Żele płytkowe i kleje fibrynowe, żele
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
laboratorium medyczne |
żele płytkowe i kleje fibrynowe
Jolanta Kubis
Zakład Transfuzjologii i Organizacji Służby Krwi
Instytut Hematologii i Transfuzjologii, Warszawa
cjalnie zwiększa ryzyko przeniesienia zakażeń
wirusowych. Wprawdzie restrykcyjne wymogi
odnośnie stosowanych badań wirusologicznych
oraz badań metodami biologii molekularnej
zwiększają bezpieczeństwo pobranej krwi oraz
składników z niej wyprodukowanych, jednak
nie można stwierdzić, że ryzyko przeniesienia
wirusów nie istnieje. Dlatego obecnie w wielu
krajach prowadzone są badania nad otrzy-
maniem coraz lepszych, bezpieczniejszych
produktów wspomagających klejenie ran,
wykazujących właściwości uszczelniające oraz
umożliwiających przenoszenie leków. Produkty
te przygotowywane są z autologicznego osocza
i z autologicznego koncentratu krwinek płytko-
wych (5, 8, 10, 13).
Żele płytkowe
i kleje fibrynowe
Streszczenie
W ciągu ostatnich dwudziestu lat coraz
większym zainteresowaniem cieszą się
produkty krwiopochodne zastępujące
lub wspomagające szwy chirurgiczne po
różnego rodzaju operacjach. Są to tzw.
kleje fibrynowe i żele płytkowe.
Żel płytkowy składa się z dwóch kompo-
nentów: osocza bogatopłytkowego oraz
roztworu trombiny i chlorku wapnia. Pod-
stawowymi składnikami kleju fibrynowego
są fibrynogen i trombina, które zmieszane
ze sobą w obecności czynnika XIII i chlorku
wapnia naśladują końcowy etap mechani-
zmu krzepnięcia krwi.
Korzystne działanie zarówno żeli płytkowych,
jak i klejów fibrynowych wykazano w różnych
specjalnościach chirurgicznych.
Summary
Fibrin glue is a biological tissue adhe-
sive which consists of fibrinogen and
thrombin. The combination of these two
components initiates the final stages of
coagulation.
An alternative to fibrin glue is autologous
platelet gel. Unlike fibrin glue, platelet
gel contains potent growth factors (PDGF,
TGF-
β
, EGF, VEGF) indispensable for initia-
tion of tissue repair and regeneration at
the wound site.
Both fibrin glue and autologous platelet
gel have been used as sealants, hemo-
static agents and adhesives in various
fields of surgery. They have proved to be
simple, safe and cost effective.
Autologiczne
żele płytkowe
Zastosowanie autologicznego żelu płytko-
wego opisano w 1972 roku, ale dopiero
w latach 90. XX wieku, wraz z rozwojem
nowych technik separacji składników krwi
oraz rozwinięciem technik chirurgicznych,
rozpoczęto bardzo intensywne badania
w kierunku jego zastosowania.
Żel płytkowy składa się z dwóch komponen-
tów: osocza bogatopłytkowego oraz roztworu
trombiny i chlorku wapnia. W momencie
aplikacji żelu, gdy jego składniki mieszają się
ze sobą, aktywowane są krwinki płytkowe.
W wyniku aktywacji dochodzi do uwalniania
z ziarnistości gęstych i z ziarnistości-
α
wielu
aktywnych terapeutycznie czynników wzrostu.
Funkcje, jakie pełnią one w procesie gojenia
i rekonstrukcji tkanek, przedstawiono w ta-
beli 1 (2, 8, 14).
W doświadczeniach przeprowadzonych na
zwierzętach udowodniono, że w przypadku
zastosowania żelu płytkowego, który zawiera
wysokie stężenie czynników wzrostu, wła-
ściwości lecznicze i regenerujące żelu mogą
być wykorzystane w przeprowadzaniu wielu
skomplikowanych operacji zarówno tkanek
miękkich, jak i twardych.
Początkowo żele
płytkowe używane były jako produkt wspo-
magający w operacjach kardiologicznych.
