1. Giới thiệu
Gần hai thập kỷ đã trôi qua kể từ khi fibrin giàu tiểu cầu (PRF) được giới thiệu lần đầu tiên. Ban đầu, mục tiêu chính là phát triển một liệu pháp mà các chất tiểu cầu cô đặc có thể được đưa vào vết thương và kích hoạt khả năng lành thương tự nhiên của cơ thể. Điều này đạt được bằng cách thu thập các yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ máu theo cách tự nhiên.
Huyết tương giàu tiểu cầu (PRP) và yếu tố tăng trưởng giàu tiểu cầu (PRGF) đã được thương mại hóa, nhưng cả hai đều chứa các sản phẩm phụ thứ phát không tự nhiên và được biết đến là chất ức chế lành thương. Bằng cách loại bỏ những chất chống đông máu này và sửa đổi quy trình ly tâm, PRF đã được giới thiệu với khả năng tác động rõ rệt đến nha khoa.
Nhiều khía cạnh quan trọng đối với quá trình tái tạo mô đã được tiết lộ, bao gồm vai trò quan trọng của fibrin cũng như việc giải phóng các yếu tố tăng trưởng trong thời gian dài hơn từ PRF. Hơn nữa, bằng cách đưa một nhóm tế bào mới vào sự kết tập tiểu cầu (cụ thể là bạch cầu), nó đã tác động rõ rệt đến quá trình tái tạo mô và chữa lành vết thương. Trong 5 năm qua, những thay đổi đối với tốc độ và thời gian ly tâm đã cải tiến PRF thành một khái niệm ngày nay được gọi là “quy trình ly tâm tốc độ thấp”. Các nhà nghiên cứu bắt đầu sửa đổi các kỹ thuật phẫu thuật để điều trị bằng PRF với kết quả lâm sàng được cải thiện. Nhiều ý kiến từ những chuyên gia đầu ngành từ khắp nơi trên thế giới đã được tập hợp để chia sẻ trong nhiều khóa học và hội thảo về fibrin giàu tiểu cầu. Trong chương đầu tiên này, chúng tôi nhấn mạnh việc phát hiện ra PRF và các nghiên cứu dẫn đến việc sử dụng nó trong y học tái tạo. Chúng tôi tập trung đặc biệt vào các đặc tính của nó đối với việc chữa lành vết thương và những ưu điểm của nó so với các phiên bản tiểu cầu cô đặc trước đây.
Tiểu cầu cô đặc thu thập từ máu toàn phần đã được giới thiệu lần đầu tiên cách đây hơn 20 năm. Khái niệm này được phát triển với mục đích sử dụng protein máu người như một nguồn yếu tố tăng trưởng có khả năng hỗ trợ hình thành mạch và phát triển mô dựa trên quan điểm rằng cung cấp máu là điều kiện tiên quyết để tái tạo mô. Bốn khía cạnh của việc lành thương (Hình 1.1) bao gồm 1) cầm máu, 2) viêm, 3) tăng sinh, và 4) trưởng thành. Mỗi pha bao gồm nhiều loại tế bào khác nhau. Một trong những nhược điểm chính của vật liệu sinh học hiện đang được sử dụnglà phần lớn về bản chất thường là vô mạch, và do đó không cung cấp nguồn mạch máu cần thiết để tái tạo hoàn toàn mô mềm hoặc mô cứng. Cần phải lưu ý thêm rằng, việc lành thương đòi hỏi sự tương tác phức tạp của các loại tế bào khác nhau với chất nền ngoại bào theo chu kỳ cũng như các yếu tố tăng trưởng. Một lĩnh vực nghiên cứu trong nha khoa đã đạt được động lực to lớn trong những năm gần đây là các yếu tố tăng trưởng tái tổ hợp, nơi một số đã được sử dụng để tái tạo thành công mô mềm hoặc mô cứng. Bảng 1.1 cung cấp danh sách các yếu tố tăng trưởng cùng với vai trò của chúng trong việc tái tạo mô và các chỉ định lâm sàng. Tương tự, một số màng với các chức năng và đặc tính tái hấp thu khác nhau cũng thường được sử dụng trong nha khoa tái tạo được chế tạo từ vật liệu tổng hợp hoặc có nguồn gốc động vật. Cuối cùng, nhiều vật liệu ghép xương được đưa ra thị trường hàng năm, tất cả đều có những ưu và nhược điểm riêng trong quá trình tái tạo mô. Mặc dù mỗi vật liệu sinh học nói trên đã được chứng minh là mang các đặc tính cần thiết cho việc sửa chữa và tái tạo các mô khác nhau, nhưng rất ít vật liệu có khả năng thúc đẩy cung cấp máu / hình thành mạch trực tiếp đến các mô bị tổn thương.
