作者：程浩，李菊，赵勇，李焰，成都医学院第一附属医院

浓缩生长因子（concentrated growth factors,CGF）是第3代血小板浓缩物，是通过特定的离心程序从患者的全血中离心获得，其主要成分是血液中的各种生长因子和细胞因子以及纤维蛋白。由于富含生长因子，有研究证实，CGF具有促进细胞增殖、分化和前移，调控炎症反应，促进血管生成等方面的生理作用[1-3]。与前两代血小板浓缩物富血小板血浆（plateletrich plasma,PRP）和富血小板纤维蛋白（platelet-rich fibrin,PRF）相比，CGF拥有更高浓度的生长因子和更丰富的纤维蛋白。目前，在临床得到了越来越广泛的应用，尤其是口腔种植牙、牙周病学和创面修复等领域，CGF在医疗美容领域的应用仍处于探索阶段，还需要更多的临床应用及基础研究。

1 CGF概述

1.1血小板浓缩物血小板作为一种细胞碎片，其内含有大量的血小板源生长因子（platelet-derived growth factor,PDGF）、胰岛素样生长因子-1（insulin like growth factor-1,IGF-1）、转化生长因子-β1（transforming growth factor-β,TGF-β1）、碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor,b FGF）和血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）等多种生长因子，在刺激细胞增殖、组织重塑和血管生成方面具有重要作用[4]，因此，血小板浓缩物在组织再生、伤口愈合方面拥有着重要临床意义。

第1代血小板浓缩物是PRP，其制备过程是将新鲜血液加入含有抗凝剂的采血管中，再通过离心获取，此方法被证实能有效促进组织愈合[5]。随后J Choucroun等（2001年）开发出了第2代血小板浓缩制品，即PRF，其与PRP最大的不同是，离心时所采用的采血管不含抗凝剂，因此，可以得到类似凝胶状的富含各种生长因子的纤维蛋白聚合物。之后，2006年L Sacco第1次报道了CGF，被称为第3代血小板浓缩物，CGF与PRF在制备程序类似，但离心速度程序经过了优化调整，导致其最终得到的生长因子—纤维蛋白聚合物具有更高密度、更大体积、更为丰富的生长因子[6]，值得一提的是CGF所具有的纤维蛋白三维网状结构，能够将生长因子更加紧密的互相绑定在一起，因此生长因子的释放也更加缓慢，这对伤口愈合过程意义重大，其疗效也得到了众多研究证实[7-8]。

1.2 CGF成分及结构CGF富含与组织再生过程有关的血小板、生长因子和细胞因子[3]，这些是其再生潜力的重要活性成分。在CGF中检测到的代表性生长因子包括血小板源生长因子-BB（platelet-derived growth factor-BB,PDGF-BB）、IGF-1、TGF-β1、b FGF和VEGF[3,9]，此外，还检测到含有CD34+细胞，这是参与组织再生和愈合的重要干细胞（LFRodella,2011年）。

CGF的结构受到其生产过程中采用的采血管材质和形状的影响。使用不同的采血管可能会产生在形态、纤维蛋白网络结构，以及血细胞定位和分布方面有所不同的CGF。CGF形成了一个类似于纤维网的蛋白质网状结构，孔径大小范围0.1~1.0μm，在这种多三维网状结构里，富含高密度的血小板和有核细胞，生长因子结合也更为紧密，因此能够持续释放TGF-β1和VEGF等生长因子[8-12]。这些生长因子和纤维蛋白的存在，加上CGF的独特结构特性，促进了其推动细胞增殖、迁移和分化的能力，从而增强组织再生能力[7,9,11]。

1.3 CGF的提取及制备方法从血液中提取CGF涉及特定的离心过程。首先，从患者身上采集静脉血液约9 ml，加入不含抗凝剂的采血管中，随即采血管放入专用的CGF离心机（意大利Silfradent Medifuge MF200），程序设置：30 s加速，2700 r/min离心2 min；2400 r/min离心4 min；2700 r/min离心4 min；3000 r/min离心3 min（分别经历692×g，547×g，592×g和855×g的离心加速度），最后36 s减速直至停止[13]。最终形成3层结构：顶层的贫血小板血浆（platelet-poor plasma,PPP）、中间层的CGF和底层的RBC，然后提取富含血小板和生长因子的CGF层[1,14]。

通过离心过程产生的CGF凝块可以进一步处理以提取生长因子和细胞因子。如通常使用冷冻干燥方法来制备CGF条件培养基[1,15]。这种CGF条件培养基随后可以用于各种临床应用。确切的离心程序可能会根据特定的临床应用和患者的需求而有所不同。不同的离心程序可以影响最终CGF制剂中生长因子的组成和浓度[16-17]，制备CGF应在无菌条件下进行，以防止污染。

