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Plättchenreiches Plasma mittels Ultraschall

  • Plättchenreiches Plasma (PRP, engl. platelet-rich plasma) ist ein mit Blutplättchen angereichertes Plasma, welches für medizinische und kosmetische Behandlungen eingesetzt wird.
  • Die ultraschall-gestützte Lyse und Aufbereitung ist eine sehr effektive Methode, um plättchenreiches Plasma herzustellen.
  • Hielscher Ultrasonics bietet verschiedenen Ultraschallsysteme, welche sich bestens für die Anreicherung von Blutplättchen eignen (z.B. innerhalb und außerhalb von Reinräumen).

Plättchenreiches Plasma

Die Ultraschallbehandlung ist eine zuverlässige und einfache Methode, um die Blutplättchen in Eigenblutserum zu lysieren und die Wachstumsfaktoren freizusetzen. Die aus den Blutplättchen gewonnenen Fraktionen – auch bekannt als autologes konditioniertes Serum (ACS) – werden zur Gewebereparatur oder für ästhetische Behandlungen verwendet. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, wird das PRP vor der Injektion angereichert.
Um ein mit Zellwachstumsfaktoren angereichertes Plasma herzustellen, ist die Beschallung eine sehr wirksame und effiziente Methode, um die Zellmembranen zu lysieren und die Zellwachstumsfaktoren fast vollständig aus den Blutplättchen freizusetzen. Durch Ultraschall-Lyse und Konditionierung kann sogar antikoaguliertes Blut verwendet werden.
Die Konditionierung von PRP durch Beschallung ist eine bequeme und kostengünstige Methode, um konzentrierte Wachstumsfaktoren zu gewinnen.

Aufbereitung von plättchenreichem Plasma (PRP) mit Ultraschall © Fortunato, T. M. et al. (2016)

Ultraschall-Lyse von plättchenreichem Plasma (PRP)

Ultraschall-Lyse-Effekte

Die Ultraschallbehandlung von Blutserum führt zu einer homogenen Lyse der Blutplättchen, um die eingeschlossenen Wachstumsfaktoren (Wachstumsfaktor AB (PDGF-AB), Wachstumsfaktor AA (PDGF-AA), Wachstumsfaktor BB (PDGF-BB), vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor (VEGF), transformierender Wachstumsfaktor β (TGF-β), epidermaler Wachstumsfaktor (EGF), insulinähnlicher Wachstumsfaktor (IGF), Epithelzellen-Wachstumsfaktor ECGF und fibroblastischer Wachstumsfaktor (FGF)). Die Thrombozyten und ihre Alpha-Granula werden durch Beschallung aufgespalten, wobei das Phänomen der Akustische Kavitation. Die Verwendung von Ultraschallkavitation für die Thrombozytenlyse vermindert die möglichen negativen Auswirkungen der wiederholten Gefrier-Auftau-Methode auf die Wachstumsfaktoraktivität.

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Protokoll für die PRP-Aufbereitung mit Ultraschall

