《International Journal of Nanomedicine》：Platelet Lysate-Based Biomaterials for Regenerative Tissue Engineering: A Comprehensive Review
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血小板裂解物（PL），富含生长因子、细胞因子和蛋白质，展现出强大的再生潜力，使其成为组织工程（TE）中一种有前景的生物活性剂。本综述系统地总结了PL负载生物材料在TE中的研究进展、应用及机制。PL整合载体，包括水凝胶、支架和纳米颗粒，将不稳定的液态PL转化为稳
血小板裂解物（PL），富含生长因子、细胞因子和蛋白质，展现出强大的再生潜力，使其成为组织工程（TE）中一种有前景的生物活性剂。本综述系统地总结了PL负载生物材料在TE中的研究进展、应用及机制。PL整合载体，包括水凝胶、支架和纳米颗粒，将不稳定的液态PL转化为稳定、可调控的平台，保留了其促进细胞增殖、血管生成、免疫调节和组织修复的能力，同时实现了效能的时空控制。这些复合材料在伤口愈合、骨与软骨修复、神经再生及眼部疾病治疗中取得了显著成果。研究人员指出了关键局限性，包括PL制备缺乏标准化、潜在的免疫和代谢风险、活性因子的半衰期短以及临床转化缓慢。提出的解决方案涵盖统一的生产指南、优化的基于载体的缓释系统以及大规模临床试验。未来研究应优先考虑跨学科合作以提高精准度和可转化性，从而将PL基系统确立为再生医学中的核心模块化平台。
引言
组织工程（TE）是一个跨学科领域，通过整合细胞、生长因子（GFs）和支架材料来修复、替换、再生或增强组织和器官功能。其主要目标是通过生物材料设计和细胞行为调控，重建或复制天然组织的结构和功能，以解决组织缺损或器官衰竭问题。TE的三个核心要素是细胞、生物材料和生物活性分子。生物材料作为TE的基本组成部分，发挥着提供结构支撑、促进细胞黏附、推动细胞增殖分化以及调控组织微环境等多种作用。尽管TE与生物材料的整合取得了显著进展，但仍面临诸多挑战。
血小板裂解物（PL）源自富血小板血浆（PRP），是通过裂解血小板释放其细胞内含物而获得的一种生物制剂。PL制剂不含完整细胞，从而降低了免疫原性风险，并且富含多种GFs、细胞因子、趋化因子及其他生物活性蛋白。PRP通常采用白膜层法、PRP离心方案和血小板抗凝技术等方法制备。随后，通过反复冻融、超声处理、直接活化或溶剂-去污剂（S/D）处理等方法释放血小板GFs和其他生物活性物质。所选制备方法会显著影响蛋白质含量和组成。与PRP相比，PL克服了若干限制，例如其对温度的敏感性降低，可长期冷冻保存，且通常含有更高浓度的GFs。此外，PL在同种异体应用方面具有优势，并能减少患者间的差异性。然而，由于制备方案和供体特征的差异，不同PL制品中血小板和GF浓度仍存在显著变异。作为一种血小板衍生产品，PL近年来被越来越多地用于促进组织增殖、修复和愈合。除了可溶性生长因子外，PL还含有大量的细胞外囊泡（EVs），这些EVs在裂解过程中从血小板自然释放，是PL的固有组分。这些EVs富含多种生物活性分子，包括蛋白质、脂质以及microRNA等核酸，它们通过介导细胞间通讯，参与PL的再生、抗炎和促血管生成活性。值得注意的是，PL来源的EVs已被证明可通过miR-126增强血管生成、调节免疫反应，并在多种临床前模型中促进组织修复。作为无细胞纳米级载体，PL-EVs日益被认为是关键的生物活性效应物，可能补充甚至增强PL中可溶性因子的功能，为靶向治疗应用提供了新的机遇。
PL在基础研究和临床应用中都显示出显著疗效。在基础研究中，人血小板裂解物（hPL）已成为间充质基质细胞（MSC）培养中广泛采用的补充剂。与胎牛血清（FBS）相比，hPL能显著提高MSC的增殖和扩增效率。研究表明，PL衍生囊泡携带的蛋白质和核酸等生物活性分子介导细胞间信号传导，在组织修复和再生中发挥关键作用。例如，血小板衍生细胞外囊泡（PL-Evs）表现出与全PL相当的成骨特性。在临床环境中，hPL因其人类来源和良好的安全性而备受青睐。hPL已被研究用于治疗脊髓损伤、骨关节炎和炎症性肠病等多种疾病。PL通过释放GFs并刺激血管生成和细胞增殖来促进伤口愈合。在关节再生疗法中，PL增强了滑液来源MSC（SF-MSCs）的功能能力，并促进其向软骨和骨系分化。此外，hPL与纳米材料的结合催生了开发基于纳米的外泌体系统的新策略，进一步拓展了基于PL疗法的潜在临床应用。