Po dalszych doświadczeniach chirurgów,
opisanych w fachowej literaturze, można było
stwierdzić, że zastosowanie żelu płytkowego
przyspiesza regenerację kości, zmniejsza stan
zapalny, a także powoduje zmniejszenie utraty
krwi oraz poprawę gojenia ran. Zastosowanie
żelu płytkowego zostało wykorzystane w ope-
racjach u chorych poddawanych całkowitej
rekonstrukcji stawów (biodrowego, łopatki),
przy złamaniach i ubytkach kości, zrastaniu
Słowa kluczowe
żel płytkowy, koncentrat krwinek płyt-
kowych, klej fibrynowy, osocze świeżo
mrożone
Key words
platelet gel, platelet concentrates, fibrin
glue, fresh frozen plasma
Wstęp
Od wielu lat chirurdzy zadają sobie pytanie:
w jaki sposób najlepiej, najszybciej i najsku-
teczniej zregenerować tkanki uszkodzone
w wyniku urazu lub toczącego się w nich
procesu zapalnego? Pomimo rozwoju no-
woczesnych technik chirurgicznych oraz
poprawy kontroli śródoperacyjnej hemostazy
wciąż trwają poszukiwania idealnego czyn-
nika hemostatycznego. Techniczne nowości
obejmują coraz to lepsze materiały używane
do szycia ran, metalowe staplery i klipsy
oraz całą gamę naturalnych i syntetycznych
czynników hemostatycznych. Dlatego też
coraz większym zainteresowaniem cieszą się
produkty krwiopochodne zastępujące lub
wspomagające szwy chirurgiczne stosowane
w różnego rodzaju zabiegach operacyjnych.
Są to tzw. żele płytkowe i kleje fibrynowe.
Komercyjne kleje fibrynowe, których głównym
składnikiem jest koncentrat fibrynogenu, pro-
dukowane są ze zlewanego osocza, co poten-
Czynnik wzrostu
Skrót
Funkcje
naskórka
EGF –
epidermal growth factor
Wzmaga proliferację komórek
mezenchymalnych, glejowych i naskórka
fibroblastów
FGF –
fibroblast growth factor
Wzmaga proliferację wielu komórek, indukuje
mezodermę do formowania zarodka
płytkowy
PDGF –
platelet-derived growth
factor
Wzmaga proliferację tkanki łącznej oraz komórek
mięśni gładkich, stymuluje angiogenezę
przekształcający
TGF
– transforming growth factor
(alfa, beta)
Alfa – wzmaga leczenie ran;
beta – przeciwzapalny, hamuje proliferację
limfocytów i makrofagów, stymuluje regenerację
kości
naczyniowo-
-śródbłonkowy
VEGF –
vascular endothelial
growth factor
Wzmaga: angiogenezę, mitogenezę
i przepuszczalność naczyń (szczególnie
śródbłonka)
Tabela 1. Czynniki wzrostu w krwinkach płytkowych (2).
68
Laboratorium |
3
/2006
żele płytkowe i kleje fibrynowe
| laboratorium medyczne
kręgów, resekcji obojczyka czy wziernikowaniu
stawu barkowego (8).
wzrostu. Pierwsza faza agregacji (odwracalna)
krwinek płytkowych polega na tworzeniu
licznych agregatów, bez opróżniania ziarni-
stości. Wraz z nagromadzeniem się trombiny
powstaje zbity czop hemostatyczny – jest to
druga faza agregacji (nieodwracalna). Kurczenie
się włókien fibryny i trombasteniny powoduje
retrakcję skrzepu i zbliżenie się do siebie ścian
uszkodzonego naczynia (12).
Funkcje krwinek płytkowych
Rola krwinek płytkowych w procesie hemostazy
sprowadza się przede wszystkim do udziału
w pierwszych fazach procesu krzepnięcia, które
występują niemal jednocześnie. Są to: adhezja,
reakcja uwalniania, agregacja i retrakcja skrzepu.
Pod wpływem kontaktu z kolagenem krwinki
płytkowe wykazują zdolność adhezji (przylega-
nia) do tkanki podśródbłonkowej. W procesie
tym biorą udział: glikoproteina Ia (GPIa), czyn-
nik von Willebranda (vWF) i krwinki czerwone.
