DT News - Italy - Concentrati piastrinici: Ingegneria tissutale o medicina rigenerativa?

Luca Barbera

mer. 11 luglio 2018

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Le metodiche PPCE (Preparati per Concentrazione Ematica) consistono nella concentrazione, a partire da sangue autologo, di piastrine, leucociti fibrina e plasma, in diverse reciproche proporzioni e forme di aggregazione (liquida o gelificata). Vengono utilizzate per favorire i normali processi di guarigione postchirurgica, minimizzare le complicanze quali dolore, edema, sanguinamento e per favorire la rigenerazione tissutale.

Questo è reso possibile dalla capacità dei PPCE di promuovere ed ottimizzare la formazione di un coagulo di fibrina, attraverso il quale si verificherà una liberazione di fattori di crescita, conseguentemente alla normale funzionalità piastrinica (adesione – aggregazione – attivazione - degranulazione).

I diversi tipi di Preparati per Concentrazione Ematica (PPCE), sono stati utilizzati a partire dagli anni ’70 come ad esempio la colla di fibrina, ottimizzati e differenziati a seconda della tecnica produttiva, fino agli attuali CGF. I PPCE sono stati definiti come avanzati sistemi autologhi di accelerazione della guarigione di qualsiasi ferita, sia patologica che chirurgica.

Partendo da alcuni basilari concetti di biologia della coagulazione, analizzeremo i diversi tipi di PPCE in relazione alla modalità di preparazione ed alle caratteristiche istologiche. Passeremo a considerare l’applicazione clinica fatta nel corso degli anni, con particolare riferimento al campo Odontoiatrico e della Chirurgia Orale.

Note di biologia delle piastrine
Le piastrine vengono prodotte nel midollo osseo a partire da cellule progenitrici di grosse dimensioni (60 micron), i Megacariociti, se ne possono contare 150-350 k/microL di sangue la cui formazione, a partire dai precursori midollari, è regolata dall’ormone Trombopoietina. La figura 1 ne evidenzia gli eventi formativi.

Hanno forma discoide con un diametro medio compreso tra i 2 ed i 4 microL. Il contenuto Citoplasmatico è rappresentato da granuli che vedremo contenere diversi fattori, i quali intervengono nel meccanismo di coagulazione ematica e di detrazione del coagulo insito nella riparazione del danno tissutale, prendendo parte ai processi emostatici e coagulativi. L’attività pro-coagulativa delle piastrine stesse prende origine dalla degranulazione piastrinica successiva alla loro attivazione (Figg. 2, 3)¹. Più in generale, la loro attività si manifesta in tutte le fasi della guarigione delle ferite; partendo dall’iniziale fase infiammatoria in cui i fattori di crescita piastrinici intervengono nella modulazione dell’attività fibroblastica, che in associazione alle citochine favoriscono la formazione del tessuto di granulazione. Nella fase proliferativa concorrono all’organizzazione del tessuto di granulazione sito in posizione subepiteliale supportando la formazione di collagene immaturo. Nella fase di rimodellamento le citochine ed i fattori di crescita piastrinici concorrono alla sostituzione del collagene immaturo, con forma molecolare di tipo I. Questo porta ad un progressivo rimaneggiamento e rimodellamento della zona in fase di guarigione^{2, 3} (Figg. 4-6). Il razionale della preparazione dei PPCE sta proprio nella attività svolta dalle piastrine di innesco, mantenimento e regolazione dei processi riparativi. Applicabile anche, per esempio in ambito odontoiatrico, alla guarigione di un alveolo post-estrattivo; in questo caso i processi di guarigione per seconda intenzione portano alla rigenerazione ossea e sono anch’essi sotto il controllo dell’attività piastrinica e linfocitaria².

