Das heute als PRP bekannte Konzept tauchte erstmals in den 1970er Jahren auf dem Gebiet der Hämatologie auf.Hämatologen haben den Begriff PRP vor Jahrzehnten geprägt, um Plasma zu beschreiben, das aus Blutplättchenzahlen oberhalb der Basalwerte im peripheren Blut gewonnen wird.Mehr als ein Jahrzehnt später wurde PRP in der Kiefer- und Gesichtschirurgie als eine Form von plättchenreichem Fibrin (PRF) eingesetzt.Der Fibringehalt in diesem PRP-Derivat ist aufgrund seiner adhäsiven und homöostatischen Eigenschaften von großem Wert, während PRP anhaltende entzündungshemmende Eigenschaften hat und die Zellproliferation stimuliert.In den 1990er Jahren wurde PRP schließlich immer beliebter und schließlich wurde die Technologie auch auf andere medizinische Bereiche übertragen.Seitdem wurde diese positive Biologie eingehend untersucht und zur Behandlung verschiedener Muskel-Skelett-Verletzungen bei Profisportlern eingesetzt, was weiter zu ihrer breiten medialen Aufmerksamkeit beigetragen hat.Neben der Wirksamkeit in der Orthopädie und Sportmedizin wird PRP auch in der Augenheilkunde, Gynäkologie, Urologie und Kardiologie, Pädiatrie und plastischen Chirurgie eingesetzt.In den letzten Jahren wurde PRP auch von Dermatologen für sein Potenzial zur Behandlung von Hautgeschwüren, Narbenrevisionen, Geweberegeneration, Hautverjüngung und sogar Haarausfall gelobt.
In Anbetracht der Tatsache, dass PRP bekanntermaßen Heilungs- und Entzündungsprozesse direkt beeinflusst, muss die Heilungskaskade als Referenz eingeführt werden.Der Heilungsprozess gliedert sich in die folgenden vier Phasen: Blutstillung;Entzündung;Zell- und Matrixproliferation und schließlich Wundumbau.
1. Gewebeheilung
Eine Gewebeheilungskaskade wird aktiviert, ein Prozess, der zur Blutplättchenaggregation, zur Gerinnselbildung und zur Entwicklung einer temporären extrazellulären Matrix (ECM) führt. Blutplättchen haften dann an freiliegenden Kollagen- und ECM-Proteinen und lösen das Vorhandensein von α-Granula bei der Freisetzung von aus Bioaktive Moleküle. Blutplättchen enthalten eine Vielzahl bioaktiver Moleküle, darunter Wachstumsfaktoren, Chemokine und Zytokine sowie entzündungsfördernde Mediatoren wie Prostaglandine, Prostatazyklin, Histamin, Thromboxan, Serotonin und Bradykinin.
Das letzte Stadium des Heilungsprozesses hängt von der Umgestaltung der Wunde ab.Der Gewebeumbau wird streng reguliert, um ein Gleichgewicht zwischen anabolen und katabolen Reaktionen herzustellen.Während dieser Phase stimulieren der aus Blutplättchen gewonnene Wachstumsfaktor (PDGF), der transformierende Wachstumsfaktor (TGF-β) und Fibronektin die Proliferation und Migration von Fibroblasten sowie die Synthese von ECM-Komponenten.Der Zeitpunkt der Wundreifung hängt jedoch weitgehend von der Schwere der Wunde, den individuellen Merkmalen und der spezifischen Heilungsfähigkeit des verletzten Gewebes ab, und bestimmte pathophysiologische und metabolische Faktoren können den Heilungsprozess beeinflussen, wie z. B. Gewebeischämie, Hypoxie und Infektionen , Ungleichgewichte der Wachstumsfaktoren und sogar Erkrankungen im Zusammenhang mit dem metabolischen Syndrom.
