺损处。

结论：含有血小板的软骨再生效果明显优于不含血小板的软骨再生。

下面介绍第三项基础实验研究：滑膜间充质干细胞包埋于PRP修复关节软骨损伤

在兔股骨滑车沟制造骨软骨缺损

治疗分组：

未治疗对照组
PRP组
PRP-SDSC（滑膜间质干细胞）组

观察时间：

4-12周，24周后

评估方法：

组织标本经肉眼检查和组织学评估，兔疫组织化学染色。Ⅱ型胶原和增殖细胞核抗原。

实验手术效果

结论：含有血小板的这一组兔子软骨修复的效果要高于其他的对照组。

血小板含有大量天然生长因子、天然细胞因子，释放许多生物活性蛋白，具备有利于软骨修复的特点，同时血小板又是来源于患者本身，双重优势引起医学界的广泛认可，所以很快推向了临床应用。

PRP临床应用效果

以PRP为关键词，在Pubmed上查寻临床应用的论文大约有1260篇左右，表明目前血小板的临床应用已较常见。

临床研究一：聚羟基乙酸-透明质酸+PRP+微骨折修复软骨损伤

患者数量：52例

手术方式：关节镜下植入

随访时间：一年

软骨损伤情况：有症状、创伤性和退行性软骨缺损（OutTyrorⅢ-Ⅳ）。

软骨修复部位：股骨、胫骨、髌骨或滑车表面。

手术过程

实验对照组结果

术后KOOS随访评分

结论：含有血小板的效果明显优于不含血小板的病例

示意图

聚羟基乙酸-透明质酸+PRP+微骨折修复软骨损伤修复之后，开展二次关节镜观察和组织学活检，发现其再生组织细胞以透明细胞为主，同时有二型胶原分泌，从组织学角度，进一步说明了血小板技术在软骨损伤中的临床应用优势。

临床研究二：自体骨髓干细胞+PRP修复关节软骨缺损

实验过程

术后评估

课题设计：观察用自体骨髓干细胞+PRP移植，来修复关节软骨缺损效果。

观察时间：12个月

结论：修复效果比较满意。

示意图

解放军总医院开发的第四代组织工程软骨联合术后不同时期PRP关节腔注射，初步结果显示较好的效果。

以上国内外临床实验只是一些单中心研究，并不能完全说明PRP技术在软骨损伤中取得了良好的效果。

JAMA杂志关于关于用血小板治疗

膝关节骨性关节炎的研究报告文章

对于血小板治疗骨关节炎的效果，学术界仍然有一些研究显示结果不太满意。比如JAMA杂志，2021年刊载一篇关于用血小板治疗膝关节骨性关节炎的报告。

研究内容

分组和观察时间：随机分为安慰剂和对照组，观察时间12月。

患者来源和选择：悉尼和墨尔本，50岁以上、有症状性内侧膝关节OA（K-L2或3级）的社区受试者（n=288）。

分组及其干预：分PRP（贫白细胞的PRP）关节腔注射组（144名）和盐水关节腔注射组（144名），每周一次共注射3次。

主要结果观察指标：膝关节疼痛总分和总体平均评分变化、磁共振成像（MRI）评估胫骨内侧软骨体积变化百分比。

次要结果观察指标：31项（25项症状相关和6项MRI评估）包括：疼痛、功能、生活质量、整体变化和关节结构等。

结论和相关性：在有症状的轻度至中度膝关节影像学OA患者中，与注射生理盐水安慰剂组相比，关节内注射PRP组在12个月时未导致症状或关节结构变化的显著差异。该研究未获得支持PRP治疗膝关节OA的依据。

JAMA杂志还发表了一篇分别用血小板与盐水关节腔注射治疗踝关节骨性关节炎的对照研究，也未观察到功能恢复的统计学差别。

由于不同的研究结果可能含有不同影响因素，而且目前可用证据的质量和数据有限，因此需要更多的关于PRP治疗骨关节炎的随机对照研究。

相关单位分析

PRP临床应用不同结果的可能因素

面对不同PRP临床数据，是否要否定PRP效果，或禁止PRP临床应用呢？答案是否定的。

任何新技术应用过程中，都会根据临床应用过程中出现的各种问题提出新的基础研究和内容。因此，相关单位也针对不同PRP临床数据，展开深入的理论分析与研究，总结出产生不同结果的可能因素：

①血小板分离系统相差太大，导致PRP中血小板、白细胞和生长因子的浓度方面存在很大的异质性。

②血小板组成成分的异质性，如富白细胞或贫白细胞、红细胞的数量等，红细胞的凋亡可以促进炎症，影响干细胞的迁移和分化。

③血小板或其他细胞的绝对数量异质性。

④PRP来源的异源性，患者的敏感性也不同。

⑤使用过程中激活的方式不一样。

不同PRP临床数据示意图

PRP联合透明质酸治疗骨关节炎

面对不同PRP临床数据，急需重新寻找突破口，建立新理论体系、新治疗方法，PRP联合透明质酸治疗骨关节炎应运而生。

通过TNF-a、IL-6和IL-8蛋白测定，比较了PRP或HA对炎症的影响，发现虽然两种治疗都降低了TNF-a的生成，但IL-6仅在HA培养物中降低，而在PRP处理的细胞中没有降低，这表明两种治疗通过不同的机制影响炎症。

经PRP处理的滑膜细胞和软骨细胞中降解酶（如MMP-13）的表达降低，但经过HA处理的细胞中不表达。

学术界相关研究文献

HA和PRP单独对关节细胞有益，通过不同的机制发挥作用，这也为PRP联合透明质酸治疗骨关节炎提供了理论基础。

目前学术界有很多PRP联合透明质酸治疗骨关节炎相关研究，比如通过利用Meta分析采用单纯关节内注射PRP和用PRP联合透明质酸的治疗方法相对比，发现与单纯关节内注射PRP相比，PRP联合HA应用效果更佳，可提高WOMAC功能评分、WOMAC总分、6个月随访VAS评分和Lequesne指数评分。此外，也有其他很多研究支持PRP-HA联合应用在骨性关节炎治疗过程中的积极作用。