W czasie kontaktu z kolagenem dochodzi do
zmiany kształtu krwinki płytkowej z owalnego
na kulisty z długimi wypustkami cytoplazma-
tycznymi (fot. 1), obkurczenia mikrokanalików
na obwodzie oraz wydzielania substancji zmaga-
zynowanych w ziarnistościach gęstych: wapnia,
ADP, ATP, serotoniny i nieorganicznego fosfo-
ranu. Jest to pierwszy etap uwalniania. Następnie
poprzez aktywację syntezy prostaglandyn oraz
wytworzenie i rozpad tromboksanu dochodzi
do sekrecji fibrynogenu,
β
-tromboglobuliny
i kwaśnych hydrolaz oraz płytkowych czynników
Metody otrzymywania żelu płytkowego
Podstawowym składnikiem żelu płytkowego
jest osocze bogatopłytkowe lub koncentrat
krwinek płytkowych (KKP). Osocze bogato-
płytkowe i koncentraty krwinek płytkowych
otrzymywane są metodami manualnymi lub
automatycznymi – afereza (8, 10). Metody
automatyczne z użyciem separatorów komór-
kowych pozwalają na uzyskanie dużej objętości
KKP (200-300 ml) od jednego dawcy o zawarto-
ści krwinek płytkowych powyżej 3 x 10
11
.
W ostatnich latach pojawiły się w literaturze
fachowej doniesienia opisujące wykorzystanie
specjalnej aparatury, która w warunkach od-
działu szpitalnego może być wykorzystywana
do produkcji koncentratu krwinek płytkowych.
Fot. 1. Aktywacja krwinek płytkowych
(Zucker-Franklin D., Greaves M.F., Grossi C.E.,
Marmont A.M.:
Atlas of blood cells
. Vol. 2,
second edition, 1988).
Zaletami takich urządzeń są automatycznie wy-
standaryzowane warunki preparatyki (temperatu-
ra, czas, siła wirowania) oraz jednorazowe zestawy
umożliwiające otrzymanie KKP z niewielkiej ilo-
ści krwi pacjenta. Krwinki płytkowe izolowane są
z krwi pełnej (55 ml), która wirowana jest w spe-
cjalnej wirówce (fot. 2). Otrzymany koncentrat
ma około 6 ml objętości (fot. 3). Metoda ta jest
szybka, a końcowy produkt można zastosować
po około 15 minutach.
Laboratorium |
3
/2006
69
69
laboratorium medyczne |
żele płytkowe i kleje fibrynowe
Rys. 1. Aplikator do żelu płytkowego.
powierzchni (7). Inne fabryczne zestawy
umożliwiają wstrzykiwanie kleju fibrynowego
do krwawiących punktowo zmian w obrębie
przewodu pokarmowego i drzewa oskrzelo-
wego, a także przez trokar do uzyskania he-
mostazy w chirurgii laparoskopowej (11). Klej
fibrynowy jest powszechnie wykorzystywany
do uzyskania hemostazy niemal we wszystkich
specjalnościach chirurgicznych. Działanie
kleju fibrynowego nie jest zależne od układu
krzepnięcia pacjenta. Stwarza to możliwość wy-
korzystania kleju nawet w przypadkach, kiedy
pacjent zażywa antykoagulanty czy występuje
u niego wewnętrzny defekt w układzie krzep-
nięcia. Według Elaine Eyster klej fibrynowy jest
stosowany od ponad 10 lat w Europie, Izraelu
i Kanadzie do kontroli krwawienia w miejscu
ekstrakcji dentystycznej u pacjentów ze zwięk-
szonym ryzykiem krwawienia lub stosujących
antykoagulanty (1).
Fot. 2. Wirówka do preparatyki koncentratu
krwinek płytkowych.
wojskom walczącym na odległych frontach.
W 1944 roku wykorzystano mieszaninę fibry-
nogenu i trombiny do przytwierdzenia prze-
szczepów skórnych u poparzonych żołnierzy.
Efekty terapeutyczne nie były zadowalające
z powodu małej siły przylegania oraz zainfe-
kowania ran. Słabe właściwości adhezyjne były
następstwem zbyt małego stężenia stosowanego
fibrynogenu, które zostało znacznie podwyż-
szone wraz z rozwojem nowych technik jego
otrzymywania (7). Obecnie jest on powszechnie
dostępny m.in. w Europie, Stanach Zjednoczo-
nych, Kanadzie czy Japonii.