1.4与其他血小板富集制品的比较CGF、PRP和PRF都是用于再生医学的血小板浓缩物，但在制备方法、组成以及生长因子的释放动力学上有所不同。首先是生长因子浓度区别，2017年，J Qiao等研究发现，CGF和PRF中的b FGF水平显著高于活化的PRP。然而，对于其他生长因子，如PDGF-BB、TGF-β1、IGF-1和VEGF，在活化的PRP、PRF和CGF之间的水平并无显著差异。Lee等[13]研究发现，与PRF相比，CGF的抗拉强度显著更高，PDGF-BB和表皮生长因子（epidermal growth factor,EGF）在CGF中的浓度和含量也显著高于PRF。其次PRP不具有三维蛋白结构，而PRF与CGF一样具有三维纤维蛋白结构，只是与CGF相比，其密度较低（H Masuki,2016年）。CGF含有密度更高、体积更大、更丰富的生长因子-纤维蛋白聚合物（LF Rodella,2011年），这种结构能够将生长因子更加紧密的互相绑定在一起，释放也更加缓慢。因此，PRP释放生长因子的速度更快（E Kobayashi,2016年）。PRF和CGF释放生长因子的时间更为持久，其中CGF最为持久[18]。

制备方法上，三者也不尽相同。PRP的制备需要将血液置于含有抗凝剂的采血管中离心，而PRF和CGF的制备需要将新鲜血液置于不含抗凝剂的采血管中离心，只是离心的转速和程序存在显著差异，因此得到的产物也不同。经典的PRF制备离心程序为3000 r/min离心10 min[19]，但近年来越来越多的学者关注到，用低速离心观念制备的PRF可以得到更具有活性的PRF。2017年M Fujioka-kobagashi等研究显示，1300r/min离心8min制备的PRF比1300r/min离心14min和2700 r/min离心12 min有更高的生长因子释放量；同年，RJ Miron等研究采用700 r/min离心3 min制备的液态可注射PRF（i-PRP），生长因子含量和释放周期均明显高于PRP；还有一项研究表明，600 r/min离心8 min，比2400 r/min和1200 r/min获得更多的生长因子和白细胞[20]。总之，多数研究都观察到系统性的降低相对离心力（relative centrifugalforce,RCF），可以导致生长因子浓度呈明显增加趋势，而且离心力降低和离心时间的减少，可以获取液态i-PRF，应用高RCF不仅会导致血小板和白细胞数量减少，而且还会影响这些细胞释放生长因子的能力。

综上所述，虽然这3种血小板浓缩物都包含可以刺激细胞增殖、迁移和分化的生长因子，但他们在组成和释放这些生长因子的动力学上有所不同。CGF具有更复杂的结构和更高密度的血小板和有核细胞，并且与PRP和PRF相比，其释放生长因子的时间更长。

2 CGF的生物学效应

2.1 CGF作用机制CGF的生物学效应之所以显著，是因为其利用血小板中的α颗粒释放的丰富生长因子来发挥作用。当CGF中的双向血小板受到凝血酶的激活，开始释放一系列生长因子和其他生物活性物质，从而激发细胞的增殖、分化，加强胶原的合成，促进成骨分化和矿化。在凝血机制启动后的短短几分钟内，这些生长因子就被迅速释放，而且在第1个小时内，高达90%的生长因子已经释放出来。在这次强烈的生长因子释放后，血小板在其7 d的生命周期中，仍然持续释放更多的生长因子。不过，各种生长因子的释放高峰期并不相同。研究表明，CGF中的VEGF水平在第8天达到顶峰；而TNF-α在第1天就达到最高，但随后在接下来的8 d中持续下降。BMP-2的水平则是在第8天达到最高，而IGF-1是在第6天达到其释放的顶峰（E Borsani,2015年）。