Do đó, việc chữa lành vết thương trước đây được mô tả là một quá trình bốn giai đoạn chồng chéo lên nhau. Điều đáng chú ý là tiểu cầu đã được mô tả là thành phần quan trọng thúc đẩy các giai đoạn đầu của quá trình tái tạo mô, quan trọng trong quá trình cầm máu và hình thành cục máu đông fibrin. Tiểu cầu cũng đã được chứng minh là tiết ra một số yếu tố tăng trưởng quan trọng bao gồm yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu (PDGF), yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF), yếu tố đông máu, phân tử kết dính, cytokine / chemokine và nhiều yếu tố tạo mạch khác có khả năng kích thích sự tăng sinh và hoạt hóa của các tế bào tham gia vào quá trình chữa lành vết thương bao gồm nguyên bào sợi, bạch cầu trung tính, đại thực bào và tế bào gốc trung mô (MSC). Điều thú vị là vào giữa đến cuối những năm 1990, hai chiến lược riêng biệt đã được áp dụng để tái tạo các mô của con người dựa trên những khái niệm này. Đầu tiên, yếu tố tăng trưởng chính tiết ra từ tiểu cầu (PDGF) đã được thương mại hóa thành yếu tố tăng trưởng tái tổ hợp (rhPDGFBB). Nó đã được FDA chấp thuận để tái tạo nhiều mô trong cơ thể con người, bao gồm cả những khiếm khuyết trong nha chu. Chiến lược thứ hai đã được đề xuất trong cùng thời gian đó để thu thập liều lượng tiểu cầu nhiều hơn bình thường bằng cách sử dụng ly tâm. Vì máu được biết là đông một cách tự nhiên trong vòng vài phút, nên việc sử dụng thêm chất chống đông máu đã được thêm vào quy trình này để duy trì độ lỏng của máu trong suốt quy trình này. Do đó, mối tương quan tích cực giữa số lượng tiểu cầu và giai đoạn tái tạo đã được quan sát thấy đối với việc chữa lành vết thương mô. Trên thực tế, người ta cũng chỉ ra rằng sự kết hợp đơn giản giữa vật liệu ghép xương với máu đơn thuần có tác dụng tăng cường hình thành mạch và hình thành xương mới của xương ghép khi so sánh với ghép xương đơn thuần. Dựa trên những mối liên kết này, một số nhóm nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực y học đã bắt đầu vào những năm 1990 để nghiên cứu về các chất tiểu cầu cô đặc khác nhau để chữa lành mô bằng cách điều chỉnh các kỹ thuật và quy trình ly tâm khác nhau với mục đích cải thiện khả năng tái tạo mô.
