Die primäre Knie-Arthrose (OA) ist nach wie vor eine unkontrollierbare degenerative Erkrankung.Mit steigender Lebenserwartung und der Adipositas-Epidemie verursacht Arthrose eine wachsende wirtschaftliche und physische Belastung.Knie-OA ist eine chronische Erkrankung des Bewegungsapparates, die letztendlich einen chirurgischen Eingriff erfordern kann.Daher suchen Patienten weiterhin nach möglichen nicht-chirurgischen Behandlungen, wie beispielsweise der Injektion von plättchenreichem Plasma (PRP) in das betroffene Kniegelenk.
Laut Jayaram et al. ist PRP eine neue Behandlungsmethode für Arthrose.Allerdings fehlen noch immer klinische Beweise für seine Wirksamkeit und sein Wirkungsmechanismus ist ungewiss.Obwohl über vielversprechende Ergebnisse hinsichtlich der Verwendung von PRP bei Knie-Arthrose berichtet wurde, bleiben wichtige Fragen wie schlüssige Beweise hinsichtlich seiner Wirksamkeit, Standarddosen und guten Vorbereitungstechniken ungeklärt.
Es wird geschätzt, dass mehr als 10 % der Weltbevölkerung von Knie-OA betroffen sind, wobei das Lebenszeitrisiko bei 45 % liegt.Aktuelle Leitlinien empfehlen sowohl nichtpharmakologische (z. B. Bewegung) als auch pharmakologische Behandlungen, wie zum Beispiel orale nichtsteroidale entzündungshemmende Medikamente (NSAIDs).Allerdings haben diese Behandlungen meist nur kurzfristige Vorteile.Darüber hinaus ist der Drogenkonsum bei Patienten mit Komorbiditäten aufgrund des Komplikationsrisikos eingeschränkt.
Intraartikuläre Kortikosteroide werden in der Regel nur zur kurzfristigen Schmerzlinderung eingesetzt, da ihr Nutzen auf einige Wochen begrenzt ist und wiederholte Injektionen nachweislich mit einem erhöhten Knorpelverlust einhergehen.Einige Autoren geben an, dass der Einsatz von Hyaluronsäure (HA) umstritten ist.Andere Autoren berichteten jedoch von einer Schmerzlinderung nach 3 bis 5 wöchentlichen Injektionen von HA über 5 bis 13 Wochen (manchmal bis zu 1 Jahr).
Wenn die oben genannten Alternativen versagen, wird häufig die Knieendoprothetik (TKA) als wirksame Behandlung empfohlen.Allerdings ist es kostspielig und kann medizinische und postoperative Nebenwirkungen mit sich bringen.Daher ist es wichtig, alternative sichere und wirksame Behandlungen für Knie-OA zu finden.
Biologische Therapien wie PRP wurden kürzlich zur Behandlung von Knie-OA untersucht.PRP ist ein Eigenblutprodukt mit einer hohen Konzentration an Blutplättchen.Es wird angenommen, dass die Wirksamkeit von PRP mit der Freisetzung von Wachstumsfaktoren und anderen Molekülen zusammenhängt, einschließlich des aus Blutplättchen gewonnenen Wachstumsfaktors (PDGF), des transformierenden Wachstumsfaktors (TGF)-beta und des insulinähnlichen Wachstumsfaktors Typ I (IGF-I). und vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor (VEGF).
Mehrere Veröffentlichungen deuten darauf hin, dass PRP für die Behandlung von Knie-Arthrose vielversprechend sein könnte.Die meisten sind sich jedoch nicht einig, welche Methode die beste ist, und es gibt viele Einschränkungen, die eine ordnungsgemäße Analyse ihrer Ergebnisse einschränken, wodurch die Gefahr einer Verzerrung besteht.Die Heterogenität der in den berichteten Studien verwendeten Vorbereitungs- und Injektionsmethoden stellt eine Einschränkung bei der Definition eines idealen PRP-Systems dar.Darüber hinaus verwendeten die meisten Studien HA als Vergleichssubstanz, was an sich umstritten ist.Einige Studien verglichen PRP mit Placebo und zeigten nach 6 und 12 Monaten eine deutlich bessere Symptomverbesserung als Kochsalzlösung.Allerdings weisen diese Studien erhebliche methodische Mängel auf, darunter auch das Fehlen einer ordnungsgemäßen Verblindung, was darauf hindeutet, dass ihr Nutzen möglicherweise überschätzt wird.