Metody otrzymywania klejów
fibrynowych
Dostępne komercyjne kleje fibrynowe są
otrzymywane metodami frakcjonowania allo-
genicznego pulowanego osocza. Alternatywą
dla klejów komercyjnych jest produkcja auto-
logicznego kleju fibrynowego przed planowa-
ną operacją. Przewaga produktów handlowych
nad klejami autologicznymi, otrzymywanymi
w placówkach służby krwi, polega na tym, że
stężenie komponentów jest wystandaryzowa-
ne. Nie oznacza to jednak, że w warunkach
laboratoryjnych nie można wystandaryzować
określonej metody otrzymywania kleju.
Zakres stężenia fibrynogenu w komercyjnych
produktach wynosi 40-115 mg/ml (7). W pro-
dukcie otrzymywanym w placówkach służby
krwi stężenie to waha się w granicach 15-70 mg/
ml. W przeciwieństwie do klejów fibrynowych
stężenie fibrynogenu w żelach płytkowych osiąga
taką samą wartość jak w osoczu (2-4 mg/ml).
Preparatykę koncentratu fibrynogenu z osocza
świeżo mrożonego w warunkach labora-
toryjnych można przeprowadzać różnymi
metodami. Metoda preparatyki powinna być
prowadzona w taki sposób, aby ryzyko zaka-
żeń wirusologicznych i bakteryjnych było jak
najmniejsze, natomiast stężenie takich białek
czynnych terapeutycznie, jak fibrynogen,
czynnik XIII czy fibronektyna, jak największe.
Nieobojętne są tu również: obecność substancji
precypitujących i czas preparatyki. W piśmien-
nictwie najczęściej opisywane są metody precy-
pitacji z zastosowaniem soli nieorganicznych
(siarczan amonu), glikolu polietylenowego
czy innych rozpuszczalników organicznych
Fot. 3. Osocze bogatopłytkowe po odwirowaniu.
Kleje fibrynowe i ich aplikacja
Kleje fibrynowe wytwarzane są z osocza. Są to
produkty złożone, zawierające wiele aktywnych
związków, z których każdy wpływa na osiągnię-
cie określonego efektu terapeutycznnego.
Podstawowymi składnikami kleju fibrynowego
są fibrynogen i trombina, które zmieszane ze
sobą w obecności czynnika XIII i chlorku
wapnia naśladują końcowy etap mechanizmu
krzepnięcia krwi. Powstający włóknik ma
wygląd białej, elastycznej masy, która ma wła-
ściwości klejące i doskonale przylega do tkanki,
wywołując miejscową hemostazę. Szybkość
zestalania się kleju zależy od stężenia trombiny.
Natomiast siła przylegania skrzepu jest wprost
proporcjonalna do stężenia fibrynogenu (9).
Klej nie powoduje reakcji organizmu na ciało
obce, a także ulega całkowitej biodegradacji
w ciągu kilku tygodni. Takie właściwości kleju
stwarzają możliwość jego zastosowania na
wilgotne powierzchnie krwawiących narządów
miąższowych, gdzie działają hemostatycznie,
a tworzona przez nie blizna jest elastyczna.
Dwuskładnikowy klej fibrynowy nakłada się na
tkankę za pomocą specjalnego zestawu składa-
jącego się z dwóch jednakowych strzykawek
ze wspólnym tłokiem. Wspólny tłok zapewnia
dostarczanie obu komponentów w jednakowej
objętości. Składniki mieszają się ze sobą do-
piero w igle aplikacyjnej bezpośrednio przed
nałożeniem na powierzchnię krwawiącej tkan-
ki (4). Baker i Spotnitz opisali technikę użycia
„sprayu” w przypadku krwawień z rozległych
Do użytku klinicznego zamiast osocza boga-
topłytkowego stosowany jest również kożuszek
leukocytarno-płytkowy, którego dużą zaletą
jest możliwość fagocytowania bakterii często
znajdujących się w miejscu rany.
Żel płytkowy nakłada się na tkankę za pomocą
dwóch strzykawek różniących się pojemno-
ścią, które zaopatrzone są w jeden wspólny
tłok (rys. 1). Dwa podstawowe składniki żelu
(osocze bogatopłytkowe i roztwór trombiny
z chlorkiem wapnia), które znajdują się
w oddzielnych strzykawkach, mieszane są ze
sobą w stosunku objętościowym 10:1 w chwili
nakładania.