Background dei PPCE
I primi PPCE ad essere utilizzati venivano ottenuti dalle PPP (platelet poor plasma); ossia colla di fibrina utilizzata in chirurgia nei primi anni ’70. Successivamente negli anni ’90 si è passati alle PRP (platelet rich plasma) in quanto venne dimostrata la loro alta concentrazione di fattori di crescita. Per la prima volta se ne proponeva l’utilizzo nel campo della chirurgia orale e maxillofacciale. Partendo dalla forma liquida, si procedeva alla gelificazione mediante l’utilizzo di trombina bovina. Nel 2006 Choukroun codificò la preparazione di concentrati piastrinici anche in forma gelificata senza l’utilizzo di procoagulanti di origine animale, utilizzando solamente i meccanismi endogeni procoagulanti (Fig. 7)⁴; si iniziò così a parlare di PRF (Plasma Rich Fibrine). A partire da questo periodo, diversi autori intrapresero studi e sperimentazioni su protocolli di preparazione differenti; con l’obiettivo di controllare la composizione dei diversi tipi di PPCE e quindi di modularne anche l’attività svolta in ambito rigenerativo. I protocolli di centrifugazione, gli studi istologici ed istomorfometrici sono eseguiti al fine di caratterizzare con sempre maggior efficacia e precisione i differenti tipi di preparati. Tra i vari autori, Ehnferest (2010) studiò con accuratezza la composizione istologica e l’architettura dei preparati per concentrazione (PRF) valutandone le differenze strutturali a seconda del metodo di preparazione. Oltre a dimostrare l’alta concentrazione di piastrine e leucociti; dimostrò che il materiale con cui erano costruite le provette (vetro o plastica) e le procedure di rimaneggiamento del coagulo (compresso o meno), potevano influenzarne il contenuto in fattori di crescita (Figg. 8-10). Rodella (2010) eseguì studi immunoistochimici sui diversi preparati e ne concluse che le componenti cellulari erano annegate in un reticolo di fibrina dalle caratteristiche intrinseche dipendenti dal protocollo di centrifugazione . Il lavoro di Bernardi (2017), tramite esami istologici caratterizzò i CGF (Concentrated Growth Factors) ottenuti da centrifugati secondo il protocollo multifasico proposto da Sacco )^5-7.

Struttura dei PPCE e meccanismo d’azione
Qualsiasi tipo di PPCE è una frazione plasmatica concentrata ottenuta dalla centrifugazione del sangue autologo. Tempo, velocità e sequenze di centrifugazione determinano la produzione dei diversi tipi di Concentrati⁵. Ad esempio le PRP vengono prodotte da una doppia centrifugazione di cui la prima (Hard Spin) separa la componente rossa; la seconda (Soft Spin) separa la componente cellulare bianca dal plasma. La secrezione dei fattori di crescita avviene dopo l’attivazione piastrinica conseguente alla formazione del gel; nei primi 10’ il 70% dei fattori di crescita viene secreto e nelle prime ore si raggiunge la quasi totalità della secrezione. Le PRP esercitano un’azione osteoinducente e favoriscono la rigenerazione ossea.

PRGF (Platelet Rich Growth Factor) furono sviluppati per evitare di usare la trombina bovina come agente gelificante o procoagulante. Il sangue viene trattato in provette contenenti un anticoagulante (Trombina umana purificata), dopo essere stato centrifugato si addiziona a cloruro di calcio antagonista della Trombina che ne favorisce la coagulazione. PRF (Platelet Rich Fibrine), costituito da una unità Leucociti-Piastrine-Matrice fibrinica, ricco di citochine ha un’azione pro-infiammatoria che favorisce i processi di guarigione e rilascia fattori di crescita da 4 a 12 settimane. La compagine fibrinica contenuta è molto sviluppata si degrada in tempi lunghi e non richiede additivi chimici anticoagulanti per la preparazione. Il PRF può venir utilizzato come membrana riassorbibile nella rigenerazione ossea guidata impedendo la migrazione indesiderata di elementi cellulari nel sito di guarigione ossea. Queste membrane possono resistere per tempi relativamente lunghi, fino a 2 settimane, in ogni caso sono i fattori di crescita contenuti nei diversi tipi di PPCE a svolgere l’azione stimolante e favorente i processi riparativi.

Applicazioni cliniche e protocolli
È stato ampiamente dimostrato che i PPCE promuovono la riparazione tissutale, sia dei tessuti molli che di quelli duri. La letteratura in materia riporta una evidente diminuzione nella fase post-operatoria di edema, sanguinamento, dolore e infezioni secondarie post-chirurgiche. Gli ambiti applicativi dove maggiormente è stata riconosciuta l’efficacia dei PPCE sono chirurgia Ortopedica, Maxillofacciale Orale, Oftalmologia e chirurgia Plastica⁸.

L’aumento che si è registrato negli ultimi anni relativo all’utilizzo dei PPCE in chirurgia Ortopedica ne dimostra l’utilità in varie situazioni cliniche. Le specifiche patologie in cui è stato testato l’utilizzo sono ad esempio l’ostro-artrite del ginocchio, le condropatie, le tendinopatie, le lesioni muscolari, la chirurgia ossea spinale e la chirurgia ricostruttiva dei tendini⁹.