2.2对细胞增殖、分化和迁移的影响研究发现，CGF通过增强碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）、牙本质唾液酸磷蛋白（dentin sialophosphoprotein,DSPP），以及牙本质基质蛋白1（dentin matrix protein 1,DMP-1）的基因表达，显著推动了根尖牙乳头干细胞（stem cells from the apical papilla,SCAPs）和人牙髓干细胞（human dental pulp stem cells,h DPSC）的增殖、迁移以及分化[7,11]。这一发现对于牙髓的再生治疗具有深远的临床意义。此外，CGF对雪旺细胞（schwann cell,SC）的再生也产生积极影响，进一步促进了神经生长因子（nerve growthfactor,NGF）与胶质细胞源性神经营养因子（glial cell linederived neurotrophic factor,GDNF）的分泌，这为神经的再生及功能恢复提供了潜在的临床途径[12]。同时，有关CGF对骨再生的益处也得到了证实。实验证明，CGF能够强化成骨细胞的活性，从而在体内促进骨的再生[21]。还有研究显示，CGF与矿化胶原材料相结合可以增强大鼠颅骨缺损模型中的成骨分化并促进骨再生[14]。

此外，CGF在促进细胞迁移方面也起到了不可忽视的作用，这对组织的再生和伤口愈合至关重要。体外实验显示，CGF对多种细胞类型，如SCAPs、SC、h DPSCs和人角质细胞（human keratinocytes,Ha Ca T）等，均有促进迁移的效应，这种细胞迁移的增强和许多与细胞增殖和分化相关的基因，如ALP、DSPP、DMP-1，以及与成骨相关的基因的上调密切相关[9,15,22]。

探究其背后的机制，CGF影响细胞增殖、分化、迁移的过程涉及了诸多信号传导路径。已有证据显示，CGF能够活化PI3K/AKT信号通路，这是一个众所周知的调控细胞增殖和迁移的关键途径[21]。此外，研究还发现，CGF能刺激AKT/Wnt/β-catenin和YAP信号通路，这些通路与细胞增殖、迁移和分化有关[23]。

2.3调控炎症和免疫反应近年来，CGF在调节炎症反应方面的作用逐渐受到人们关注。如有研究发现，在脂多糖的刺激下，CGF可以明显降低h DPSC中IL-8的m RNA表达水平[15]。另有研究指出，CGF对人表皮细胞中的某些炎症相关细胞因子，如IL-6和TNF-α的m RNA表达也具有微弱的抑制作用[1]。尽管这些发现提供了有关CGF在炎症调控方面的宝贵信息，但其确切的作用机制仍不明确，还需要进一步深入的研究来解析。

2.4血管再生效应CGF的促血管再生效应是CGF发挥生物学效应的重要方面，CGF中富集的多种生长因子，如VEGF、TGF-β1以及基质金属蛋白酶2（matrixmetalloproteinase,MMP-2）和MMP-9，增在促进血管新生中发挥了至关重要的作用。这些生长因子不仅支持内皮细胞的迁移和增殖，而且加速新的管状结构的形成，这是组织再生的关键步骤。除了这些生长因子，CGF中的CD34+细胞也扮演了关键角色。这些细胞呈现出内皮祖细胞的特性，直接参与新的血管生成过程[3]。CGF因其在促进血管再生方面的显著效果，已经被视为组织再生和修复的强大工具。

3 CGF的临床应用进展

3.1口腔领域的应用CGF是一种自体血源生物材料，近年来在口腔医学领域应用广泛，获得了多项积极地研究结果。在牙种植领域，CGF被用来改进牙齿种植体的骨整合过程。在这个过程中，CGF为牙科种植体提供了具有生物相容性和生物活性的接触面，显著提高了内皮细胞的黏附，从而优化了骨整合效果并明显降低了术后并发症[24]。另外，在牙周病学领域，CGF已经成为新的研究热点。研究表明，不仅能够促进骨整合，还可以显著增强骨组织的再生能力[25]。而在再生牙髓病学中，CGF也被证明能够有效地促进不成熟牙齿的牙髓再生，特别是它能刺激SCAPs的增殖、迁移、分化[9]。更加令人意外的是，当涉及到手术拔除下第3磨牙这类常规手术时，CGF的使用大大加速了软组织的愈合速度，并有效缓解了患者术后可能出现的症状，如显著的肿胀和疼痛[26]。综上所述，无论是在牙种植、牙周病学还是其他口腔医学子领域，CGF都展现出了较高的潜力和应用前景。尽管如此，为了更深入、准确地评估其长期效果和可能的优点，仍然期待未来有更多深入的临床研究来进一步验证CGF的实际应用价值[25]。