Die Vorteile von PRP für die Behandlung von Knie-Arthrose sind folgende: Aufgrund der schnellen Vorbereitung und minimalen Invasivität ist die Anwendung recht praktisch;Aufgrund der Nutzung bestehender Strukturen und Geräte des öffentlichen Gesundheitswesens handelt es sich um eine relativ kostengünstige Technik.und es ist wahrscheinlich sicher, da es sich um ein autologes Produkt handelt.Frühere Veröffentlichungen berichteten nur über geringfügige und vorübergehende Komplikationen.
Der Zweck dieses Artikels besteht darin, den aktuellen molekularen Wirkmechanismus von PRP und das Ausmaß der Wirksamkeit der intraartikulären Injektion von PRP bei Patienten mit Knie-OA zu untersuchen.
Molekularer Wirkungsmechanismus von plättchenreichem Plasma
Die Suchanfragen der Cochrane Library und PubMed (MEDLINE) nach PRI-bezogenen Studien zur Knie-Arthrose wurden analysiert.Der Suchzeitraum erstreckt sich vom Start der Suchmaschine bis zum 15. Dezember 2021. Es wurden nur Studien zu PRP bei Knie-Arthrose einbezogen, die die Autoren als am interessantesten erachteten.PubMed fand 454 Artikel, von denen 80 ausgewählt wurden.In der ebenfalls indexierten Cochrane Library wurde ein Artikel mit insgesamt 80 Referenzen gefunden.
Eine 2011 veröffentlichte Studie zeigte, dass der Einsatz von Wachstumsfaktoren (Mitglieder der TGF-β-Superfamilie, der Familie der Fibroblasten-Wachstumsfaktoren, IGF-I und PDGF) bei der Behandlung von Arthrose vielversprechend erscheint.
Im Jahr 2014 haben Sandman et al.berichteten, dass die PRP-Behandlung von OA-Gelenkgewebe zu einer Verringerung des Katabolismus führte;PRP führte jedoch zu einem signifikanten Rückgang der Matrix-Metalloproteinase 13, einem Anstieg der Hyaluronan-Synthase-2-Expression in Synovialzellen und einem Anstieg der Knorpelsyntheseaktivität.Die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, dass PRP die Produktion endogener HA stimuliert und den Knorpelkatabolismus reduziert.PRP hemmte auch die Konzentration von Entzündungsmediatoren und deren Genexpression in Synovial- und Chondrozyten.
Im Jahr 2015 zeigte eine kontrollierte Laborstudie, dass PRP die Zellproliferation und die Oberflächenproteinsekretion im menschlichen Knieknorpel und in Synovialzellen signifikant stimuliert.Diese Beobachtungen helfen, die biochemischen Mechanismen zu erklären, die mit der Wirksamkeit von PRP bei der Behandlung von Knie-OA verbunden sind.
In einem murinen OA-Modell (kontrollierte Laborstudie), das von Khatab et al.Im Jahr 2018 reduzierten mehrere PRP-Freisetzungsinjektionen die Schmerzen und die Synovialdicke, möglicherweise vermittelt durch Makrophagen-Subtypen.Somit scheinen diese Injektionen Schmerzen und Synovialentzündungen zu lindern und können die Arthroseentwicklung bei Patienten mit Arthrose im Frühstadium hemmen.
Im Jahr 2018 kam eine Durchsicht der PubMed-Datenbankliteratur zu dem Schluss, dass die PRP-Behandlung von OA offenbar eine modulierende Wirkung auf den Wnt/β-Catenin-Signalweg hat, was für die Erzielung seiner vorteilhaften klinischen Wirkungen wichtig sein könnte.
Im Jahr 2019 haben Liu et al.untersuchten den molekularen Mechanismus, durch den PRP-abgeleitete Exosomen an der Linderung von Arthrose beteiligt sind.Es ist wichtig hervorzuheben, dass Exosomen eine entscheidende Rolle bei der interzellulären Kommunikation spielen.In dieser Studie wurden primäre Kaninchen-Chondrozyten isoliert und mit Interleukin (IL)-1β behandelt, um ein In-vitro-Modell für Arthrose zu etablieren.Proliferations-, Migrations- und Apoptosetests wurden gemessen und zwischen PRP-abgeleiteten Exosomen und aktiviertem PRP verglichen, um die therapeutische Wirkung auf OA zu bewerten.Die am Wnt/β-Catenin-Signalweg beteiligten Mechanismen wurden mittels Western-Blot-Analyse untersucht.Es wurde festgestellt, dass von PRP abgeleitete Exosomen in vitro und in vivo ähnliche oder bessere therapeutische Wirkungen auf Arthrose haben als aktiviertes PRP.