Eine entzündungsfördernde Mikroumgebung, die den Heilungsprozess beeinträchtigt.Erschwerend kommt hinzu, dass es auch eine hohe Proteaseaktivität gibt, die die natürliche Wirkung des Wachstumsfaktors (GF) hemmt.Zusätzlich zu seinen mitogenen, angiogenen und chemotaktischen Eigenschaften ist PRP auch eine reichhaltige Quelle vieler Wachstumsfaktoren, Biomoleküle, die schädlichen Auswirkungen in entzündetem Gewebe entgegenwirken können, indem sie eine verschlimmerte Entzündung kontrollieren und anabole Reize erzeugen.Angesichts dieser Eigenschaften könnten Forscher ein großes Potenzial für die Behandlung einer Vielzahl komplexer Verletzungen erkennen.
2. Zytokin
Zytokine in PRP spielen eine Schlüsselrolle bei der Manipulation von Gewebereparaturprozessen und der Regulierung entzündlicher Schäden.Entzündungshemmende Zytokine sind ein breites Spektrum biochemischer Moleküle, die entzündungsfördernde Zytokinreaktionen vermitteln, die hauptsächlich durch aktivierte Makrophagen induziert werden.Entzündungshemmende Zytokine interagieren mit spezifischen Zytokininhibitoren und löslichen Zytokinrezeptoren, um Entzündungen zu modulieren.Interleukin (IL)-1-Rezeptorantagonisten, IL-4, IL-10, IL-11 und IL-13, werden als die wichtigsten entzündungshemmenden Zytokine klassifiziert.Abhängig von der Art der Wunde können einige Zytokine wie Interferon, Leukämie-Hemmfaktor, TGF-β und IL-6 pro- oder antiinflammatorische Wirkungen entfalten.TNF-α, IL1 und IL-18 verfügen über bestimmte Zytokinrezeptoren, die die entzündungsfördernden Wirkungen anderer Proteine hemmen können [37].IL-10 ist eines der wirksamsten entzündungshemmenden Zytokine. Es kann entzündungsfördernde Zytokine wie IL-1, IL-6 und TNF-α herunterregulieren und entzündungshemmende Zytokine hochregulieren.Diese gegenregulatorischen Mechanismen spielen eine entscheidende Rolle bei der Produktion und Funktion entzündungsfördernder Zytokine.Darüber hinaus können bestimmte Zytokine spezifische Signalreaktionen auslösen, die Fibroblasten stimulieren, die für die Gewebereparatur von entscheidender Bedeutung sind.Die entzündlichen Zytokine TGFβ1, IL-1β, IL-6, IL-13 und IL-33 stimulieren die Differenzierung von Fibroblasten zu Myofibroblasten und verbessern die ECM [38].Fibroblasten sezernieren wiederum die Zytokine TGF-β, IL-1β, IL-33, CXC und CC-Chemokine, die entzündungsfördernde Reaktionen fördern, indem sie Immunzellen wie Makrophagen aktivieren und rekrutieren.Diese Entzündungszellen spielen an der Wundstelle mehrere Rollen, vor allem indem sie die Wundheilung fördern – sowie die Biosynthese von Chemokinen, Metaboliten und Wachstumsfaktoren, die für den Umbau von neuem Gewebe unerlässlich sind.Somit spielen in PRP vorhandene Zytokine eine wichtige Rolle bei der Stimulierung zelltypvermittelter Immunantworten und treiben die Auflösung der Entzündungsphase voran.Tatsächlich haben einige Forscher diesen Prozess „regenerative Entzündung“ genannt, was darauf hindeutet, dass die Entzündungsphase trotz der Unruhe des Patienten ein entscheidender Schritt ist, der für den erfolgreichen Abschluss des Gewebereparaturprozesses erforderlich ist, angesichts der epigenetischen Mechanismen, durch die Entzündungssignale zelluläre Prozesse fördern Plastizität.