Sonden-Isolator UP200St für die LyseCa. 16 ml frisch entnommenes Eigenblut werden in einem Röhrchen 8-10 Mal vorsichtig umgedreht, so dass sich Blut und Antikoagulanzien gut vermischen. Anschließend wird die Probe bei 1800 g für 20 Minuten bei Raumtemperatur zentrifugiert. Nach der Zentrifugation bilden die Blutplättchen und mononukleären Zellen eine weißliche Schicht am Boden der Plasmaschicht, die als plättchenreiches Plasma (PRP) bezeichnet wird. Die obere Schicht wird als plättchenarmes Plasma (PPP) bezeichnet. Die mononukleären Zellen können entfernt werden oder in der Probe verbleiben. Häufig verbleiben die mononukleären Zellen in der PRP-Probe, um zusätzliche Schritte zu vermeiden, die das Risiko einer Kontamination bergen.
Hinweis: Die Ultraschallbehandlung von autologem PRP muss unter sterilen Bedingungen durchgeführt werden.
PRP und PPP werden getrennt und gesammelt. Dem PPP werden 1,5 ml 10 %ige Calciumchloridlösung und dem PRP 0,5 ml 5 %iges Ethanol zugesetzt. Beide Suspensionen werden vorsichtig geschüttelt und 5 Minuten lang bei Raumtemperatur stehen gelassen. Schließlich wird 1 ml PPP zur PRP-Suspension gegeben und so lange stehen gelassen, bis sich ein Fibringerinnsel bildet.
Behandlung mit Ultraschall: Da das gebildete Thrombozytengel als Reservoir für die freigesetzten Wachstumsfaktoren dient, muss das Fibringel aufgebrochen werden, um die verfügbaren Wachstumsfaktoren freizusetzen. Die Parameter für die Ultraschall-Lyse und die Freisetzung der Wachstumsfaktoren sind die folgenden: Beschallung mit einer UP200Ht oder UP200St (200W, 26kHz) mit der Sonotrode S26d2 die Probe im Röhrchen. Um eine Überhitzung der Blutprobe zu vermeiden, kann die Beschallung in pulsierenden Zyklen erfolgen (z. B. 10 Sek. an, 30 Sek. aus). Die Probe sollte zur Kühlung auf Eis gelegt werden, so dass die Temperatur optimal zwischen 2 – 5°C. Nach der Beschallung wird die Probe bei 16000 g für 5 Minuten bei Raumtemperatur zentrifugiert. Der Überstand wird aufgefangen und kann bei -70°C gelagert werden.
Die Thrombozytenkonzentration in der PRP-Fraktion war um 1,7 % angereichert. – 4,5fache der durchschnittlichen Thrombozytenzahl in Vollblut im Vergleich zum Literaturwert.

PRP wurde mit der Therapie mit aus Fettgewebe gewonnenen Stammzellen kombiniert (durch Ultraschall freigesetzte autologe Stammzellen aus Fettgewebemit PRP gemischt und zur Reparatur in das Gewebe des Patienten zurückgespritzt).

Ultraschallgeräte

Das Ultraschallgerät VialTweeter ermöglicht die gleichzeitige Probenvorbereitung von bis zu 10 Vials unter denselben Prozessbedingungen VialTweeter. (Zum Vergrößern anklicken!)Hielscher Ultrasonics ist Experte für anspruchsvolle und zuverlässige Ultraschalltechnik. Unsere Ultraschallgeräte werden weltweit zur Lyse, Extraktion und Probenvorbereitung eingesetzt – durch direkte und indirekte. Autoklavierbar sowie Einwegartikel Zubehör sorgen für eine kontaminationsfreie Behandlung von autologen Blutproben. Die meisten unserer Systeme können für die Ultraschall-Lyse von Stammzellen und PRP, was unsere Ultraschallgeräte wirtschaftlich noch effizienter macht.
In der folgenden Tabelle finden Sie eine Auflistung unserer Ultraschallgeräte, die für die Aufbereitung von plättchenreichem Plasma geeignet sind, sowie das jeweils empfohlene Probenvolumen. Größere Ultraschallgeräte und kundenspezifische Systeme sind ebenfalls erhältlich.

Gerät Leistung [W] Freq [kHz] Typ Volumen [ml]
VialTweeter 200 26 alleinstehend 0,5 1,5
UP50H 50 30 Hand- und Stativgerät 0,01 250
UP100H 100 30 Hand- und Stativgerät 0,01 500
UP200Ht 200 26 Hand- und Stativgerät 0,1 1000
UP200St 200 26 Stativgerät 0,1 1000
UP400St 400 24 Stativgerät 5,0 2000
UP200St-SonoStep 200 26 alleinstehend 30 500
GDmini2 200 26 Kontaminationsfreie Durchflusszelle

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GDmini2 am UP200St-TD (200 Watt) für die kontaminationsfreie Beschallung

GDmini2 am UP200St-TD-Schallwandler (200 Watt)

Literatur

  • Fortunato, T. M.; Beltrami, Ch.; Emanueli, C.; De Bank, P.A:; Pula, G. (2016): Thrombozytenlysat-Gel und endotheliale Progenitoren stimulieren die Bildung mikrovaskulärer Netzwerke in vitro: Auswirkungen auf das Tissue Engineering. Sci. Rep. 6, 2016.
  • Hamid, M.S.A.; Yusof, Ashril; Ali, Mohamed Razif Mohamed (2014): Platelet-Rich Plasma (PRP) for Acute Muscle Injury: A Systematic Review. PLOS ONE Band 9, Ausgabe 2, 2014.


