血小板リッチ血漿(PRP)とは、具体的にどのようなものですか?

血小板リッチ血漿(PRP)は、血小板やその他の生理活性分子を豊富に含む、私たち自身の血液から得られる生体材料です。1950年代に初めて医学文献に記載され、1960年代にその治療効果が発見されました。

血小板は、血液中に存在する小さな細胞で、血液凝固に関与している。血小板の正常な数は、一般に血液1μL当たり15万~45万個で、その寿命は平均でわずか7~10日である。血小板は血液全体の約0.15%を占め、その中にさまざまな成長因子や生理活性分子を保持する顆粒をいくつか含んでおり、血小板を活性化すると、顆粒とその内容を周囲の組織中に放出する。血小板は、怪我をしたときに出血を止めるだけでなく、成長因子のような顆粒の内容物を怪我をした組織に放出することによって、治癒のプロセスを制御しているのである。

platelet rich plasma PRP

多血小板血漿(PRP)に含まれる成長因子とは何ですか?

成長因子は、細胞の成長、細胞の分化、損傷部位への細胞の移動、血管新生(新しい血管の形成)を刺激するタンパク質です。成長因子が標的とする細胞には、以下のようなものがあります。

  1. 内皮細胞:新しい血管を形成し、治癒組織により多くの酸素と栄養を供給する。
  2. 線維芽細胞は、細胞外マトリックスを形成し、コラーゲン、エラスチン、ヒアルロン酸などのタンパク質を産生する細胞である。
  3. 骨芽細胞:骨組織を形成する。
  4. 軟骨を形成する軟骨芽細胞(なんこつがさいぼう
  5. 間葉系幹細胞(MSC)は、骨、軟骨、筋肉、脂肪組織を構成する様々な特殊細胞に成長することができる多能性未分化細胞である。

成長因子の中には、コラーゲンのような結合組織タンパク質の寿命を調節するものもある。全体として、これらの相乗的な働きは基本的なものであり、創傷治癒と組織修復のプロセスを推進する。

以下は、血小板から放出される成長因子の一部である。

  • 血小板由来成長因子 (PDGF-A および PDGF-B)
  • トランスフォーミング成長因子β (TGF-beta)
  • 血管内皮増殖因子(VEGF)
  • 上皮細胞成長因子(EGF)
  • 線維芽細胞成長因子[FGF](Fibroblast Growth Factor)
  • 結合組織成長因子(CTGF)
  • インスリン様成長因子(IGF-1およびIGF-2)
  • 内皮細胞成長因子(ECGF)
  • 腫瘍壊死因子(TNF)

PRPには、他にどのような生理活性分子が含まれているのですか?

血液中の血小板顆粒と血漿画分には、治療部位に注入される成長因子以外の生理活性分子も多く含まれています。生理活性とは、その化合物が細胞、組織、または生体に対して文書化された効果を発揮することを意味します。PRP混合物に含まれる多くの物質の中には、以下のようなものがある。

  • 白血球の炎症反応を抑制するシグナル伝達物質。
  • 細菌や真菌の一部に対して効果を発揮する抗菌性化合物。
  • ADP、ATP、ビタミン、塩化物、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの電解質。
  • ACTH、サイロキシン、HGH、エストロゲン、アンドロゲンなどのホルモン。
  • 凝固因子
  • セロトニンやヒスタミンなどの生理活性アミン

 数千とは言わないまでも、何百もの異なるタンパク質があります。非常に多くのタンパク質があるため、現在ではそのすべてを知ることも、それらが互いに、また私たちの組織とどのように相互作用するかを正確に知ることもできず、PRPとその理解の複雑さに拍車をかけています。

PRPの調製方法

PRPの調製プロトコルは、医師が使用するツールや、得ようとする最終製品によって異なります。何十種類もの準備キットがメーカーから発売されており、血液サンプルの処理後にさまざまな結果が得られます。これらのキットはPRPの準備を簡単にし、一貫した結果をもたらしますが、医師と患者にとってコストが高くなるのも事実です。どのキットメーカーにもこだわらず、シンプルに説明するために、あまり詳細には触れずにPRPの調製について説明します。

まず、患者さんから血液を採取します。これは、通常の血液分析のために静脈穿刺で血液を採取するときのように、素早く、ほとんど痛みを伴わない手順です。採血量は、患者さんが求める治療法など様々な要因によって異なりますが、一般的には非常に少量で、副作用や合併症、ダウンタイムを引き起こすことはありません。

血液は、凝固を防ぐために抗凝固剤を入れた試験管に移されます。試験管は遠心分離機に入れられ、一定速度で一定時間回転されます。赤色の下層は主に赤血球で廃棄され、中間のバフィーコートは主に白血球と血小板、黄色の上層は血漿である。中層と上層は注射器を使ってチューブから抜き取り、組織に注入することができます。赤血球層を捨てた後、再度スピンして精製・濃縮することもあれば、活性化法を用いて成長因子の濃度を高めるプロトコールもある。

PRP
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PRPは、シリンジ内の血小板の濃度が、元の試料(血液)中の血小板の1.5倍以上になると効果的と言われています。濃度が1.5倍から8倍になると、組織への効果は変わらないようですが、濃度が高くなるほどPRPの調製は難しくなります。血液の8倍以上になると、PRPの効果が変わり、組織内の幹細胞により強い刺激を与え、再生度合いを高め、治療効果を高めることができるようです。

PRPのさまざまな形態

血小板濃縮製剤は、調製方法と遠心分離後に抽出される血液の部位により、大きく4つに分類されるのが現在のコンセンサスです。

  1. 白血球の多いPRP(L-PRP)
  2. 白血球の少ないPRP(LP-PRPまたはP-PRP)
  3. 白血球の多いPRF(L-PRF)
  4. 白血球の乏しいPRF(LP-PRFまたはP-PRF)

この他にも多くのカテゴリーが提案されているが、今回は簡略化のため言及しない。

PRPアクティベーションとは?