3. Fibrin
Blutplättchen tragen mehrere Faktoren im Zusammenhang mit dem fibrinolytischen System, die die fibrinolytische Reaktion hoch- oder herunterregulieren können.Die zeitliche Beziehung und der relative Beitrag hämatologischer Komponenten und der Thrombozytenfunktion beim Gerinnselabbau bleiben ein Thema, das einer ausführlichen Diskussion in der Gemeinschaft würdig ist.In der Literatur gibt es viele Studien, die sich ausschließlich auf Blutplättchen konzentrieren, die für ihre Fähigkeit bekannt sind, den Heilungsprozess zu beeinflussen.Trotz zahlreicher herausragender Studien wurde festgestellt, dass auch andere hämatologische Komponenten, wie beispielsweise Gerinnungsfaktoren und das fibrinolytische System, wichtige Beiträge zu einer effektiven Wundheilung leisten.Per Definition ist die Fibrinolyse ein komplexer biologischer Prozess, der auf der Aktivierung bestimmter Enzyme beruht, um den Abbau von Fibrin zu erleichtern.Die fibrinolytische Reaktion wurde von anderen Autoren darauf hingewiesen, dass Fibrinabbauprodukte (fdp) tatsächlich molekulare Wirkstoffe sein könnten, die für die Stimulierung der Gewebereparatur verantwortlich sind, einer Abfolge wichtiger biologischer Ereignisse vor der Fibrinablagerung und Entfernung aus der Angiogenese, die für die Wundheilung notwendig ist.Die Bildung eines Gerinnsels nach einer Verletzung fungiert als Schutzschicht, die das Gewebe vor Blutverlust und dem Eindringen mikrobieller Erreger schützt und außerdem eine temporäre Matrix bietet, durch die Zellen während der Reparatur wandern können.Das Gerinnsel entsteht durch die Spaltung von Fibrinogen durch Serinproteasen und die Ansammlung von Blutplättchen im vernetzten Fibrinfasernetzwerk.Diese Reaktion initiiert die Polymerisation von Fibrinmonomeren, den Hauptvorgang bei der Bildung von Blutgerinnseln.Gerinnsel können auch als Reservoir für Zytokine und Wachstumsfaktoren dienen, die bei der Degranulation aktivierter Blutplättchen freigesetzt werden.Das fibrinolytische System wird durch Plasmin streng reguliert und spielt eine Schlüsselrolle bei der Förderung der Zellmigration, der Bioverfügbarkeit von Wachstumsfaktoren und der Regulierung anderer Proteasesysteme, die an Gewebeentzündungen und -regeneration beteiligt sind.Schlüsselkomponenten der Fibrinolyse, wie der Urokinase-Plasminogen-Aktivator-Rezeptor (uPAR) und der Plasminogen-Aktivator-Inhibitor-1 (PAI-1), werden bekanntermaßen in mesenchymalen Stammzellen (MSCs) exprimiert, einem speziellen Zelltyp, der für eine erfolgreiche Wundheilung notwendig ist.
4. Zellmigration
Die Aktivierung von Plasminogen durch die uPA-uPAR-Assoziation ist ein Prozess, der die Migration entzündlicher Zellen fördert, da er die extrazelluläre Proteolyse verstärkt.Da uPAR keine Transmembran- und intrazellulären Domänen besitzt, benötigt das Protein Co-Rezeptoren wie Integrine und Vitreine, um die Zellmigration zu regulieren.Darüber hinaus führte die uPA-uPAR-Bindung zu einer erhöhten Affinität von uPAR für Glaskörper-Connexine und Integrine, was die Zelladhäsion förderte.Plasminogen-Aktivator-Inhibitor-1 (PAI-1) wiederum löst Zellen und zerstört Upar-Vitrein und Integrin, wenn es an uPA des uPA-Upar-Integrin-Komplexes auf der Zelloberfläche bindet. Interaktion von Glasvoxeln.