2. Lịch sử ngắn gọn về tiểu cầu cô đặc
Thật thú vị khi chỉ ra rằng việc sử dụng các chất tiểu cầu cô đặc đã tăng lên đáng kể trong thập kỷ qua kể từ khi phát hiện ra PRF. Mặc dù vậy, điều quan trọng là phải hiểu rằng các yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ máu đã được sử dụng trong y học trong hơn hai thập kỷ. Đó là do lượng nhiều hơn bình thường các yếu tố tăng trưởng có thể được lấy từ tiểu cầu để thúc đẩy quá trình lành thương trong và sau phẫu thuật. Mục tiêu chính của PRP là cô lập số lượng tiểu cầu cao nhất và cuối cùng là các yếu tố tăng trưởng và tái sử dụng chúng trong quá trình phẫu thuật. Các cách làm điển hình dao động trong thời gian từ 30 phút đến hơn 1 giờ dựa trên các phương pháp thu thập tương ứng. Công thức của chúng chứa hơn 95% tiểu cầu; các tế bào có trực tiếp trên nguyên bào xương, tế bào mô liên kết, tế bào dây chằng nha chu và tế bào biểu mô. Mặc dù sự thành công ngày càng tăng và việc sử dụng PRP trong những năm đầu tiên có một số hạn chế đã ngăn cản tiềm năng đầy đủ của nó. Kỹ thuật này lâu và do đó yêu cầu sử dụng thêm các yếu tố chống đông máu để ngăn ngừa đông máu bằng cách sử dụng thrombin của bò hoặc CaCl2 – cả hai chất ức chế chữa lành vết thương. Những hạn chế này kết hợp với thời gian ly tâm lâu, trong khi bác sĩ nha khoa hoặc đa khoa không sử dụng do thời gian chuẩn bị kéo dài. Một trong những hạn chế khác của PRP là bản chất nó ở dạng lỏng, và do đó cần sự kết hợp với các vật liệu sinh học khác bao gồm xương ghép lấy từ xác người (xương đồng loại) hoặc sản phẩm động vật (xương dị loại), do đó kết hợp thêm việc sử dụng với các “sản phẩm không tự nhiên”. Điều thú vị là dữ liệu gần đây từ các phòng thí nghiệm đã chỉ ra sự “bùng nổ” nhanh chóng của các yếu tố tăng trưởng từ PRP (Hình 1.2). Từ đó, người ta cho rằng sự giải phóng của các yếu tố tăng trưởng có thể thu được bằng một con đường chậm hơn theo thời gian thay vì bùng phát nhanh và ngắn như được tìm thấy khi sử dụng PRP.
Tóm lại, sự kết hợp của một số hạn chế này đã buộc những người khác phải nghiên cứu các phương thức mới. Từ quan điểm này, tiểu cầu cô đặc thế hệ thứ hai, không sử dụng chất chống đông máu đã được phát triển, với thời gian chuẩn bị ngắn hơn, được gọi là fibrin giàu tiểu cầu (PRF). Trong quá trình này, nhiều tế bào (bây giờ bao gồm cả bạch cầu bổ sung) đã bị bắt lại trong mạng lưới fibrin cùng với các yếu tố tăng trưởng. PRF (sau này được đổi tên thành bạch cầu PRF hoặc L-PRF do hàm lượng bạch cầu bổ sung của nó) chứa nhiều loại tế bào, đã được nghiên cứu riêng lẻ về vai trò của chúng trong quá trình tái tạo sau đó được mô tả trong cuốn sách này.
3. Sự phát triển PRF từ PRP
Vào đầu những năm 2000, trọng tâm của nghiên cứu tại Pain Clinic ở Nice, Pháp là cố gắng giải quyết các vấn đề liên quan đến máu gây ra các vết loét lớn thường để lại cho bệnh nhân những vết thương mãn tính lớn có khả năng phải cắt cụt chi. Vào thời điểm đó, một số nhóm nghiên cứu đã gợi ý rằng PRP, chủ yếu được sử dụng như một liều siêu sinh lý của các yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ máu, có thể tăng cường chữa lành vết thương. Mặc dù vậy, mong muốn phát triển một tiểu cầu cô đặc mới mà không cần sử dụng chất chống đông máu (chất ức chế chữa lành vết thương đã biết) là mục tiêu chính. Với những khái niệm này, các nghiên cứu sâu hơn vào đầu những năm 2000 đã được thực hiện để phát triển thứ ngày nay được gọi là tiểu cầu cô đặc thế hệ thứ hai mà không sử dụng các yếu tố chống đông máu. Giao thức này được phát triển bằng cách sử dụng một quy trình ly tâm đơn giản hơn, chỉ cần 1 chu kỳ 12 phút ở tốc độ 2700 vòng / phút (750 g). Mục tiêu ban đầu là quay ở tốc độ ly tâm cao để tách các lớp giữa hồng cầu màu đỏ và chất lỏng trong suốt bao phủ có chứa bạch cầu và huyết tương. Vì không có chất chống đông máu nào được sử dụng, nên kết quả là 1 mạng lưới fibrin 3 chiều được gọi là PRF. Nghiên cứu bổ sung từ các nhóm khác nhau trên thế giới đã chỉ ra tác động rõ rệt của các tế bào bạch cầu được tìm thấy trong mạng lưới fibrin và sự tham gia của chúng trong quá trình chữa lành vết thương. Vì những lý do này, sự bảo vệ được cải thiện đối với các mầm bệnh ngoại lai đã được quan sát thấy khi phẫu thuật được thực hiện với PRF, dẫn đến kết quả lâm sàng thuận lợi hơn dẫn đến tỷ lệ nhiễm trùng thấp hơn.