3.2关节和骨骼领域的应用CGF对于人骨髓间充质干细胞（human bone marrow stromal cells,h BMSCs）的成骨分化有显著刺激作用。此外，CGF还能激增ALP的活性，进而推动基质的矿化，这些都被认为是骨组织再生中的核心步骤[27]。在颞颌关节骨关节炎（temporomandibular joint osteoarthritis,TMJ-OA）的治疗中，CGF已开始得到应用，相关研究发现，CGF不仅可以减轻炎症，还能在某种程度上对软骨下区域产生保护作用，进而助力细胞的增殖，并推进TMJ-OA受损组织的修复（F Wang,2017年）。此外，针对与药物相关的颌骨坏死（medication-related osteonecrosis of the jaw,MRONJ）的治疗，特别是在对于骨质疏松症患者的手术中，研究发现，局部应用CGF可以明显地改善组织再生，为MRONJ的康复提供了重要支持[28]。在治疗骨缺损修复方面，动物实验显示，CGF与骨髓间充质干细胞（bone marrow stromal cells,BMSCs）结合使用，能够促进间质干细胞的增殖、成骨细胞成熟和成骨矿化，进而可以促进愈合大鼠头顶部的临界大小缺损（H Honda,2013年）。当CGF与自体骨髓浓缩物相结合时，研究发现，这种组合不仅能加快骨组织的再生速度，还能提高新生骨的密度[29]，为治疗由于下颌病变的切除所产生的骨缺损提供了有力的治疗手段。

3.3皮肤年轻化与医疗美容CGF在面部年轻化与美容外科领域中逐渐成为一个充满潜力的焦点。其在皮肤光老化、软组织缺损修复，以及瘢痕治疗等方面展现出了显著的疗效。由于CGF富集了高浓度的生长因子，其在软硬组织的修复和再生中发挥了不可或缺的作用[30]。一个基于裸小鼠光老化模型的研究显示，CGF可显著地改善皮肤的外观，优化皱纹评分，并逆转了某些病理变化[30]。不仅如此，CGF还能提升皮肤纤维的弹性，增加细胞增殖核抗原（proliferating cellnuclear antigen,PCNA）的表达，这是细胞增殖的标志，并减少MMP1的表达，后者是参与皮肤细胞外基质降解的酶[31]。在关于人类真皮成纤维细胞（human dermal fibroblasts,HDFs）的另一项研究发现，CGF能够对抗紫外线A波（ultraviolet a,UVA）诱导的光老化[32]，其机制主要是通过抑制P38丝裂原活化蛋白激酶/活化蛋白-1（P38MAPK/AP-1）信号通路。这导致细胞的生存力提高，活性氧（reactive oxygen species,ROS）的生成降低，同时与MMP-1表达调节相关的p38和c-Jun的表达也下调。有研究还指出，将液态CGF与游离脂肪结合用于移植，能够显著减少脂肪的吸收，尤其是在脂肪移植后的早期阶段[33]。研究建议的液态CGF与脂肪的最佳混合比例为1∶8。在美容外科实践中，CGF的应用日益普及，特别是在鼻整形、脱发治疗和自体脂肪移植等手术中。其所展现的再生效应不仅增强了手术效果，还提高了患者的满意度。然而，尽管CGF的应用充满了希望，但使用时仍需面对一些实际挑战，如明确其作用机制、衰减吸收速度，以及对其长期效果和安全性的评估。

笔者所在的医疗美容中心引进离心机（MF200，意大利Silfradent Medifuge公司）后，进行了皮下注射的医疗美容方向的尝试。首先将CGF用于矫正泪沟凹陷，注射层次包含眼轮匝肌上和眼轮匝肌下，使用25 G钝针推注，单侧注射量为1.5~2.0 ml，取得了良好的即刻治疗效果，但是由于CGF的特性，发现泪沟注射后注射物的支撑效果大部分在1~2周后消失，因此患者通常需要2周后补充注射1次，连续3次注射后，CGF内的高浓度生长因子开始发挥作用，部分患者泪沟凹陷区域开始出现皮下组织再生，泪沟凹陷的矫正出现了持续性的疗效。但目前只是小样本的临床观察，遇到的主要问题：⑴CGF皮下注射后支撑效果维持时间太短。⑵远期再生效果依然不确切，部分患者再生效果不佳。⑶CGF皮下注射后的转归是什么？其中的纤维蛋白能否长期沉积并充当填充物，其最终再生效果究竟如何仍不清楚，这需要相关基础研究去验证。针对以上探索遇到的问题，尝试调整离心参数和注射剂量，继续进行更多临床样本观察，相关的基础实验也正在进行，希望未来能将CGF的填充效果和再生效果发挥到最大。

3.4创伤修复与伤口愈合CGF在伤口愈合方面的功效逐渐受到重视，并在临床得到广泛应用。无论是常见的手术切口还是难治性的创伤，CGF都显示出了显著的促愈合效果。如针对手术切口的治疗，有学者研究了CGF膜在缝合过程中的应用，结果表明，CGF膜不仅可以加速手术切口的愈合，还能有效提高切口愈合的质量[34]。

