多血小板血清の超音波調製
- 多血小板血漿（PRP）は、血小板を濃縮した血漿で、医療および美容治療に使用されます。
- 超音波による溶解とコンディショニングは、多血小板血漿を調製する非常に効果的な方法です。
- Hielscher Ultrasonicsは、血液処理の要件に適合するさまざまな超音波システムを提供しています（例えば、クリーンルームの内外での調製用）。
多血小板血清
超音波処理は、自己血清中の血小板を溶解して成長因子を放出させる、信頼性の高い簡便な方法です。血小板由来の画分 – 自己調整血清（ACS）とも呼ばれます – は、組織修復や美容治療に使用されます。最適な結果を得るために、PRPは注射前に濃縮されます。
細胞成長因子を濃縮した血漿を調製するにあたり、超音波処理は、細胞膜を溶解して血小板から細胞成長因子のほぼすべてを放出させる、非常に効果的かつ効率的な方法です。超音波による溶解とコンディショニングにより、抗凝固処理した血液も使用できます。
超音波処理によるPRPのコンディショニングは、濃縮された成長因子を得るための、簡便で費用対効果の高い方法です。
多血小板血漿（PRP）の超音波溶解
超音波溶解の効果
血清の超音波処理により、血小板が均一に溶解され、内部に保持されている成長因子（成長因子AB（PDGF-AB）、成長因子AA（PDGF-AA）、成長因子BB（PDGF-BB）、血管内皮成長因子（VEGF）、トランスフォーミング成長因子β（TGF-β）、上皮成長因子（EGF）、インスリン様成長因子（IGF）、上皮細胞成長因子ECGF、および線維芽細胞成長因子（FGF））が放出されます。血小板とそのα顆粒は超音波処理によって破砕されます。この処理では、 音響キャビテーションの現象を利用します。血小板の溶解に超音波キャビテーションを使用することで、凍結と融解を繰り返す方法が成長因子の活性に及ぼし得る悪影響を軽減できます。
超音波によるPRP調製のプロトコル
採取直後の自己血液サンプル約16mLをチューブ内で穏やかに8–10回転倒混和し、血液と抗凝固剤を十分に混合します。その後、サンプルを室温で1800 g、20 min遠心分離します。遠心分離後、血小板と単核細胞が血漿層の底部に白っぽい層を形成し、これは多血小板血漿（PRP）と呼ばれます。上層は乏血小板血漿（PPP）と呼ばれます。単核細胞は除去することも、サンプル中に残すこともできます。汚染のリスクを伴う追加の工程を避けるため、単核細胞はPRPサンプル中に残されることがよくあります。
注：自己PRPの超音波処理は、無菌条件下で実施しなければなりません。
PRPとPPPを分離して回収します。PPPには10%塩化カルシウム溶液を1.5mL添加し、PRPには5%エタノールを0.5mL添加します。両方の懸濁液を穏やかに撹拌し、室温で5 min静置します。最後に、PRP懸濁液にPPPを1mL添加し、フィブリン凝塊が形成されるまで静置します。
超音波処理： 形成された血小板ゲルは、放出された成長因子を保持する貯蔵部として機能するため、利用可能な成長因子を放出させるにはフィブリンゲルを破砕する必要があります。超音波溶解と成長因子の放出に用いるパラメータは次のとおりです。 UP200Ht または UP200St （200W, 26kHz）にソノトロードS26d2を取り付け、チューブ内のサンプルを超音波処理します。血液サンプルの過熱を避けるため、超音波処理はパルスサイクルで実施できます（例えば、10 sec.作動、30 sec.停止）。温度を最適な2 – 5°Cに保つため、サンプルを氷上に置いて冷却してください。超音波処理後、サンプルを室温で16000 g、5 min.遠心分離します。上清を回収し、-70°Cで保存できます。
超音波処理法では、PRP画分中の血小板濃度は、文献に記載されている全血の平均血小板数と比較して1.7 – 4.5倍に濃縮されました。
PRPは脂肪由来幹細胞療法と組み合わせて使用されています（超音波によって脂肪組織から遊離させた自己幹細胞をPRPと混合し、修復のために患者の組織へ再注入します）。
超音波装置
Hielscher Ultrasonicsは、高度で信頼性の高い超音波技術の専門企業です。当社の超音波装置は、直接方式および間接方式による溶解、抽出、サンプル調製に世界中で使用されています。 オートクレーブ滅菌可能な もの、および 使い捨ての 付属品は、 汚染のない 自己血液サンプルの処理を確実にします。当社のシステムのほとんどは、 幹細胞 およびPRPの超音波溶解に使用でき、当社の超音波装置の経済的効率をさらに高めます。
下表は、多血小板血漿の調製に適した当社の超音波装置と、それぞれの推奨サンプル容量を示しています。より大型の超音波処理装置やカスタマイズされたシステムもご利用いただけます。