In chirurgia maxillofacciale è stata confermata l’efficacia dei PPCE nel ridurre la sintomatologia quale edema, sanguinamento, dolore ed infezioni delle ferite chirurgiche. Si è notata una diminuzione dei tempi di mantenimento dei drenaggi e delle medicazioni compressive. Sia l’I-PRF (injectable PRF) che l’A-PRF (advanced PRF) sono risultati molto efficaci nel ridurre il sanguinamento capillare a livello dei lembi chirurgici con conseguente migliore chiusura delle linee di incisione, anche in questo ambito è stata confermata l’efficacia riparativa-rigenerativa sia sui tessuti molli che su quelli duri^{10, 11}.

In chirurgia Oftalmologica si prospettano soluzioni interessanti nel campo delle patologie oculari di superficie come le erosioni corneali, difetti epiteliali e sindromi più resistenti di secchezza oculare. Si è dimostrato che l’utilizzo dei fattori di crescita ha un effetto “epiteliotrofico”; ciò in relazione all’azione di supporto che questo tipo di preparati rivestono come fonte di fattori di crescita, vitamine e neuropeptidi, tutte sostanze che svolgono una funzione basilare nel regolare proliferazione, la migrazione e la differenziazione dell’epitelio di superficie oculare¹². Da evidenziare il lavoro di E. Math che propone un protocollo per il trattamento della Epidermiolisi Bollosa .

Anche nella chirurgia Odontoiatrica, i PPCE hanno trovato una vasta applicazione. La chirurgia parodontale e tutte le procedure di rigenerazione ossea-alveolare, offrono un campo fertile nel quale applicarne questa tecnologia. In linea di principio si può affermare che l’ambito odontoiatrico ben si presta all’applicazione dei concetti funzionali propri dei PPCE.

Infatti l’azione combinata su tessuti molli e su quelli duri, favorisce la rapida guarigione degli interventi chirurgici parodontali e delle tecniche additive ossee. Queste ultime devono essere predicibili, efficaci, sicure e poco costose soprattutto in relazione al fatto che tali tecniche spesso, sono finalizzate alla riabilitazione implantare e protesica delle arcate dentarie. In tal senso una tecnica che rende rapido e sicuro un ciclo riabilitativo implantoprotesico, diventa necessariamente una strategia terapeutica vincente. Diverse aziende implantari hanno sviluppato conoscenze scientifiche ed abilità commerciali in questo settore; a seguire la documentazione iconografica di una sequenza chirurgica in cui l’inserzione implantare e la rigenerazione ossea guidata sono supportate da I-PRF, utilizzato come carrier addizionato a xenoinnesti di origine bovina e da A-PRF, utilizzato come bio-membrana; quest’ultimo per proteggere impianti inseriti ed innesti anziché i tradizionali lembi muco-periosti di scorrimento affrontati e suturati tra di loro (Figg. 11-15).

In ambito di rialzo del seno mascellare, è opinione comune che la tecnica sia semplice, sicura ed i risultati siano predicibili. Per quanto riguarda i preparati, in diversi casi sono stati utilizzati PRGF, PRP, PRF in associazione con biomateriali di diversa natura xenogenici, sia di derivazione animale che di sintesi^{13, 14}.

Altro campo applicativo molto promettente sembra essere il trattamento delle Osteonecrosi dei Mascellari (BRONJ), in questo caso secondari alle terapie con bifosfonati, il trattamento con PRF è consiste nella rimozione del tessuto necrotico e filino della cavità ossea con A-PRF (in forma di coagulo).

In tutti i casi studiati, l’autore ha notato una regressione di sintomatologia e di lesione necrotica del tessuto osseo.

La guarigione dei tessuti molli è stata pronta e definitiva¹⁵.

Discussione
Ogni tecnica chirurgica, viene valutata in relazione ad alcuni parametri tecnici e clinici. Questi sono la semplicità esecutiva, i rischi operatori, i benefici, la ripetibilità e l’efficacia. In tal senso alle tecniche PPCE si richiede elevata efficacia della procedura e costi biologici limitati. La chirurgia sta diventando sempre più sicura ed efficace e questo grazie ad un continuo lavoro di revisione, ammodernamento e sostituzione delle tecniche in uso. Le tecniche PPCE evidenziano vantaggi reali quali, l’assenza di complicanze connesse al loro utilizzo, l’utilizzo di materiali autologhi, l’azione bio-regolatrice svolta sui tessuti. In chirurgia parodontale è stato dimostrato che le PRF stimolano contemporaneamente la rigenerazione di osso e legamento parodontale, non portando così ad anchilosi dentale. Non da ultimo i bassi costi da sostenere per apportare queste tecniche nella propria quotidianità.