Żel płytkowy, podobnie jak klej
fibrynowy, może być również nakładany tech-
niką rozpylania w przypadku rozległych ran.
Klej fibrynowy
– rys historyczny
Produkcja produktów osocza i jego pochod-
nych rozwinęła się podczas II wojny światowej
w Stanach Zjednoczonych w wyniku potrzeby
dostarczania produktów krwiopochodnych
70
Laboratorium |
3
/2006
żele płytkowe i kleje fibrynowe
| laboratorium medyczne
(alkohol etylowy), jak również metody krioprecypitacji (pojedynczej
i podwójnej) (3, 11, 15).
Najpowszechniejszą wśród opisywanych metod jest krioprecypitacja,
która polega na cyklicznym zamrażaniu i rozmrażaniu osocza oraz
jego wirowaniu. Cały proces preparatyki odbywa się w układzie
zamkniętym, co zabezpiecza końcowy produkt przed zanieczyszcze-
niami mikrobiologicznymi. W celu zwiększenia stężenia fibrynogenu
oraz towarzyszących mu białek stosuje się podwójną krioprecypitację,
w wyniku której czas przygotowania jednostki koncentratu fibry-
nogenu wynosi około 4 dni. Dla porównania metoda pojedynczej
krioprecypitacji zajmuje 2 dni, a w wyniku tego procesu otrzymuje
się około 10-12 ml koncentratu fibrynogenu. Metoda krioprecypitacji
jest metodą łatwą do wykonania i powtarzalną. Powtarzalność stwarza
możliwość wystandaryzowania tej metody.
Innymi stosowanymi metodami są precypitacje siarczanem amonu
i glikolem polietylenowym. Precypitacja odbywa się w warunkach tempe-
ratury pokojowej (4). Preparatykę przeprowadza się w układzie otwartym,
dlatego też wymagane są sterylne odczynniki i sprzęt jednorazowego
użytku, a cały proces odbywa się w komorze z laminarnym przepływem
powietrza. Końcowa objętość produktu, w którym obecne są związki
precypitujące, wynosi około 1-3 ml. Czas trwania preparatyki jest krótki
w porównaniu z krioprecypitacją i wynosi 0,5-3 godziny.
Do sporządzenia kleju fibrynowego koncentrat fibrynogenu i roztwór
trombiny w chlorku wapnia miesza się w stosunku 1:1. Dlatego końcowa
objętość stosowanego kleju wynosi w metodzie krioprecypitacji 20-24 ml,
a w pozostałych opisanych metodach 2-6 ml.
W Polsce nie produkuje się komercyjnego kleju fibrynowego. Nato-
miast można go wytwarzać rutynowo w placówkach służby krwi, co
wiąże się z opracowaniem optymalnej, wystandaryzowanej metody
jego otrzymywania.
Bezpieczeństwo związane ze stosowaniem autologicznych klejów
tkankowych powoduje, że zainteresowanie tymi produktami w różnych
dziedzinach medycyny jest coraz większe. Nie można pominąć także
aspektu ekonomicznego. Metody z wykorzystaniem profesjonalnej
aparatury są tańsze niż komercyjne produkty krwiopochodne, a dobry
stan pacjenta skraca jego pobyt w szpitalu.
Piśmiennictwo
1. Alving B.M., Weinstein M.J., Finlayson J.S.
et al
.:
Fibrin sealant: summary of a conference on
characteristics and clinical uses
. “Transfusion” 1995, 35(9), s. 783-790.
2. Appel T.R. et al.:
Platelet concentrates for growth factor enrichment
. “Clin. Oral Impl. Res.”,
2002, 13, s. 522-528.
3. Casali B., Rodeghiero F., Tosetto A.
et al.
:
Fibrin glue from single-donation autologous plasma-
pheresis
. “Transfusion” 1992, 32, s. 641-643.
4. Gibble J.W., Ness P.M.:
Fibrin glue: the perfect operative sealant?
“Transfusion”, 1990, 30(8),
s. 741-747.