Wissenswertes

plättchenreiches Plasma

Thrombozytenreiches Plasma enthält den Wachstumsfaktor AB (PDGF-AB), den aus Thrombozyten gewonnenen Wachstumsfaktor AA (PDGF-AA), den aus Thrombozyten gewonnenen Wachstumsfaktor BB (PDGF-BB), den vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF), den transformierenden Wachstumsfaktor β (TGF-β), den epidermalen Wachstumsfaktor (EGF), den insulinähnlichen Wachstumsfaktor (IGF), den Wachstumsfaktor für Epithelzellen (ECGF) und den fibroblastischen Wachstumsfaktor (FGF), die wichtige Stimulanzien für das Wachstum und die Erneuerung von Zellen sind.

Autologes konditioniertes Serum (ACS)

Autologes konditioniertes Plasma (ACP) ist ein plättchenreiches Plasma, das aus Eigenblut gewonnen wird und zur Unterstützung der Regeneration bei einer Vielzahl von orthopädischen Erkrankungen und chirurgischen Eingriffen eingesetzt wird. Konditioniertes Serum wird durch Abtrennung des Plasmas von anderen Blutbestandteilen (z. B. Erythrozyten) und dessen Konzentrierung hergestellt. ACP ist ein plättchenreiches Plasma (PRP). PRP ist ein allgemeiner Begriff für einen Plasmatyp, der im Vergleich zu Vollblut eine deutlich höhere Konzentration an Thrombozyten enthält. Es wird aus Vollblut extrahiert. Zu den Hauptbestandteilen von ACP gehören Thrombozyten (Blutplättchen) und verschiedene Wachstumsfaktoren, die eine wichtige Rolle im Heilungsprozess spielen. Im Gegensatz zu anderen plättchenreichen Plasmaformulierungen zeichnet sich ACP durch eine geringe Konzentration weißer Blutkörperchen wie neutrophiler Granulozyten aus, die in hohen Konzentrationen den Heilungsprozess beeinträchtigen können.

Injektionen mit plättchenreichem Plasma

Plättchenreiches Plasma wird als Injektion in der regenerativen Medizin sowie bei kosmetischen Eingriffen verwendet. Die Anwendung von PRP verspricht eine deutliche Beschleunigung der Muskelheilung und der Muskelerholung. Außerdem wird es erfolgreich zur Behandlung von Entzündungen, Arthritis, Schmerzen, Wunden, langsam heilenden offenen Wunden und schweren Hautverbrennungen eingesetzt. Das PRP enthält einen hohen Anteil an Wachstumsfaktoren, die die heilenden Zellen stimulieren und schützen, so dass das geschädigte Gewebe repariert wird.
Bei kosmetischen Behandlungen hat sich PRP als wirksam erwiesen, um das Haarwachstum und die Hauterneuerung zu stimulieren (auch als Vampirbehandlung bekannt).

Von Blutplättchen stammende Wachstumsfaktoren (PDGF)

Der Begriff "platelet-derived growth factor" (PDGF) bezieht sich auf die Faktoren PDGF-A, PDGF-B, PDGF-C und PDGF-D. Es handelt sich um ein Signalnetzwerk aus vier Liganden (PDGF-A, PDGF-B, PDGF-C und PDGF-D) und zwei Rezeptoren, PDGFR-alpha und PDGFR-beta.
Wachstumsfaktoren oder Proteine regulieren das Wachstum und die Teilung von Zellen. Als wichtigstes Mitogen im Serum von Säugetieren, das bei der Bildung von Blutgerinnseln aus den Blutplättchen freigesetzt wird, spielt es eine wichtige Rolle bei der Bildung von Blutgefäßen (Angiogenese), also dem Wachstum von Blutgefäßen aus bereits vorhandenem Blutgefäßgewebe.

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