PRP, platelet rich plasma (富含血小板血漿) 是一種富含「生長因子」的自體生物製劑,透過萃取出濃縮的血小板,注射到患部,能啟動並加速組織的修復。大家普遍認為,PRP製備就是把血抽出來離心,關鍵只在「轉速(G值)」和「時間」。但事實上,要能夠有效萃取出血小板,試管本身,還是有很多物理特性要考慮。以下,我們探討那些影響PRP回收率的關鍵「硬體因素」:
1. 試管的「幾何形狀」 (瘦高 vs. 胖矮)
試管的「長寬比」(Aspect Ratio) 是影響分離效率的關鍵參數之一。
您可以想像,離心就像一場賽跑。血液中的紅血球和血小板必須在離心力下移動,跑完整個試管的高度(即「沉降路徑」)。
瘦高型試管:在相同容量下,瘦高的試管意味著血液的高度較長,沉降路徑也更長,所以在瘦高型試管,在同樣的轉速下,需要更長的離心時間,才能將紅血球聚集到下層。
胖矮型試管:血液的高度較短,沉降路徑也更短,所以在矮胖型試管,在同樣的轉速下,可以用更短的離心時間達到理想分層。但是極端狀況下,太過矮胖的試管,找不到適合的離心杯,另外,在萃取上,我們也需要一定的試管高度,才能精準抽取分層介面。
結論:過長的沉降路徑不利於血小板回收。專業PRP系統的試管外型都需要經過精密計算以及測試理想離心條件。
2. 離心機的「甩動方式」 (水平 vs. 固定角度)
這可能是影響PRP品質最大的硬體因素之一:離心機的轉子 (Rotor) 設計。
固定角度 (Fixed-angle) 離心:這是傳統的離心方式。試管在旋轉時呈一個固定斜角 [1]。在強大的G力下,血液細胞會被G力「甩」到試管的遠端管壁上,並沿著管壁「塗抹」(smeared) 下滑。一份2020年的研究 (Miron et al.) 指出,這種方式會對細胞產生額外的「剪切應力」(shear stress) [2],可能造成細胞創傷或血小板提早活化。
水平甩動 (Horizontal / Swing-out) 離心:這是目前先進PRP系統的主流。試管在開始旋轉時會自動「甩」平至水平位置。這種設計的優勢在於,它允許細胞在管內「自由移動」,僅根據自身的密度(比重)來分層。最終,這種方式能產生一個乾淨、平整、水平的血漿層與血球層界面(Buffy Coat),讓血小板回收更有效率,細胞損傷也更少 [3]。
3. 試管的「內部設計」 (分離膠 vs. 抗凝劑)
A. 分離膠 (Separation Gel)
許多市售的PRP套組會在試管中加入一層「分離膠」(Thixotropic Polymer Gel)。
優點:方便。這層膠體的密度介於血漿與紅血球之間,離心後會自動卡在中間,將上層的PRP與下層的紅血球/白血球完美隔開,降低了操作失誤的風險。
潛在的「陷阱」:一份2019年的文獻提出了血小板的異質性 [4],血小板的大小以及重量不一,在使用分離膠體進行單次離心,因為分離膠的比重 (specific gravity)是固定的,有可能讓比重較重、大顆的血小板(高密度、高MPV的血小板)一起被分離至紅血球區,這可能導致最終得到的PRP雖然「純淨」(Leukocyte-Poor),但其活性與療效會稍微下降。
B. 抗凝劑 (Anticoagulant)
為了防止血液凝固,試管中必須添加抗凝劑。但不同種類的抗凝劑,會對血小板產生截然不同的影響。
EDTA (Ethylenediaminetetraacetic acid):常用於血液常規檢查,但不適合用於製備PRP。一份2016年的研究 (Amaral et al.) 發現,EDTA會導致血小板在離心後「腫脹」,使其平均體積(MPV)異常增加 [5]。這是一種人為的假象,代表血小板的細胞膜結構可能已經受損。
ACD-A (Acid-citrate-dextrose Formula A) 或 SC (Sodium Citrate):這些檸檬酸鹽類的抗凝劑,被證實能更好地保持血小板的原始型態與穩定性。在實驗中,使用SC(Sodium Citrate)的試管展現了高達81.21%的血小板回收率。
4. 管壁材質的差異
基材特性:聚烯烴(PP、PE)屬疏水 (hydrophobic)表面,容易先吸附纖維蛋白原/免疫球蛋白,進而誘發血小板附著與活化;另外玻璃更容易促凝,不建議作為使用材質。實務上多選醫療級聚丙烯(PP, Polypropylene)或 COP/COC(高透明、低萃取物)為管壁材質,再以流程與表面處理來抑制血小板附著與活化。
表面處理/塗層:親水 (hydrophilic)抗吸附塗層(如 PEO/PEG、PMEA)可明顯降低蛋白/血小板黏附 [6, 7];若未做塗層,至少以 ACD-A/SC 預潤管壁以降低初始吸附。
5. 試管的「杯底形狀」 (平底 vs. 錐形)
試管底部的幾何形狀,會直接改變離心時血球堆積的物理行為,因此需要搭配不同的離心參數。