Ngoài ra, đại thực bào và bạch cầu trung tính có trong PRF tự nhiên là một trong những tế bào đầu tiên được tìm thấy trong vết thương bị nhiễm trùng. Vì những lý do này, việc sử dụng PRF trong quá trình phẫu thuật làm tăng số lượng của chúng ở giai đoạn đầu của quá trình chữa bệnh, do đó đóng vai trò trung tâm trong quá trình thực bào của các mảnh vụn, vi khuẩn và các mô hoại tử, cũng như chỉ đạo sự tái sinh trong tương lai của các mô này thông qua việc giải phóng các cytokine và yếu tố tăng trưởng. Ba thành phần chính của PRF đã được ghi nhận là những thành phần quan trọng hỗ trợ quá trình tái tạo mô. Như minh họa trong Hình 1.3, PRF không chỉ chứa các tế bào chủ mà còn chứa một mạng lưới fibrin ba chiều chứa các yếu tố tăng trưởng khác nhau. Chúng bao gồm yếu tố tăng trưởng biến đổi beta (TGF-beta), PDGF và VEGF, yếu tố tăng trưởng insulin (IGF) và yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGF). Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra một cách cụ thể hơn cách bạch cầu (chứ không phải tiểu cầu) là tác nhân chính trong quá trình chữa lành vết thương mô và có khả năng tăng cường hơn nữa sự hình thành mạch máu mới (tạo mạch) và hình thành mô.
Cũng cần lưu ý rằng PRF không chỉ được sử dụng trong nha khoa và nhiều nghiên cứu đã được dành riêng cho việc sử dụng nó trong các lĩnh vực y học khác nhau. Gần đây, PRF đã cho thấy khả năng điều trị lâm sàng các vết loét khó lành ở chân bao gồm loét chân do tiểu đường, loét chân tĩnh mạch và loét chân mãn tính. Hơn nữa, PRF đã có những kết quả tích cực đối với loét tay, dị tật mô mềm trên khuôn mặt, cắt túi mật nội soi, …. Bằng cách tăng lượng máu đến các vị trí khiếm khuyết do các nguyên nhân khác nhau, việc chữa lành vết thương và tái tạo mô thuận lợi có thể diễn ra. Bây giờ chúng ta biết rằng PRF phục vụ tất cả ba tiêu chí quan trọng để tái tạo mô bao gồm 1) đóng vai trò như một mạng lưới fibrin ba chiều, 2) bao gồm các tế bào tự thân như bạch cầu, đại thực bào, bạch cầu trung tính và tiểu cầu, và 3) đóng vai trò như một kho chứa tự nhiên các yếu tố tăng trưởng có thể được giải phóng trong khoảng thời gian từ 10 đến 14 ngày. Nghiên cứu hiện chứng minh rằng mỗi vai trò số ba vai trò này của quá trình tái tạo mô đều quan trọng trong quá trình chữa lành vết thương bằng PRF.
3.1. Các loại tế bào chính trong PRF
Mục đích của chương giới thiệu này không phải là giới thiệu các loại tế bào quan trọng được tìm thấy trong PRF. Điều này sẽ được mô tả sau trong bài sau. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là PRF chứa một số tế bào bao gồm tiểu cầu, bạch cầu, đại thực bào, bạch cầu hạt và bạch cầu trung tính. Sau chu trình ly tâm, phần lớn các tế bào này nằm trong mạng lưới fibrin ba chiều. Như đã nêu trước đây, việc chỉ bổ sung máu vào vật liệu xương đã được chứng minh là cải thiện đáng kể quá trình hình thành mạch ở vết thương. Một trong những điểm khác biệt chính giữa PRF và PRP được sử dụng trước đây là sự kết hợp của bạch cầu trong PRF. Một số nghiên cứu đã chỉ ra tầm quan trọng chính của chúng trong quá trình chống lây nhiễm cũng như ý nghĩa của chúng trong điều hòa miễn dịch. Hơn nữa, chúng đóng một vai trò quan trọng trong quá trình tích hợp vật liệu sinh học-vật chủ. Do những lợi ích bổ sung của bạch cầu, không có gì đáng ngạc nhiên khi biết rằng nhổ răng hàm thứ ba đã cho thấy một cách cụ thể việc giảm nhiễm trùng viêm cốt tủy xương hàm tới 10 lần cũng như làm lành vết thương hơn sau khi đặt PRF đơn giản vào ổ nhổ. Do đó, sự tồn tại của các tế bào tự thân chứa trong PRF, hầu hết các loại bạch cầu, nên được coi là một lợi thế chính trong quá trình điều trị tái tạo.
