血小板濃厚血漿（PRP）は.自己血から全血を勾配遠心分離して得られる血小板濃厚血漿である。 血小板は活性化すると様々な成長因子を放出し.骨細胞や骨芽細胞の増殖.成長.分化.組織形成を促進する重要な役割を担っています。 1998年にMarxらが下顎欠損の修復にPRP複合移植骨を初めて使用して以来.PRPは歯科.整形外科.耳鼻科.脳神経外科の分野で組織修復に徐々に使用されている。 本稿では.PRPの分離・調製と整形外科領域での応用について.その問題点と展望を概説する。 1.PRPの分離・調製 PRPは.全血から血液の構成成分の沈降係数の違いにより密度勾配遠心分離で分離されたPLT濃縮液である。 遠心分離機の台数.遠心力.遠心時間.PLTの活性化方法の違いにより調製されるPRP中のPLT量.各種成長因子濃度.白血球数が異なり.また.各種手順やPRPの適用時期も異なるため.PRPの生物効果に乖離が生じている。 異なる生理病理学的な必要性に応じて.異なる成長因子レベルを持つPRPの調製は.今後の研究方向である。 PRPの調製は.大きく分けて手動式と全自動式に分けられます。 手動による調製は面倒ですが.簡単な器具で済み.実施しやすいのが特徴です。 完全自動化された調製法には特別な装置が必要で.現在使用されているのはSmartPRePシステム.Trisseeシステム.血小板濃縮回収システム.Curasauシステムなどです。 手動分離法と自動血小板分離法では.遠心分離後の血小板数に大きな差はなく.自動血小板分離法は操作が簡単で自動化が進んでおり.得られるPRP血小板の純度や濃度は高いが.使用血液量が多い場合（通常150ml以上）や静脈循環路の確立が必要な場合にはこの方法が一般的である。 この方法はコストが高いため.臨床現場での普及には限界があります。 1回の遠心分離で血液は3層に分けられ.下層は沈降係数の最も高い赤血球.上層は上清で.接合部に薄い層があり.血小板豊富層と呼ばれる。 上澄み液や赤血球層は1回の遠心分離で捨て.遠心力を変えて再度遠心分離することで.より多くの血小板を分離することができます。 この2回遠心分離法は.現在でもPRPの調製によく使われる方法です。 Liu Caixiaらは.遠心力・時間を変えて調製したPRPが動物モデルの離断性骨形成に及ぼす影響を比較し.2回の遠心分離（200×g.各10分）を行うランデスバーグ法で調製したPRPの血小板数は全血の6.17倍と大幅に高いことが示されました。 また.血小板回収率は86％以上となり.新生骨産生促進効果がより明確になりました。 PRPの調製において.Marxらは.高速で1回遠心分離した後.界面から2mm下の赤血球層で血小板濃度が最も高く.上清を捨て.再度低速で遠心分離すると血小板がよく抽出されることを明らかにした。 しかし.多くの学者は.上清全体を低速で遠心分離し.接合層以下の赤血球の一部を別の管に入れ.高速で遠心分離するアペル法を修正した方が.血小板の回収率が高くなると考えている。 2.血小板リッチ血漿の作用機序 PRPの作用は.分泌された成長因子が相互作用と相互調節を行い.直ちに標的細胞膜表面に付着して細胞膜受容体を活性化することで達成される。 これらの膜受容体は.次に細胞の正常な遺伝子配列の発現を刺激する内在性のシグナル伝達タンパク質を誘導する。 このように.PRPによって放出された成長因子は.標的細胞に入り込むことなく.標的細胞の遺伝的性質に変化を与えることもなく.正常な治癒過程を促進するのみである。 組織修復や再建に関与するすべてのサイトカインの作用機序はまだ明らかではないが.サイトカインが組織修復や再建に及ぼす影響のいくつかは確立されている。例えば.骨折部位に最初に現れる成長因子の一つであるPDGFは.骨髄間質細胞の分裂を刺激して骨芽細胞を増加させたり.内皮細胞の成長を刺激して受容部における毛細血管生成を促進したり.単核マクロファージの走化性を刺激する。 また.単核マクロファージの走化性を刺激する。 分裂促進因子および走化性因子として.外傷性骨組織で高発現し.骨芽細胞の走化性.増殖.