Im Rahmen der regenerativen Medizin werden mesenchymale Stammzellen im Rahmen schwerer Organschäden aus dem Knochenmark mobilisiert und können so im Blutkreislauf von Patienten mit Mehrfachfrakturen vorkommen.Unter bestimmten Umständen, beispielsweise bei Nierenversagen im Endstadium, Leberversagen im Endstadium oder beim Einsetzen der Abstoßung nach einer Herztransplantation, sind diese Zellen jedoch möglicherweise nicht im Blut nachweisbar [66].Interessanterweise können diese aus menschlichem Knochenmark stammenden mesenchymalen (stromalen) Vorläuferzellen im Blut gesunder Personen nicht nachgewiesen werden [67].Eine Rolle von uPAR bei der Mobilisierung mesenchymaler Stammzellen im Knochenmark wurde bereits zuvor vorgeschlagen, ähnlich wie bei der Mobilisierung hämatopoetischer Stammzellen (HSC).Varabaneni et al.Die Ergebnisse zeigten, dass die Verwendung des Granulozyten-Kolonie-stimulierenden Faktors bei uPAR-defizienten Mäusen zum Versagen von MSCs führte, was wiederum die unterstützende Rolle des fibrinolytischen Systems bei der Zellmigration verstärkte.Weitere Studien haben auch gezeigt, dass Glycosylphosphatidylinositol-verankerte uPA-Rezeptoren Adhäsion, Migration, Proliferation und Differenzierung regulieren, indem sie bestimmte intrazelluläre Signalwege aktivieren, wie folgt: überlebensfördernde Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphat-3-Kinase/Akt- und ERK1/2-Signalwege und Adhäsionskinase (FAK).
MSCs haben im Zusammenhang mit der Wundheilung eine weitere Bedeutung gezeigt.Beispielsweise zeigten Plasminogen-defiziente Mäuse schwere Verzögerungen bei der Wundheilung, was darauf hindeutet, dass Plasmin an diesem Prozess entscheidend beteiligt ist.Beim Menschen kann der Verlust von Plasmin auch zu Komplikationen bei der Wundheilung führen.Eine Störung des Blutflusses kann die Geweberegeneration erheblich hemmen, was erklärt, warum diese Regenerationsprozesse bei Diabetikern eine größere Herausforderung darstellen.
5. Monozyten und Regenerationssysteme
Laut Literatur wird viel über die Rolle von Monozyten bei der Wundheilung diskutiert.Makrophagen stammen hauptsächlich aus Blutmonozyten und spielen eine wichtige Rolle in der regenerativen Medizin [81].Da Neutrophile IL-4, IL-1, IL-6 und TNF-α absondern, dringen diese Zellen typischerweise etwa 24–48 Stunden nach der Verletzung in die Wundstelle ein.Blutplättchen setzen Thrombin und Blutplättchenfaktor 4 (PF4) frei, zwei Chemokine, die die Rekrutierung von Monozyten und deren Differenzierung in Makrophagen und dendritische Zellen fördern.Ein bemerkenswertes Merkmal von Makrophagen ist ihre Plastizität, dh ihre Fähigkeit, den Phänotyp zu wechseln und sich in andere Zelltypen wie Endothelzellen umzuwandeln, die anschließend als Reaktion auf verschiedene biochemische Reize in der Mikroumgebung der Wunde unterschiedliche Funktionen entfalten.Die Entzündungszellen exprimieren zwei Hauptphänotypen, M1 oder M2, abhängig von dem lokalen molekularen Signal, das die Quelle des Reizes ist.M1-Makrophagen werden durch mikrobielle Wirkstoffe induziert und haben daher eine stärker entzündungsfördernde Wirkung.Im Gegensatz dazu werden M2-Makrophagen typischerweise durch eine Typ-2-Reaktion erzeugt und haben entzündungshemmende Eigenschaften, die typischerweise durch einen Anstieg von IL-4, IL-5, IL-9 und IL-13 gekennzeichnet sind.Durch die Produktion von Wachstumsfaktoren ist es auch an der Gewebereparatur beteiligt.Der Übergang von M1- zu M2-Isoformen wird größtenteils durch die späteren Stadien der Wundheilung gesteuert, in denen M1-Makrophagen die Apoptose von Neutrophilen auslösen und die Clearance dieser Zellen einleiten.Die Phagozytose durch Neutrophile