PRP活性化とは、様々な方法の一つで血小板顆粒からの成長因子の放出を促す技術です。これは、私たちが怪我をしたとき、血液中の血小板がコラーゲンなどの組織に自然に存在する様々な分子と遭遇したときに自然に起こるものです。

成長因子をあらかじめ放出させる最も一般的な方法は、遠心分離後のPRPに10%の塩化カルシウム(CaCl2)を加える活性化ですが、凍結融解サイクルや超音波を使用して血小板の膜を破壊する超音波処理など多くの異なる方法が存在しています。

血小板リッチ血漿(PRP)と血小板リッチフィブリン(PRF)の違いについて

PRPとPRFにはそれぞれメリットとデメリットがあり、作用機序の違いもわかっていますが、どちらが優れているかはまだわかっていません。

PRFの主な違い・利点は、PRPと比較した場合、調製が容易なだけでなく、安価で迅速であることです。

また、PRPと異なり、血小板リッチフィブリンは抗凝固剤を添加せずに全血を紡糸して調製するため、フィブリンマトリックスと呼ばれるゲル状の物質が形成されることも違いのひとつです。このフィブリンマトリックスは、傷害を受けたときに、線維芽細胞や間葉系幹細胞などの細胞の足場として機能します。

PRPの場合、成長因子はすぐに放出され、15分後に高レベルの放出があり、注入後最初の8時間は持続し、8時間から10日間は低レベルである。PRFの場合、成長因子の放出は遅く、最初の8時間は低レベルで、次の10日間は高レベルである。さらに、PRFはPRPと比較して、10日間の合計でより多くの成長因子を放出するようです。この発見が一方を他方より優れているとするかどうかはまだ明らかではないが、2つの血小板濃縮製剤の用途が異なることを示唆しているのかもしれない。

最後に、PRPとPRFを調製する際、同じ血液サンプルからの異なる成長因子の濃度にも違いがあるようだ。

血小板リッチプラズマ(PRP)の効果に影響を与える要因について

PRPの治療効果には様々な要因が影響します。血小板は血液中に1μLあたり15万から45万個という正常な濃度で存在します。この考え方だけでも、生理的に3倍以上の血小板を持つ被験者がいることが既に示されています。その他、患者によって異なる要因としては

  • 年齢。年齢が高くなればなるほど、成長因子の濃度が低くなるため、PRPの効力が弱くなります。
  • 性別。女性は男性よりも成長因子の濃度が高いようです。
  • 食事。
  • ストレスレベルや睡眠パターン。
  • 喫煙、アルコール、薬物の使用。
  • 医薬品の使用。
  • 病歴と基礎疾患

標準化された調製プロトコルがないため、異なるキット、異なるスピン時間、異なるスピン速度(重力またはGs)、異なる抗凝固剤、異なる活性化方法、採取した血液とPRPの割合が最終製品に影響を及ぼします。

また、治療回数、注入深度、注入量、セッション間の時間間隔などの治療プロトコルの違いも最終的な結果に影響を及ぼします。

PRP療法の副作用・合併症

PRPは私たち自身の生体の産物であるため、アレルギー反応のリスクはほとんどなく、医学文献に数例の報告があるのみです。副作用の多くは、出血、痛み、腫れ、組織損傷、感染、神経損傷など、治療を行うためにPRPを組織に注入することによって起こるものです。

注入部位の痛みやあざは、最も一般的に起こりうる合併症で、治療の必要なく数日以内に治りますが、より深刻な合併症は非常にまれです。

PRP治療前の患者様の準備

治療効果を最大限に高めるために、患者さんは食事、運動、薬物、タバコ、アルコールの摂取を避け、ストレスを軽減し、適切な睡眠パターンをとるなど、健康的なライフスタイルを実践する必要があります。さらに、NSAIDs(非ステロイド性抗炎症薬)は、血小板機能を阻害し、治療効果を低下させる可能性があるため、治療の1週間前と数日後に控えるよう、複数の著者が提案しています。治療前後に行うべきこと、行ってはいけないことの詳細については、必ず治療担当者にご相談ください。

再生医療における血小板リッチ血漿(PRP)の応用の現況

PRPは、医学のいくつかの異なる分野で非常に有望な治療法です。血小板リッチ血漿の現在の多くのアプリケーションの中には、次のようなものがあります。

  • 皮膚科では、傷跡や肝斑の治療、肌の若返り、抜け毛の治療。
  • 顎顔面外科および歯科外科では、骨移植、歯科インプラント、および骨量不足の治療に使用されます。
  • 整形外科では、変形性関節症(OA)、腱、靭帯、筋肉、関節の損傷や腱炎などの炎症性病変の治療。
  • 女性の不妊治療では、子宮内膜や卵巣に関連する不妊症や、ART(体外受精などの生殖補助医療)を受けている女性の着床率を高めるために。
  • 美容婦人科:膣の若返りやGショット治療。
  • 美容整形外科では、脂肪移植における脂肪細胞の生存率を高めるために使用されます。

PRPは、軟組織と硬組織の創傷治癒、術後の治癒の改善、潰瘍のような慢性創傷の治療のために、外傷の設定でも採用されています。

PRPは非常に複雑な分子のカクテルであり、その作用機序、最適な調製方法、医療分野での応用を完全に理解するには、さらに時間と研究が必要であろう。

多くの課題や治療プロトコルのコンセンサスがないことに加え、PRPは幅広い分野で有効性を示しているようです。

参考文献

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