在血小板衍生产品中，PRP和贫血小板血浆（PPP）是两个研究最广泛的类别。PRP是通过差速离心获得的液相血小板浓缩物，含有活化的血小板和数量不等的白细胞。PPP用作上清液，含有最少的血小板和最低浓度的生长因子。相比之下，PL是通过物理或化学方法破坏血小板膜，将整个细胞内含物，包括生长因子、细胞因子和细胞外囊泡，释放到无细胞产物中。这种制备上的根本区别导致了几个关键差异。首先，PL是无细胞的，这降低了免疫学风险并减少了病原体，而PRP含有活的血小板，需要小心处理。其次，PL对温度的敏感度低于PRP，可以冷冻保存并长期储存。第三，来自多个供体的PL可以合并以实现批次间的一致性，而自体PRP制品在个体间差异显著。第四，研究表明，与活化的PRP相比，PL含有某些生长因子，如FGF和EGF，浓度显著更高。第五，PRP上清液中的生长因子主要参与伤口修复和愈合，而PL中的生长因子主要参与组织修复和抗炎作用。在功能上，PPP含有某些细胞因子，如IL-1α、VEGF和TGF-α，浓度高于PRP，但其总体生长因子含量仍低于PL。虽然PRP仍是临床上研究最广泛的血小板衍生物，但PL已成为再生组织工程中一种有前途的替代品，特别是在需要标准化、可重复和即用型产品的情况下。
PL与生物聚合物载体的结合在组织工程中显示出巨大前景。早期研究表明，掺入PL可以增强载体材料的物理性能。将PL与生物聚合物材料结合还可以实现GFs的持续释放，从而延长其治疗效果。某些载体可以进一步保护PL的生物活性成分。此外，据报道，PL-生物聚合物复合材料具有抗菌和抗炎特性。PL与生物聚合物材料结合通常表现出良好的生物相容性和可控的降解性。因此，负载PL的生物材料在组织修复应用中引起了越来越多的关注，包括伤口愈合、骨再生、神经修复、牙科修复、眼部疾病和口腔疾病。
鉴于其安全性、稳定性和多功能的生物活性，PL有望在多种疾病领域得到更广泛的应用。本综述总结了PL的生物活性成分，包括GFs、蛋白质和微量元素，并概述了它们在炎症调节、免疫调控、抗纤维化反应和组织修复中的作用。讨论了PL与生物活性材料载体（如水凝胶、气凝胶、冷冻凝胶、微球、静电纺丝膜、纳米纤维膜、纳米颗粒和支架）在伤口愈合、骨修复、神经修复、牙科修复、眼部疾病、口腔疾病及相关应用中的使用情况。本综述为PL负载生物材料在组织工程中的当前研究方向和新应用趋势提供了一个统一的概述和展望。
PL在组织工程中的活性成分及主要功能
PL的活性成分，包括GFs、细胞因子、趋化因子、结构蛋白、基质成分和其他生物活性物质，在组织修复中发挥着关键作用。其中，GFs是调控和协调修复过程的核心。
制备方案对PL生物活性和批次间重现性的影响
hPL的临床转化和监管审批仍面临一个核心障碍，即制造方法的不一致性。这种标准化的缺失贯穿从起始原料到最终产品的每一个环节，深刻影响着产品的可比性、可重复性和监管可接受性。PL的制备方案直接决定了裂解物的生物活性、安全性和批次间一致性，而批次间的可重复性是当前制约其临床转化和大规模应用的核心瓶颈。反复冻融是目前使用最广泛的方法。超声处理利用空化效应产生局部高温高压，破坏细胞膜。化学活化使用特定试剂诱导血小板活化或直接裂解细胞膜。血小板裂解物作为细胞培养添加剂和再生医学治疗剂的价值已得到广泛认可，但其固有的供体间变异性仍是限制产品质量稳定性的关键瓶颈。PL生产并未遵循统一标准，不同实验室和机构使用的方法差异显著。然而，2025年一项跨国多中心研究的重要启示在于，通过遵循统一的标准操作程序，可以在不同设施间生产出质量一致的hPL，这种方法的标准化效果甚至超过了起始原料差异的影响。
PL中的生长因子（GFs）
GFs是PL中用于组织修复的最重要活性成分。PL中存在的主要GFs包括血小板衍生生长因子（PDGF）、胰岛素样生长因子（IGF）、表皮生长因子（EGF）、胰岛素样生长因子-1（IGF-1）、血管内皮生长因子（VEGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、脑源性神经营养因子（BDNF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、结缔组织生长因子（CTGF）、肝细胞生长因子（HGF）和转化生长因子-β（TGF-β）。这些因子通过多种机制促进组织修复，包括激活细胞增殖和迁移、刺激血管生成以及重塑细胞外基质（ECM）。
PL中的蛋白质