In einem Mausmodell für posttraumatische OA, über das 2020 berichtet wurde, haben Jayaram et al.legen nahe, dass die Auswirkungen von PRP auf das Fortschreiten der Arthrose und die krankheitsbedingte Hyperalgesie möglicherweise leukozytenabhängig sind.Sie erwähnten auch, dass leukozytenarmes PRP (LP-PRP) und eine kleine Menge leukozytenreiches PRP (LR-PRP) Volumen- und Oberflächenverlust verhindern.
Die von Yang et al.Die Studie aus dem Jahr 2021 zeigte, dass PRP die IL-1β-induzierte Apoptose und Entzündung der Chondrozyten durch Hemmung des Hypoxie-induzierbaren Faktors 2α zumindest teilweise abschwächte.
In einem Rattenmodell für OA unter Verwendung von PRP haben Sun et al.Es wurde festgestellt, dass microRNA-337 und microRNA-375 das Fortschreiten der Arthrose verzögern, indem sie Entzündung und Apoptose beeinflussen.
Laut Sheean et al. sind die biologischen Aktivitäten von PRP vielfältig: Thrombozyten-Alpha-Granula fördern die Freisetzung verschiedener Wachstumsfaktoren, einschließlich VEGF und TGF-beta, und Entzündungen werden durch Hemmung des Kernfaktor-κB-Signalwegs reguliert
Es wurden die Konzentrationen humoraler Faktoren in PRP, das aus beiden Kits hergestellt wurde, und die Auswirkungen humoraler Faktoren auf den Makrophagen-Phänotyp untersucht.Sie fanden Unterschiede in den Zellkomponenten und der Konzentration humoraler Faktoren zwischen PRP, das mit den beiden Kits gereinigt wurde.Das LR-PRP-Kit mit autologer Proteinlösung weist höhere Konzentrationen an M1- und M2-Makrophagen-bezogenen Faktoren auf.Die Zugabe von PRP-Überstand zum Kulturmedium von aus Monozyten stammenden Makrophagen und M1-polarisierten Makrophagen zeigte, dass PRP die M1-Makrophagen-Polarisierung hemmte und die M2-Makrophagen-Polarisierung förderte.
Im Jahr 2021 haben Szwedowski et al.Es werden Wachstumsfaktoren beschrieben, die nach PRP-Injektion in OA-Kniegelenken freigesetzt werden: Tumornekrosefaktor (TNF), IGF-1, TGF, VEGF, Disaggregation und Metalloproteinasen mit Thrombospondinmotiven, Interleukine, Matrixmetalloproteinasen, epidermaler Wachstumsfaktor, Hepatozytenwachstumsfaktor, Fibroblasten Wachstumsfaktor, Keratinozyten-Wachstumsfaktor und Thrombozytenfaktor 4 .
1. PDGF
PDGF wurde erstmals in Blutplättchen entdeckt.Es ist ein hitzebeständiges, säurebeständiges, kationisches Polypeptid, das leicht durch Trypsin hydrolysiert wird.Es ist einer der frühesten Wachstumsfaktoren, die an Bruchstellen auftreten.Es wird in traumatischem Knochengewebe stark exprimiert, wodurch Osteoblasten chemotaktisch werden und sich vermehren, die Fähigkeit zur Kollagensynthese erhöht und die Absorption von Osteoklasten gefördert wird, wodurch die Knochenbildung gefördert wird.Darüber hinaus kann PDGF auch die Proliferation und Differenzierung von Fibroblasten fördern und den Gewebeumbau fördern.
2. TGF-B
TGF-B ist ein aus zwei Ketten bestehendes Polypeptid, das in parakriner und/oder autokriner Form auf Fibroblasten und Präosteoblasten einwirkt und als Chemokin, der Osteoprogenitor, die Proliferation von Osteoblasten und Präosteoblasten sowie die Synthese von Kollagenfasern stimuliert Zellen werden in das verletzte Knochengewebe aufgenommen und die Bildung und Aufnahme von Osteoklasten wird gehemmt.TGF-B reguliert auch die ECM-Synthese (extrazelluläre Matrix), hat chemotaktische Wirkungen auf Neutrophile und Monozyten und vermittelt lokale Entzündungsreaktionen.
3. VEGF
VEGF ist ein dimeres Glykoprotein, das autokrin oder parakrin an Rezeptoren auf der Oberfläche vaskulärer Endothelzellen bindet, die Proliferation von Endothelzellen fördert, die Bildung und Etablierung neuer Blutgefäße induziert, Bruchenden mit Sauerstoff versorgt, Nährstoffe bereitstellt und Stoffwechselabfälle transportiert ., wodurch eine günstige Mikroumgebung für den Stoffwechsel im lokalen Knochenregenerationsbereich geschaffen wird.Unter der Wirkung von VEGF wird dann die alkalische Phosphataseaktivität der Osteoblastendifferenzierung verstärkt und lokale Calciumsalze werden abgelagert, um die Frakturheilung zu fördern.Darüber hinaus fördert VEGF die Reparatur von Weichgewebe, indem es die Blutversorgung des Weichgewebes um die Fraktur herum verbessert, die Frakturheilung fördert und mit PDGF einen gegenseitigen Fördereffekt hat.