对于那些传统治疗手段难以治愈的伤口，如下肢难治性创面，CGF的应用也取得了令人鼓舞的成果。相关报道[34]指出，使用CGF治疗后，这些难以愈合的创面得到了明显的恢复。此外，CGF在处理肛瘘的治疗中也展现出了独特的优势。研究发现，CGF不仅能够促进伤口愈合，而且还能够有效地降低炎性因子的表达，从而加快肛瘘的愈合过程[35]。总之，无论是常规手术伤口还是特定的难治性伤口，CGF都显示出了巨大的治疗潜力。

3.5神经修复与神经系统病变CGF在神经修复领域显示出了良好的应用潜力。研究表明，CGF能够显著增强对神经再生至关重要的SC的增殖[13]。此外，CGF还能增强NGF和GDNF等关键神经营养因子的分泌，从而有助于神经损伤后的功能恢复[12]。然而，CGFs的神经修复效果并不是简单线性的，而是需在特定的剂量阈值下最为显著。当与干细胞和其他生物材料共同作用时，CGF促进组织，包括骨骼和神经组织的再生的效果更为明显[36]。在神经修复领域，特别是在周围神经损伤（peripheral nerve injury,PNI）的治疗中，CGF已展现出其治疗效用。其内在机制是通过与相关受体结合激活多种信号传导途径，产生对神经修复和整体组织修复有益的效果。然而，由于其在体液中的半衰期短和快速失活，为了解决这个问题CGF通常被嵌入神经导管中，或通过生物组织或合成材料制成的神经导管输送。这种方法确保了CGF的持续释放，持续促进轴突再生和更好的功能恢复[37]。总之，尽管CGFs在神经修复领域的应用显示出了初步的积极效果，但为了更广泛地应用于神经修复和其他神经系统疾病的治疗，仍需要进行更多的深入研究。

4结论与展望

CGF是第3代血小板浓缩物，一种通过特定的离心程序从患者自身的全血中提取出来的血小板富集物，含有大量的生长因子和细胞因子。因为其可以促进伤口愈合、提高移植物的成活率、刺激组织再生等，近年来，CGF在口腔外科、整形外科、皮肤科等领域都得到了广泛的应用。目前，CGF和PRF均证明了其由于生长因子的浓缩所带来的再生效果，且表现出良好的临床应用前景。但CGF和PRF中，除了生长因子，占最大部分比例的其实是纤维蛋白，之前学者的关注点主要集中在生长因子的研究和再生效果的临床应用，但对于纤维蛋白这部分成分的临床应用并未给予足够的重视。笔者认为，CGF作为一种纤维蛋白和生长因子的聚合物，除了再生效应外，纤维蛋白的潜在临床价值理应引起重视，如该成分可作为自体来源的填充物，尤其是在医疗美容领域具有广阔的应用前景。但目前关注CGF填充效果的研究很少，如果采用CGF作为自体填充剂，待解决的问题主要有如下几点：⑴如何通过调整离心参数制作出液相CGF，使其具有更好地可注射性，即可通过较细的锐针注射器推出。⑵CGF作为填充剂的支撑力如何，吸收率随时间如何变化，如何通过调整CGF的制作参数使CGF拥有更久的支撑效果。⑶如何使液相CGF转换为凝胶态，以此增加体内支撑力。这些问题是CGF作为填充剂使用前必须了解的问题。其次，笔者认为，回顾PRF和CGF的发展历史发现，所谓PRF并无统一的标准，不同学者通过不同的离心程序得到的PRF在生长因子含量、物理状态方面均具有较大差异。CGF是在PRF的基础上，由L Sacco（2006年）通过一套相对固定且复杂的离心程序而得到的，理论上的生长因子浓度和纤维蛋白浓度更高。由此可以推测，所谓CGF的离心程序不应是固定的，未来CGF的制作过程应该更加多样化，尝试通过更改CGF离心程序中的某些变量，甚至包括改变采血管的容量和内壁材质，来改变CGF的生长因子含量和物理状态，以适应多样的临床应用需求。总之，CGF是一种具有再生效果的生长因子纤维蛋白聚合物，未来学者们应该更多关注CGF制作过程的改进，以得到更多样化，有更强生物学效应的新CGF，能广泛适用于美容再生、美容填充、辅助脂肪移植等临床实践。

参考文献略。

来源：中国美容整形外科杂志2024年8月第35卷第8期