およびコラーゲン合成を促進します。 IGFは骨芽細胞の増殖・遊走を促進し.破骨細胞の生存率を高める。 VEGFは内皮細胞の増殖・遊走を誘導し.新しい血管の形成を促進する。 さらに.活性化されたPLTは.組織再生に重要なタンパク質を大量に放出する。 トロンビンは.末梢組織から内皮細胞をリクルートし.その生存率を高めることができる。 ヒト臍帯静脈の3次元培養条件下では.トロンビンは線維芽細胞の増殖と新生毛細血管の形成を刺激し.一方で負のフィードバックを誘導し.新生毛細血管の合成を制限することができる。 フィブロネクチンは角化した細胞の移動を刺激し.細胞間の相互作用を可能にし.細胞の形態回復に重要である。 3.整形外科領域におけるPRPの応用 3.1 骨欠損の修復 骨欠損の修復は.整形外科クリニックが直面する難しい問題の一つであった。 自家骨移植は満足のいく結果を得ることができるが.骨の供給源は限られており.骨を採取するには追加の外科手術が必要で.患者の痛みが増すだけでなく.術後に様々な合併症や追加の怪我を引き起こす。 組織工学の創造と発展は.骨欠損の修復に新しいアイデアと方法を提供しました。 骨芽細胞および/または成長因子を含むバイオマテリアルは.良好な骨誘導性を有し.骨欠損の修復に有望である。 しかし.成長因子はin vitroで調製され.そのほとんどが単一因子であるため.調製が煩雑で高価である。 本研究の結果.PRP複合骨修復は移植片のみによる骨修復に比べ1.162～2.116倍速く.移植骨密度はPRP群（74.0±11％）が対照群（55.1±8％）に比べ有意に高いことが明らかになった。 Kovacsらは，PRPを添加した生体材料群は，骨密度評価，組織学的評価のいずれにおいても生体材料単独群より優れており，PRPには骨欠損の修復効果があると結論付けている． 3.2 脊椎固定術への応用 PRPの研究は.限られた自家骨源.同種骨の免疫拒絶.バイオマテリアルの骨誘導活性の欠如.単一成長因子の複雑で高価な生産という欠点を解決し.骨形成を著しく促進し.骨治癒能力を加速し.脊椎固定率を向上させ.手術後の患者の回復と生活の質を促進する.脊椎固定術の新しい道を開いている。 しかし.脊椎固定術におけるPRPの使用はまだ研究段階であり.報告も限られている。 Castroらは.腰椎椎間関節固定術を腰椎椎間孔アプローチで行った研究において.複合PRP群の固定率が対照群より19％低いことを明らかにしたが.これは腰椎のバイオメカニクス環境.PRPの調製技術.PLTの数などが関係している可能性がある。 その理由は.腰椎のバイオメカニクス的環境.PRP調製技術.PLTの数や機能.成長因子の濃度が関係している可能性がある。 3.3 半月板関節軟骨の損傷と修復 通常.損傷した関節軟骨自体の再生修復能力は非常に弱い。 損傷した関節軟骨をいかに修復し.関節表面の完全性を回復し.関節機能を再構築し.関節変性を防ぐかは.再生医療におけるホットな研究テーマとなっている。 Cugatらは.ウサギの全層軟骨損傷モデルにおいて.軟骨の生体力学的挙動が著しく改善され.軟骨細胞が増殖し.軟骨損傷が著しく修復されることを明らかにした。 患者には関節内PRP注射（1回5mlのPRPを21日間かけて3回注射）を行い.注射口を無菌的に包帯し.患者には膝の屈伸を数回行うよう指示した。 Evertsらは.片側人工膝関節全置換術後にPRPを適用し.対照群に比べPRP適用後は関節線維化の程度が有意に減少し.関節可動域が有意に改善することを明らかにした。 また.軟骨細胞に濃度の異なるPRPを作用させ.その増殖を観察したところ.10日後には30％のPRPがヒト軟骨細胞の増殖を有意に促進し.細胞増殖はPRPによる影響だけでなく.PRP濃度の上昇に正の相関があることがわかりました。 以上のように.PRPは軟骨を修復する際の治療オプションとなり得る 3.4 靭帯・腱損傷の修復 腱組織は腱細胞.繊維状コラーゲン.水分で構成されており.独自の血液供給を持たないため.損傷後の治癒は他の結合組織よりも遅い。 Anituaらは.PRPとヒト腱細胞を共培養し.