4. EGF
EGF ist ein leistungsstarker zellteilungsfördernder Faktor, der die Teilung und Proliferation verschiedener Arten von Gewebezellen im Körper stimuliert, gleichzeitig die Matrixsynthese und -ablagerung fördert, die Bildung von Fasergewebe fördert und sich weiterhin in Knochen umwandelt, um die Bildung von Knochengewebe zu ersetzen.Ein weiterer Faktor, der dazu führt, dass EGF an der Frakturreparatur beteiligt ist, besteht darin, dass es Phospholipase A aktivieren kann, wodurch die Freisetzung von Arachidonsäure aus Epithelzellen gefördert wird und die Synthese von Prostaglandinen durch die Regulierung der Aktivitäten von Cyclooxygenase und Lipoxygenase gefördert wird.Die Rolle der Resorption und der späteren Knochenbildung.Es zeigt sich, dass EGF am Heilungsprozess von Frakturen beteiligt ist und die Frakturheilung beschleunigen kann.Darüber hinaus kann EGF die Proliferation von Epidermiszellen und Endothelzellen fördern und die Migration von Endothelzellen zur Wundoberfläche veranlassen.
5. IGF
IGF-1 ist ein einkettiges Polypeptid, das an Rezeptoren im Knochen bindet und nach der Rezeptorautophosphorylierung die Tyrosinprotease aktiviert, die die Phosphorylierung von Insulinrezeptorsubstraten fördert und dadurch Zellwachstum, Proliferation und Stoffwechsel reguliert.Es kann Osteoblasten und Präosteoblasten stimulieren und die Bildung von Knorpel und Knochenmatrix fördern.Darüber hinaus spielt es eine wichtige Rolle bei der Kopplung des Knochenumbaus, indem es die Differenzierung und Bildung von Osteoblasten und Osteoklasten sowie deren funktionelle Aktivitäten vermittelt.Darüber hinaus ist IGF auch einer der wichtigen Faktoren bei der Wundheilung.Es handelt sich um einen Faktor, der den Eintritt von Fibroblasten in den Zellzyklus fördert und die Differenzierung und Synthese von Fibroblasten stimuliert.
PRP ist ein autologes Konzentrat aus Blutplättchen und Wachstumsfaktoren, das aus zentrifugiertem Blut gewonnen wird.Es gibt zwei weitere Arten von Thrombozytenkonzentraten: plättchenreiches Fibrin und plasmareicher Wachstumsfaktor.PRP kann nur aus flüssigem Blut gewonnen werden;Es ist nicht möglich, PRP aus Serum oder geronnenem Blut zu gewinnen.
Es gibt verschiedene kommerzielle Techniken zur Blutentnahme und Gewinnung von PRP.Zu den Unterschieden zwischen ihnen gehört die Menge an Blut, die dem Patienten entnommen werden muss;Isolationstechnik;Zentrifugationsgeschwindigkeit;Menge zum Konzentratvolumen nach der Zentrifugation;Bearbeitungszeit;
Es wurde berichtet, dass verschiedene Blutzentrifugationstechniken das Leukozytenverhältnis beeinflussen.Die Anzahl der Blutplättchen in 1 μL Blut gesunder Personen liegt zwischen 150.000 und 300.000.Blutplättchen sind für die Blutstillung verantwortlich.
Die Alpha-Granula der Blutplättchen enthalten verschiedene Arten von Proteinen wie Wachstumsfaktoren (z. B. transformierender Wachstumsfaktor Beta, insulinähnlicher Wachstumsfaktor, epidermaler Wachstumsfaktor), Chemokine, Gerinnungsmittel, Antikoagulanzien, fibrinolytische Proteine, Adhäsionsproteine, integrale Membranproteine und Immunmediatoren , angiogene Faktoren und Inhibitoren sowie bakterizide Proteine.
Der genaue Mechanismus der PRP-Wirkung ist weiterhin unbekannt.PRP scheint Chondrozyten zum Knorpelumbau und zur Biosynthese von Kollagen und Proteoglykanen zu stimulieren.Es wird in verschiedenen medizinischen Fachgebieten wie der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie (einschließlich Kiefergelenks-OA), Dermatologie, Ophthalmologie, Herz-Thorax-Chirurgie und plastischer Chirurgie eingesetzt.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. Juli 2022