平底 (Flat type):一份2017年的理論模型 (Piao et al.) 預測 [8],平底試管在較低的G值(例如 300g)時,就能達到其最高的血小板回收率,也就是說,如過今天我們要使用軟離心 (soft spin), 使用平底試管會比較適合。
錐形 (Conical type):該模型預測,錐形試管需要更高的G值(例如 450g)才能達到其峰值(約98%)。有趣的是,雖然平底管在低G值時效率較高,但在非常高的G值(> 800g)時,錐形管的回收率反而會略高於平底管,也就是說,當我們要使用硬離心 (hard spin),取得血小板層片,錐形底座的效率會比較好。
結論:在臨床實務上,錐形管(Conical tubes)被廣泛使用,不過目前的文獻,僅為理論模型,沒有實際人體實驗的文獻。在同時有軟離心及硬離心的需求同時,在只能選一種形狀的條件下,還是優先以平底杯底為主,因為硬離心的萃取,可以用加速或加時間彌補。
結論:PRP製備是一門精密的「微環境」科學
PRP的製備,絕非「買一台離心機,隨便轉轉」如此簡單。我們需要考慮試管外型、材質、抗凝劑的選擇等,針對不同條件的試管,得到最適合的離心參數。在行動自儒,我們深知這些「魔鬼的細節」,我們不僅投資於優良的硬體設備(如: 水平轉子離心機,6分類的日本驗血設備等),更憑藉知識與臨床經驗,從抗凝劑的選擇、離心參數的設定,到黃金區域的精準抽吸,為每一位患者的獨特狀況客製化流程,確保您獲得的PRP,是真正高品質、高濃度的再生精華。
1. Dashore, S., et al., Preparation of Platelet-Rich Plasma: National IADVL PRP Taskforce Recommendations. Indian Dermatol Online J, 2021. 12(Suppl 1): p. S12–S23.
2. Miron, R.J., et al., Evaluation of 24 protocols for the production of platelet-rich fibrin. BMC Oral Health, 2020. 20(1): p. 310.
3. Everts, P., et al., Platelet-Rich Plasma: New Performance Understandings and Therapeutic Considerations in 2020. Int J Mol Sci, 2020. 21(20).
4. Ozer, K., Y. Kankaya, and O. Colak, An important and overlooked parameter in platelet rich plasma preparation: The mean platelet volume. J Cosmet Dermatol, 2019. 18(2): p. 474–482.
5. do Amaral, R.J., et al., Platelet-Rich Plasma Obtained with Different Anticoagulants and Their Effect on Platelet Numbers and Mesenchymal Stromal Cells Behavior In Vitro. Stem Cells Int, 2016. 2016: p. 7414036.
6. Tanaka, M., et al., Blood compatible aspects of poly(2-methoxyethylacrylate) (PMEA)--relationship between protein adsorption and platelet adhesion on PMEA surface. Biomaterials, 2000. 21(14): p. 1471–81.
7. Lee, J.H., Y.M. Ju, and D.M. Kim, Platelet adhesion onto segmented polyurethane film surfaces modified by addition and crosslinking of PEO-containing block copolymers. Biomaterials, 2000. 21(7): p. 683–91.
8. Piao, L., H. Park, and C.H. Jo, Theoretical prediction and validation of cell recovery rates in preparing platelet-rich plasma through a centrifugation. PLoS One, 2017. 12(11): p. e0187509.