Per contro dobbiamo evidenziare alcuni svantaggi legati ai PPCE. Primo tra tutti la necessità di utilizzare protocolli di preparazione e di utilizzo ben precisi; questo richiede l’impiego di tempo che l’operatore deve dedicare al training. Secondo la necessità di organizzare temporalmente in modo scrupoloso il timing di preparazione dei PPCE ed inserirne la procedura in maniera proficua nelle fasi dell’intervento chirurgico, per evitare di far passare molto tempo tra la preparazione dei PPCE ed il loro utilizzo nel distretto anatomico operato. In questo senso un team ben preparato esegue il prelievo poco tempo prima del termine della preparazione del sito, per evitare tempi morti tra le vari fasi operatorie. Riportiamo una sequenza operatoria in caso di sinus lifting, con l’utilizzo di impianti dentali Multysystem con connessione conometrica TC in combinazione con l’utilizzo di PRF (Figg. 16-19)⁴. Un altro aspetto tecnico che può complicare l’utilizzo è l’associazione dei PPC ai biomateriali normalmente utilizzati in chirurgia ossea rigenerativa. Come ben evidenziato da eminenti autori¹⁶, molte associazioni sono fattibili, si pone, conseguentemente, il problema della codifica dell’efficacia e ripetibilità di ciascuna di esse. Qual è il materiale migliore da associare ai PPC? In quali proporzioni reciproche? Per quali indicazioni? Ovviamente più variabili si introducono, più diventa difficile stabilirne la veridicità ed evitare la perdita di significatività. Per questo motivo tutti gli autori, compreso il sottoscritto, sono concordi nel prospettare la necessità di codificare protocolli operativi univoci ed universali e ripetibili. Ottenibile solamente codificando studi scientifici rigorosi e validanti, che richiedono impegni economici e tempi importanti.

Fig. 1 - La via formativa piastrinica a partire dagli Emocitoblasti.

Fig. 2 - Piastrina attivata, si nota l’estroflessione di pseudopodi che permetterà la fase successiva di aggregazione.

Fig. 3 - Piastrine aggregate in un coagulo (Shutterstock).

Fig. 4 - Guarigione delle ferite: fase infiammatoria (Shutterstock).

Fig. 5 - Guarigione delle ferite: fase proliferativa.

Fig. 6 - Guarigione delle Ferite: fase di rimodellamento.

Fig. 7 - Lo sviluppo tecnico dei Concentrati piastrinici. T. Kawase “Platelet-rich plasma and its derivatives as promising bioactive materials for regenerative medicine: basic principles and concepts underlying recent advances” Odontology 2015(103).

Fig. 8 - Campione autologo di sangue subito dopo la centrifugazione.

Fig. 9 - A-PRF.

Fig. 10 - I-PRF coagulato addizionato a xenoinnesto bovino.

Fig. 11 - Fase 1: siti estrattivi preparati in modo traumatico con Courretage.

Fig. 12 - Fase 2: Impianti Multysystem inseriti e filino della discrepanza alveolo-implantare con I-PRF addizionato di xenoinnesto.

Fig. 13 - Fase 3: A-PRF utilizzato come membrana di contenimento. Non è necessario elevare lembi vestibolari e linguali per accollare i margini gengivali.

Fig. 14 - Controllo rx Post-chirurgico time 0: Si valuta bene la posizione intra-alveolare degli Impianti Multysytem.

Fig. 15 - Controllo rx a 120 gg. Gli impianti sono integrati nella nuova sede formatasi.

Fig. 16 - Sinus lifting: elevazione membrana Schneideriana con Piezosurgery.

Fig. 17 - Sinus lifting: inserzione di impianti endoossei Multysytem.

Fig. 18 - Sinus lifting: dopo l’inserzione di due impianti Multysytem si riempie la neo-cavita sotto Schneideriana con I-PRF addizionato a xenoinnesto osseo.

Fig. 19 - Sinus lifting: chiusura della finestra ossea con membrana di gel piastrinico A-PRF.

Conclusioni
Non trascurabile il fatto che, queste tecniche appartengono all’affascinante capitolo della Medicina Rigenerativa che sembra stia dando risultanti promettenti in tutti i campi di applicazione. Forse non è esagerato parlare di Bioingegneria tissutale. Un grande e difficile lavoro ci aspetta: per la sicurezza della nostra Moderna Chirurgia, quindi, del nostro Paziente.

_Bibliografia

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L'articolo è stato pubblicato su Implants Italian Edition n. 2 2018.

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