3.2. Mạng lưới fibrin tự nhiên và các đặc tính sinh học của nó
Điểm khác biệt chính thứ hai giữa PRF và PRP như đã đề cập trước đây là thiếu chất chống đông máu, do đó dẫn đến mạng lưới fibrin (Hình 1.4). Đương nhiên nếu không có chất chống đông máu thì máu sẽ đông lại và vì những lý do này, phải tiến hành ly tâm ngay sau khi lấy máu. Các quy trình ban đầu được thiết lập theo đó 10 mL máu được thu thập và ly tâm trong 12 phút với tốc độ 2700 vòng / phút (750g). Trong các bài sau, khái niệm sinh học về việc sử dụng tốc độ và thời gian ly tâm thấp hơn sẽ được thảo luận. Tuy nhiên, thứ từng được cho là chất mang các yếu tố tăng trưởng và tế bào, mạng lưới fibrin kể từ đó đã được chứng minh là một tính năng chính của PRF. Mạng lưới PRF hoạt động như một thành phần chính của quá trình lành thương như được nêu rõ trong chi tiết khoa học kỹ thuật trong bài sau.
3.3. Cytokine chứa trong PRF
Ưu điểm chính thứ ba của PRF là nó có chứa các yếu tố tăng trưởng tự nhiên được tìm thấy trong máu. Trong khi vai trò sinh học của chúng sẽ được giải thích trong bài sau, PRF chứa TGF-beta, một tác nhân đã biết chịu trách nhiệm cho sự tăng sinh nhanh chóng của các loại tế bào khác nhau được tìm thấy trong khoang miệng. Yếu tố tăng trưởng chính khác của nó là PDGF, một chất điều hòa cần thiết cho sự di chuyển, tăng sinh và tồn tại của các tế bào trung mô. Yếu tố tăng trưởng quan trọng thứ ba trong PRF là VEGF chịu trách nhiệm hình thành mạch và tạo máu trong tương lai cho các mô bị tổn thương. Các yếu tố tăng trưởng khác là yếu tố tăng trưởng biểu bì và yếu tố tăng trưởng giống insulin, cả hai yếu tố điều hòa sự tăng sinh và phân chia của nhiều loại tế bào được mô tả sau trong bài sau. Sự kết hợp của 1) tế bào chủ, 2) mạng fibrin ba chiều và 3) các yếu tố tăng trưởng có trong PRF hoạt động để tăng cường hiệp đồng việc chữa lành và tái tạo vết thương nhanh hơn và mạnh hơn.
4. Kết luận
Việc sử dụng PRF phổ biến ngày càng lớn và ổn định kể từ lần đầu tiên nó được giới thiệu trong y học để điều trị các vết loét và vết thương ở chân khó chữa lành. Mặc dù được mô tả như một chất cô đặc tiểu cầu thế hệ thứ hai, một trong những ưu điểm chính của PRF là được sản xuất mà không sử dụng chất chống đông máu hoặc các sản phẩm phụ không tự nhiên khác để ngăn chặn quá trình đông máu và do đó được coi là tự thân và tự nhiên 100%. PRF chứa ba khía cạnh quan trọng đối với việc chữa lành vết thương mô, bao gồm 1) tế bào chủ, 2) mạng fibrin ba chiều và 3) tích tụ các yếu tố tăng trưởng, các tác dụng hiệp đồng của nó thường xuyên được công nhận trong nha khoa, đặc biệt nhất là trong việc chữa lành vết thương mô mềm. Các chiến lược trong tương lai để cải thiện các công thức và kỹ thuật PRF đang tiếp tục được nghiên cứu để nâng cao hơn nữa các kết quả lâm sàng sau các quy trình tái tạo sử dụng công nghệ này.
Nguồn: Miron, R. J., & Choukroun, J. (2017). Platelet rich fibrin in regenerative dentistry: Biological background and clinical indications. John Wiley & Sons Ltd.