PL含有多种对其治疗效果有贡献的蛋白质。这些蛋白质包括纤维蛋白原、纤连蛋白、血小板反应蛋白1（PRP-1）、抗菌肽（AMPs）、细胞外基质相关蛋白和细胞信号调控蛋白。这些蛋白质共同调节炎症、血管生成、ECM重塑、细胞内信号传导和神经保护。
PL中的微量元素
PL含有有助于组织修复的微量元素，包括钙和锌。这些成分通过协同作用促进细胞增殖、分化和血管生成，并在骨组织再生、血管修复和伤口愈合中发挥重要作用。
PL在组织工程中的抗炎特性
PL的抗炎活性涉及多种机制。一个核心机制是抑制促炎信号通路，包括核因子-κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路。PL还能促进巨噬细胞从促炎的M1表型向抗炎的M2表型极化。
PL在组织工程中的免疫调节作用
PL在组织工程应用中表现出多样的免疫调节效应。这些效应主要通过调节免疫细胞的增殖和功能来实现。用PL培养的骨髓来源间充质基质细胞（MSCs）能显著抑制T细胞和自然杀伤（NK）细胞的增殖，从而调节免疫反应。
PL在组织工程中的抗纤维化特性
PL表现出显著的抗纤维化效应，这在组织工程应用中尤为重要。一个关键机制涉及对细胞外基质（ECM）沉积的调节。PL还通过调节炎症信号来调控纤维化，包括上调抗炎基因和下调促炎基因，共同抑制纤维化进程。
PL在组织工程中的组织修复特性
PL通过多种互补机制促进组织修复和再生。它含有广谱的GFs，能够刺激成纤维细胞、角质形成细胞和MSCs的增殖和分化，从而加速伤口愈合和组织再生。
负载PL的载体以增强组织修复性能
PL因其高含量的生长因子和生物活性分子而被广泛应用于再生医学和组织工程。然而，其临床应用仍受到快速降解、释放持续时间短和机械强度不足等因素的限制。为解决这些局限，PL通常被整合到载体系统中，以实现稳定装载、控制释放和局部递送。现有的PL载体主要分为凝胶基载体、支架基载体和纳米颗粒载体。
凝胶类载体
凝胶基载体是广泛应用于药物递送和组织工程的功能材料。当负载PL后，这些载体表现出缓释行为、良好的生物相容性和机械支撑能力。水凝胶的高含水量和可调机械性能使其成为药物和生长因子的合适载体。气凝胶因其结构稳定性和易于处理的特点也引起了越来越多的兴趣。负载PL的冷冻凝胶因其生物活性、生物相容性和多功能特性，在组织工程、骨修复和止血方面显示出广阔的应用潜力。
支架类载体
支架载体是组织工程和再生医学的基本组成部分。它们为细胞生长提供三维环境，并在组织形成和再生中发挥引导作用。根据材料特性和制造策略，负载PL的支架载体可大致分为天然聚合物基支架、合成聚合物基支架、复合支架、凝胶基支架和纳米纤维基支架。
纳米颗粒类载体
直接应用PL往往导致分散性差和稳定性有限。为克服这些限制，研究人员开发了一系列基于纳米颗粒的载体，以增强PL的稳定性和靶向效率。根据材料组成，纳米颗粒载体通常分为有机纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、无机纳米颗粒和生物纳米颗粒。
载体系统的比较分析与协同整合
在复杂组织再生应用中，单一载体往往难以同时满足机械支撑、生物活性、控释和免疫调节的多重需求。因此，多载体重组策略已成为一个热门研究方向。水凝胶与纳米颗粒结合的策略已被广泛研究。其核心协同逻辑在于，纳米颗粒可以改善PL在水凝胶中的分散性，保持水凝胶的初始凝胶能力，并实现PL的长期释放。支架与水凝胶载体的结合可以互补，实现“结构支撑+生物活性”的双重功能。纳米颗粒、水凝胶和支架整合到一个统一系统中，代表了基于PL的生物材料设计的最先进策略。基于现有证据，载体的选择应基于以下核心考量：目标组织类型和力学要求、递送因子种类和释放动力学、免疫微环境的调控需求、细胞负载和递送需求、储存稳定性和临床转化便利性，以及制造可行性和成本。
组织修复的研究进展及其应用
组织修复仍然是再生医学中的一个核心挑战。慢性伤口和复杂组织缺损通常与持续性炎症、血管生成不足和细胞迁移受损有关。PL富含多种生长因子，在伤口愈合、骨修复、神经再生和眼部疾病等方面显示出广泛的治疗潜力。
伤口愈合
伤口愈合是一个高度协调的生物过程，涉及炎症、细胞增殖、新生血管形成和组织重塑等连续阶段。PL因其多靶点调控能力和良好的安全性，已成为创伤修复中一种有前景的生物制剂。PL促进伤口愈合的机制主要包括刺激细胞增殖和迁移、调节氧化应激和自噬、抗菌和免疫调节作用，以及增强基质重塑和血管生成。在伤口愈合研究中，PL经常被整合到多种聚合物载体中，包括水凝胶、支架、纳米颗粒和复合材料。