aktiviert eine Kette von Ereignissen, bei denen die Zytokinproduktion ausgeschaltet wird, wodurch Makrophagen polarisiert und TGF-β1 freigesetzt werden.Dieser Wachstumsfaktor ist ein wichtiger Regulator der Myofibroblastendifferenzierung und Wundkontraktion und ermöglicht die Auflösung von Entzündungen und die Einleitung der proliferativen Phase in der Heilungskaskade [57].Ein weiteres eng verwandtes Protein, das an zellulären Prozessen beteiligt ist, ist Serin (SG).Es wurde festgestellt, dass dieses von hämatopoetischen Zellen sezernierte Granulat für die Speicherung sezernierter Proteine in bestimmten Immunzellen wie Mastzellen, Neutrophilen und zytotoxischen T-Lymphozyten notwendig ist.Während viele nicht-hämatopoetische Zellen auch Serotonin synthetisieren, produzieren alle Entzündungszellen große Mengen dieses Proteins und speichern es in Granulat für die weitere Interaktion mit anderen Entzündungsmediatoren, einschließlich Proteasen, Zytokinen, Chemokinen und Wachstumsfaktoren.Negativ geladene Glykosaminoglykan (GAG)-Ketten im SG scheinen für die Homöostase sekretorischer Körnchen von entscheidender Bedeutung zu sein, da sie auf zell-, protein- und GAG-kettenspezifische Weise an wesentlich geladene Körnchenkomponenten binden und deren Speicherung erleichtern können.In Bezug auf ihre Beteiligung an PRP haben Woulfe und Kollegen zuvor gezeigt, dass ein SG-Mangel stark mit einer veränderten Thrombozytenmorphologie zusammenhängt;Defekte bei der Speicherung von Thrombozytenfaktor 4, Beta-Thromglobulin und PDGF in Blutplättchen;schlechte Thrombozytenaggregation und -sekretion in vitro und Thrombose in vivo bilden Defekte.Die Forscher kamen daher zu dem Schluss, dass dieses Proteoglykan ein Hauptregulator der Thrombose zu sein scheint.
Blutplättchenreiche Produkte können durch Sammeln und Zentrifugieren des Vollbluts einer Person erhalten werden, wobei die Mischung in verschiedene Schichten aufgeteilt wird, die Plasma, Blutplättchen, Leukozyten und Leukozyten enthalten.Wenn die Thrombozytenkonzentration über den Grundwerten liegt, kann das Wachstum von Knochen und Weichgewebe mit minimalen Nebenwirkungen beschleunigt werden.Die Anwendung autologer PRP-Produkte ist eine relativ neue Biotechnologie, die weiterhin vielversprechende Ergebnisse bei der Stimulation und verbesserten Heilung verschiedener Gewebeverletzungen zeigt.Die Wirksamkeit dieses alternativen Therapieansatzes kann auf die topische Verabreichung einer breiten Palette von Wachstumsfaktoren und Proteinen zurückgeführt werden, die physiologische Wundheilungs- und Gewebereparaturprozesse nachahmen und unterstützen.Darüber hinaus hat das fibrinolytische System eindeutig einen wichtigen Einfluss auf die gesamte Gewebereparatur.Zusätzlich zu seiner Fähigkeit, die zelluläre Rekrutierung von Entzündungszellen und mesenchymalen Stammzellen zu verändern, moduliert es die proteolytische Aktivität in Wundheilungsbereichen und während der Regeneration mesodermaler Gewebe, einschließlich Knochen, Knorpel und Muskeln, und ist daher eine Schlüsselkomponente in der Medizin des Bewegungsapparates.
Die Beschleunigung der Heilung ist für viele Fachleute im medizinischen Bereich ein sehr angestrebtes Ziel, und PRP stellt ein positives biologisches Instrument dar, das weiterhin vielversprechende Entwicklungen bei der Stimulation und dem gut koordinierten Tandem regenerativer Ereignisse bietet.Da dieses therapeutische Instrument jedoch weiterhin komplex ist, insbesondere da es eine Vielzahl bioaktiver Faktoren und deren verschiedene Interaktionsmechanismen und Signalwirkungen freisetzt, sind weitere Studien erforderlich.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 19. Juli 2022