腱細胞が増殖すると培地中にVEGFと肝細胞増殖因子（HGF）が増加し.VEGFは血管新生を.HGFは抗線維化を促進することを発見しました。 VEGFは抗線維化作用.HGFは抗線維化作用があり.瘢痕形成を抑制する。 Sánchezらは.アキレス腱断裂の患者12名を対象に.手術の補助としてPRPを用いた治療を.試験群6名.対照群6名で行いました。 その結果.試験群の患者は対照群よりも早く可動域に復帰し.合併症も発生しなかった。140人の患者はまず理学療法やその他の非外科的治療を受けた。20人の患者は痛みが改善せず.そのうち15人は皮下PRPを.対照群の5人はブピバカインで治療された。 皮下PRPを投与した患者のうち.8週間後に60％.6ヵ月後に81％.25.6ヵ月後に93％の痛みが緩和され.より短期間でトレーニング活動に復帰することができたという。 しかし.大量の抗生物質を長期間使用することは.様々な全身的な副作用をもたらすだけでなく.薬剤耐性菌の出現につながる。 PRPは.血小板を多く含むため大量の成長因子を放出することができ.トロンビンで活性化されると血小板・白血球ゲル（PLG）を形成し.化学走性.食作用.酸化殺菌など生体の免疫防御反応に重要な役割を果たす細胞成分である血小板を多く含んでいます。 このように多様な特性を持つPRPは.従来の抗生物質にはない優位性を持っています。 Bieleckiらは.PLGがin vitroでStaphylococcus aureusとEscherichia coliの増殖を紙拡散法で阻害することを示し.MoojenらもPLGがin vitroでStaphylococcus aureusとEscherichia coliの増殖を阻害することを報告しています。 また.Moojenらは.PLGがin vitroで黄色ブドウ球菌の増殖を抑制することを報告しています。 さらに.いくつかの臨床研究では.PLGが外科手術後の出血や感染症の発生を抑制することが示されています。PLGは.in vitroで黄色ブドウ球菌の増殖を抑制するだけでなく.in vivoで外用すると細菌の増殖を抑制し.体の免疫防御システムと連携して細菌を殺すことができるので.骨や関節の感染症を防ぐことができます。 PRPは完全に自己のもので.病気の伝染や免疫拒絶の心配がなく.骨組織工学が常に直面している病気の伝染や移植片の生存の困難さの問題を根本的に解決する。PRPは様々な高濃度の成長因子を含み.それぞれの成長因子の比率は体内の正常比率に近く.最高の相乗効果を発揮する。 PRPは.複数の成長因子を高濃度で含み.それぞれの成長因子の比率は体内の正常な比率に近く.単一の因子の生物学的効果と様々な成長因子間の相互作用の間に最適な相乗効果があります。 PRPは凝固促進作用があり.軟部組織の再生を促し.傷の早期治癒を促進します。PRPに含まれる成長因子は細胞内や核内に入らないため.正常な治癒過程を促進し.催奇形作用がなく.腫瘍形成を誘発する能力も持っていません。 PRPは.患者の静脈から血液を採取するだけで製造できるため.製造が簡単で患者へのダメージも少なく.海外ではすでにPRPを製造するための専用の器具があり.使いやすく.短時間で製造できます。 したがって.PRPは安全で簡単かつ安価な施術であり.整形外科のあらゆる領域で使用することができ.応用範囲も広いと言えます。 しかし.PRPの臨床利用.特に整形外科領域においては.PRPの調製に統一した基準がないこと.異なる方法で調製されたPRP成長因子の濃度差が大きいこと.PRPに含まれる成長因子の数や相互作用のメカニズムが不明であることなど.未だ未解明の問題が多く存在する。 したがって.PRPの研究は.まず.PLTへのダメージが少なく.純度が高く安定した効率的なPRP調製法を確立し.次に.PRPを適用する際にPRPの有効性に影響を与える要因を回避するようにし.PRPの骨再生能を向上させるためにPRPと担体の結合に適した担体の選定.動物モデルの確立.標準化試験の設計を行い.PRPの臨床応用に向けた基礎とすべきです。