| 装置 | 出力 [W] | 周波数 [kHz] | タイプ | 容量 [mL] | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| VialTweeter | 200 | 26 | 自立型 | 0.5 | – | 1.5 |
| UP50H | 50 | 30 | 手持ち式またはスタンド設置式 | 0.01 | – | 250 |
| UP100H | 100 | 30 | 手持ち式またはスタンド設置式 | 0.01 | – | 500 |
| UP200Ht | 200 | 26 | 手持ち式またはスタンド設置式 | 0.1 | – | 1000 |
| UP200St | 200 | 26 | スタンド設置式 | 0.1 | – | 1000 |
| UP400St | 400 | 24 | スタンド設置式 | 5.0 | – | 2000 |
| UP200St-SonoStep | 200 | 26 | 自立型 | 30 | – | 500 |
| GDmini2 | 200 | 26 | 汚染のないフローセル | |||
ぜひ今すぐお問い合わせください。最適な超音波装置をお選びいただけるよう、喜んでお手伝いいたします。
お問い合わせ・ご質問はこちら
UP200St-TDトランスデューサー（200ワット）に取り付けたGDmini2
文献・参考資料
- Fortunato, T. M.; Beltrami, Ch.; Emanueli, C.; De Bank, P.A:; Pula, G. (2016): 血小板溶解物ゲルと内皮前駆細胞はin vitroで微小血管ネットワークの形成を促進する：組織工学への示唆。Sci. Rep. 6, 2016.
- Hamid, M.S.A.; Yusof, Ashril; Ali, Mohamed Razif Mohamed (2014): 急性筋損傷に対する多血小板血漿（PRP）：システマティックレビュー。PLOS ONE 第9巻、第2号、2014.
知っておきたい基礎知識
多血小板血漿
多血小板血漿には、成長因子AB（PDGF-AB）、血小板由来成長因子AA（PDGF-AA）、血小板由来成長因子BB（PDGF-BB）、血管内皮成長因子（VEGF）、トランスフォーミング成長因子β（TGF-β）、上皮成長因子（EGF）、インスリン様成長因子（IGF）、上皮細胞成長因子ECGF、および線維芽細胞成長因子（FGF）が含まれており、これらは細胞の成長と再生を促す重要な刺激因子です。
自己調整血清（ACS）
自己調整血漿（ACP）は、自己血液から抽出される多血小板血漿であり、さまざまな整形外科疾患や外科手術における再生を支援するために使用されます。調整血清は、血漿を他の血液成分（赤血球など）から分離し、濃縮することで調製されます。ACPは多血小板血漿（PRP）です。PRPは、全血と比較して血小板の濃度が有意に高い血漿の種類を指す総称です。全血から抽出されます。ACPの主な成分には、血小板と、治癒過程において鍵となる複数の成長因子が含まれます。他の多血小板血漿製剤とは異なり、ACPは、好中球などの白血球の濃度が低いことを特徴としています。これらの白血球は、高濃度で存在すると治癒過程に悪影響を及ぼす可能性があります。
多血小板血漿の注射
多血小板血漿は、再生医療および美容施術で注射に使用されます。PRPの使用は、筋肉の治癒と回復の大幅な促進が期待されます。さらに、炎症、関節炎、疼痛、創傷、治癒の遅い開放創、および重度の皮膚熱傷の治療にも成功裏に使用されています。PRPは高濃度の成長因子を含み、これらが治癒に関与する細胞を刺激し、保護することで、損傷した組織が修復されます。
美容治療では、PRPが発毛と皮膚の再生を促進するのに有効であることが示されています（ヴァンパイア治療とも呼ばれます）。
血小板由来成長因子（PDGF）
血小板由来成長因子（PDGF）という用語は、PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C、およびPDGF-Dを指します。これは、四つのリガンド（PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C、およびPDGF-D）と二つの受容体、PDGFR-alphaおよびPDGFR-betaからなるシグナル伝達ネットワークです。
成長因子、すなわちタンパク質は、細胞の成長と分裂を調節します。哺乳類の血清中に見られる主要な分裂促進因子であり、血液凝塊の形成時に血小板から放出されるこの因子は、既存の血管組織から血管が成長する血管形成（血管新生）において重要な役割を果たします。