혈소판 풍부 혈청의 초음파 제조
- 혈소판 풍부 혈장(PRP)은 혈소판을 농축한 혈장으로, 의료 및 미용 치료에 사용됩니다.
- 초음파 세포 용해 및 컨디셔닝은 혈소판 풍부 혈장을 제조하는 데 매우 효과적인 방법입니다.
- Hielscher Ultrasonics는 혈액 처리 요건에 맞는 다양한 초음파 시스템을 제공합니다(예: 클린룸 내부 및 외부에서의 제조용).
혈소판 풍부 혈청
초음파 처리는 자가 혈청의 혈소판을 용해하여 성장인자를 방출시키는 신뢰할 수 있고 간편한 방법입니다. 자가 컨디셔닝 혈청(ACS)이라고도 하는 혈소판 유래 분획은 조직 복구나 미용 치료에 사용됩니다. 최적의 결과를 얻기 위해 주입 전에 PRP를 농축합니다.
세포 성장인자가 농축된 혈장을 제조할 때 초음파 처리는 세포막을 용해하고 혈소판에서 세포 성장인자를 거의 전부 방출시키는 매우 효과적이고 효율적인 방법입니다. 초음파 세포 용해 및 컨디셔닝을 통해 항응고 처리한 혈액도 사용할 수 있습니다.
초음파 처리를 통한 PRP 컨디셔닝은 농축된 성장인자를 얻는 편리하고 비용 효율적인 방법입니다.
혈소판 풍부 혈장(PRP)의 초음파 세포 용해
초음파 세포 용해의 효과
혈청을 초음파로 처리하면 혈소판이 균일하게 용해되어 내부에 갇혀 있던 성장인자(성장인자 AB(PDGF-AB), 성장인자 AA(PDGF-AA), 성장인자 BB(PDGF-BB), 혈관내피 성장인자(VEGF), 형질전환 성장인자 β(TGF-β), 표피 성장인자(EGF), 인슐린 유사 성장인자(IGF), 상피세포 성장인자 ECGF 및 섬유아세포 성장인자(FGF))가 방출됩니다. 혈소판과 그 알파 과립은 음향 캐비테이션 현상을 이용하는 초음파 처리로 파쇄됩니다. 혈소판 용해에 초음파 캐비테이션을 사용하면 반복적인 동결–해동 방식이 성장인자 활성에 미칠 수 있는 부정적인 영향을 줄일 수 있습니다.
초음파 PRP 제조 프로토콜
갓 채취한 자가 혈액 시료 약 16mL를 튜브에 넣고 8–10회 부드럽게 뒤집어 혈액과 항응고제가 잘 섞이도록 합니다. 그다음 실온에서 1800 g로 20 min 동안 시료를 원심분리합니다. 원심분리 후 혈소판과 단핵세포는 혈장층의 바닥에 희끄무레한 층을 형성하며, 이를 혈소판 풍부 혈장(PRP)이라고 합니다. 위쪽 층은 혈소판 빈약 혈장(PPP)이라고 합니다. 단핵세포는 제거하거나 시료에 그대로 남겨둘 수 있습니다. 오염 위험이 수반되는 추가 단계를 피하기 위해 단핵세포를 PRP 시료에 그대로 남겨두는 경우가 많습니다.
참고: 자가 PRP의 초음파 처리는 반드시 무균 조건에서 수행해야 합니다.
PRP와 PPP를 분리하여 수집합니다. PPP에는 10% 염화칼슘 용액 1.5mL를 첨가하고, PRP에는 5% 에탄올 0.5mL를 첨가합니다. 두 현탁액을 부드럽게 교반한 후 실온에서 5 min 동안 정치합니다. 마지막으로 PRP 현탁액에 PPP 1mL를 첨가하고 피브린 응괴가 형성될 때까지 정치합니다.
초음파 처리: 형성된 혈소판 겔은 방출된 성장인자의 저장소 역할을 하므로, 이용 가능한 성장인자를 방출시키려면 피브린 겔을 파쇄해야 합니다. 초음파 세포 용해 및 성장인자 방출을 위한 조건은 다음과 같습니다. 튜브 안의 시료를 초음파 처리할 때 UP200Ht 또는 UP200St (200W, 26kHz)에 소노트로드 S26d2를 장착하여 사용합니다. 혈액 시료의 과열을 방지하기 위해 펄스 주기로 초음파 처리를 수행할 수 있습니다(예: 10초 작동, 30초 정지). 온도를 최적으로 2–5°C 사이로 유지할 수 있도록 시료를 얼음 위에 놓아 냉각해야 합니다. 초음파 처리 후 실온에서 16,000 g로 5 min 동안 시료를 원심분리합니다. 상등액을 수집하며, -70°C에서 보관할 수 있습니다.
초음파 처리 방법으로 얻은 PRP 분획의 혈소판 농도는 문헌에 제시된 전혈의 평균 혈소판 수와 비교하여 1.7–4.5배로 농축되었습니다.
PRP는 지방 유래 줄기세포 치료와 병용된 바 있습니다(초음파로 지방 조직에서 방출시킨 자가 줄기세포를 PRP와 혼합한 후 환자의 조직에 다시 주입하여 복구).