5. Komatsu F., Yoshida S.:
Large volume apheresis of autologous plasma and preparation of auto-
logous fibrin glue from the plasma
. “Therapeutic Apheresis”, 2001, 5(1), s. 12-16.
6. Lachert E., Antoniewicz-Papis J. i wsp.:
Klej fibrynowy
. „Blok operacyjny”, 2002, 2(5), s. 80-83.
7. MacGillivray T.E.:
Fibrin sealants and glues
. “J. Card Surg”, 2003,18, s. 480-485.
8. Mazzucco L., Medici D., Serra M. et al.:
The use of autologous platelet gel to treat difficult-to-
-heal wounds: a pilot study
. “Transfusion”, 2004, 44, s. 1013-1018.
9. Milne A.A.:
Clinical impact of fibrin sealants
. “Vox Sanguinis”, 2004, 87 (suppl. 2), S29-S30.
10. O`Neill E.M., Zalewski W.M., Eaton L.J.
et al.:
Autologous platelet-rich plasma isolated using
the Haemonetics Cell Saver 5 and Haemonetics MCS+ for the preparation of platelet gel
.
“Vox Sanguinis”, 2001, 81, s. 172-175.
11. Radosevich M., Goubran H.A., Burnouf T.:
Fibrin sealant: scientific rationale, production
methods, properties, and current clinical use
. “Vox Sanguinis”, 1997, 72, s. 133-143.
12. Rao G.H.R., Escolar G., White J.G.:
Biochemistry, physiology and function of platelet stored as
concentrates
. “Transfusion”, 1993, 33, s. 766-778.
13. Reiss R.F., Mehmet C.Oz.:
Autologous fibrin glue – production and clinical use
. “Transfusion
Med. Rev.”, 1996, 10(2), s. 85-92.
14. Ross R., Raines E.W., Bowen-Pope D.F.:
The biology of platelet-derived growth factor
. “Cell”,
1986, 46, s. 155-169.
15. Spotnitz W.D., Mintz P.D.
et al.:
Fibrin glue from stored human plasma. An inexpensive and efficient
method for local blood bank preparation
. “The American Surgeon”, 1987, 53(8), s. 460-462.
Zastosowanie żeli płytkowych
i klejów fibrynowych
Korzystne działanie zarówno żeli płytkowych, jak i klejów fibrynowych
wykazano w różnych specjalnościach chirurgicznych: w chirurgii serco-
wo-naczyniowej, klatki piersiowej, urazowej, onkologicznej, plastycznej,
przewodu pokarmowego, a także w neurologii, urologii, ortopedii,
ginekologii, chirurgii małoinwazyjnej i stomatologicznej (11, 13).
W chirurgii naczyniowej stosowano klej fibrynowy, który był jednocześnie
nośnikiem czynnika wzrostu, pobudzającego fibroblasty do pokrycia protez
naczyniowych (1). Z innych badań wynika, że technika ta może również
zmniejszać osadzanie płytek krwi i wczesne powstawanie zakrzepu w protezie.
Klej fibrynowy ulegający bioresorpcji może być szczególnie cenny w prze-
noszeniu wielu związków takich jak heparyna czy czynniki wzrostu.
Chirurgia plastyczna jest jedną ze specjalności zabiegowych, w któ-
rej najczęściej stosuje się klej fibrynowy, szczególnie w przypadku
leczenia ran oparzeniowych oraz przeszczepiania skóry (zwiększone
przywieranie do podłoża oraz długotrwała żywotność przeszczepianej
skóry). W badaniach klinicznych u chorych poddanych zabiegowi ,,face
liftingu” zastosowanie kleju fibrynowego eliminowało potrzebę drenażu
oraz statystycznie zmniejszało częstość powstawania rozległych krwia-
ków i obrzęku (6). Obecnie coraz częściej w tej dziedzinie medycyny
stosowane są żele płytkowe, przyspieszające gojenie ran.
Kliniczne doświadczenia sugerują, że żel płytkowy jest niezastąpiony
w uszczelnianiu i gojeniu dużych powierzchni ran, stabilizacji prze-
szczepów, w dojrzewaniu i wzroście kości oraz, podobnie jak klej
fibrynowy, utrzymaniu hemostazy.
Laboratorium |
3
/2006
71
71
[ Pobierz całość w formacie PDF ]