초음파 장비
Hielscher Ultrasonics는 정교하고 신뢰할 수 있는 초음파 기술의 전문가입니다. 당사의 초음파 장치는 전 세계에서 직접 및 간접 방식의 세포 용해, 추출 및 시료 전처리에 사용됩니다. 고압증기멸균이 가능한 부속품과 일회용 부속품은 자가 혈액 시료의 오염 없는 처리를 보장합니다. 당사 시스템 대부분은 줄기세포와 PRP의 초음파 세포 용해에 사용할 수 있어 당사 초음파 장치의 경제적 효율성이 더욱 높아집니다.
아래 표에는 혈소판 풍부 혈장 제조에 적합한 당사의 초음파 장치와 각 장치의 권장 시료 부피가 나와 있습니다. 더 큰 초음파 처리기와 맞춤형 시스템도 제공됩니다.
| 장치 | 출력 [W] | 주파수 [kHz] | 유형 | 부피 [mL] | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| VialTweeter | 200 | 26 | 독립형 | 0.5 | – | 1.5 |
| UP50H | 50 | 30 | 휴대형 또는 스탠드 장착형 | 0.01 | – | 250 |
| UP100H | 100 | 30 | 휴대형 또는 스탠드 장착형 | 0.01 | – | 500 |
| UP200Ht | 200 | 26 | 휴대형 또는 스탠드 장착형 | 0.1 | – | 1000 |
| UP200St | 200 | 26 | 스탠드 장착형 | 0.1 | – | 1000 |
| UP400St | 400 | 24 | 스탠드 장착형 | 5.0 | – | 2000 |
| UP200St-SonoStep | 200 | 26 | 독립형 | 30 | – | 500 |
| GDmini2 | 200 | 26 | 오염 없는 플로우 셀 | |||
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UP200St-TD 트랜스듀서(200 와트)에 장착된 GDmini2
문헌 및 참고자료
- Fortunato, T. M.; Beltrami, Ch.; Emanueli, C.; De Bank, P.A:; Pula, G. (2016): 혈소판 용해물 겔과 내피 전구세포의 시험관 내 미세혈관망 형성 촉진: 조직공학적 시사점. Sci. Rep. 6, 2016.
- Hamid, M.S.A.; Yusof, Ashril; Ali, Mohamed Razif Mohamed (2014): 급성 근육 손상에 대한 혈소판 풍부 혈장(PRP): 체계적 문헌고찰. PLOS ONE 제9권, 제2호, 2014.
알아두면 좋은 정보
혈소판 풍부 혈장
혈소판 풍부 혈장에는 세포 성장과 재생에 중요한 자극 인자인 성장인자 AB(PDGF-AB), 혈소판 유래 성장인자 AA(PDGF-AA), 혈소판 유래 성장인자 BB(PDGF-BB), 혈관내피 성장인자(VEGF), 형질전환 성장인자 β(TGF-β), 표피 성장인자(EGF), 인슐린 유사 성장인자(IGF), 상피세포 성장인자 ECGF 및 섬유아세포 성장인자(FGF)가 함유되어 있습니다.
자가 컨디셔닝 혈청(ACS)
자가 컨디셔닝 혈장(ACP)은 자가 혈액에서 추출한 혈소판 풍부 혈장으로, 다양한 정형외과 질환과 수술에서 재생을 돕는 데 사용됩니다. 컨디셔닝 혈청은 혈장을 다른 혈액 성분(예: 적혈구)으로부터 분리하고 농축하여 제조합니다. ACP는 혈소판 풍부 혈장(PRP)입니다. PRP는 전혈에 비해 혈소판 농도가 현저히 높은 혈장 유형을 통칭하는 용어입니다. 이는 전혈에서 추출됩니다. ACP의 주요 성분에는 혈소판과 치유 과정에 핵심적인 여러 성장인자가 포함됩니다. 다른 혈소판 풍부 혈장 제제와 달리 ACP는 호중성 과립구와 같은 백혈구의 농도가 낮다는 특징이 있습니다. 이러한 백혈구는 고농도로 존재할 경우 치유 과정에 해로울 수 있습니다.
혈소판 풍부 혈장 주사
혈소판 풍부 혈장은 재생의학과 미용 시술에서 주사제로 사용됩니다. PRP의 적용은 근육 치유와 근육 회복을 현저히 가속할 것으로 기대됩니다. 또한 염증, 관절염, 통증, 상처, 치유가 더딘 개방성 상처 및 심한 피부 화상 치료에 성공적으로 사용되고 있습니다. PRP에는 치유에 관여하는 세포를 자극하고 보호하여 손상된 조직이 복구되도록 하는 성장인자가 높은 수준으로 함유되어 있습니다.
미용 치료에서 PRP는 모발 성장과 피부 재생(뱀파이어 시술이라고도 함)을 촉진하는 데 효과적인 것으로 나타났습니다.
혈소판 유래 성장인자(PDGF)
혈소판 유래 성장인자(PDGF)라는 용어는 PDGF-A, PDGF-B, PDGF-C 및 PDGF-D 인자를 가리킵니다. 이는 네 가지 리간드(PDGF-A, PDGF-B, PDGF-C 및 PDGF-D)와 두 가지 수용체인 PDGFR-alpha 및 PDGFR-beta로 구성된 신호전달 네트워크입니다.
성장인자, 즉 단백질은 세포 성장과 분열을 조절합니다. PDGF는 포유류 혈청에서 발견되는 주요 유사분열 촉진인자로, 응괴 형성 중에 혈소판에서 방출되며, 기존 혈관 조직에서 혈관이 자라나는 혈관 형성(혈관신생)에 중요한 역할을 합니다.