Les produits à base de plasma riche en plaquettes (PRP) peuvent être décrits comme tout concentré de plaquettes sanguines autologue dans une suspension de plasma. Les produits PRP comprennent le plasma et des augmentations de concentration de plaquettes deux fois ou plus par rapport aux niveaux de base. L’injection de PRP activé dans sa formulation liquide délivre des facteurs de croissance localement et simultanément imite et amplifie la réponse de guérison spontanée dans les zones lésées et dans des niches cellulaires spéciales, qui seraient autrement inaccessibles. Cet échafaudage tridimensionnel transitoire généré in situ libère progressivement les facteurs de croissance et maintient leur concentration sur le site de formation de l’échafaudage. La combinaison de la PRP liquide avec des techniques chirurgicales en chirurgie orthopédique permet un large éventail de stratégies thérapeutiques dans la gestion des blessures dans le domaine de l’orthopédie et de la médecine sportive. L’utilisation de différents éléments thérapeutiques, dont la PRP comme stimuli biologiques et les traitements de réadaptation et de physiothérapie comme stimuli mécaniques, offre des synergies extrêmement favorables qui aideront à atteindre l’objectif du médecin, à savoir arrêter la progression de la maladie et améliorer la fonction dans le laps de temps le plus court possible
les injections de chirurgie orthopédique riche en plaquettes
1. Introduction
Pratiquement toutes les cellules des tissus musculo-squelettiques sont mécano-sensibles et subissent un stress mécanique par la distorsion du complexe de la matrice extracellulaire (MEC). L’exposition des cellules musculo-squelettiques à des stimuli non physiologiques, mécaniques ou biochimiques, entraîne des oscillations du pendule tissulaire vers des altérations profondes des composants de la MEC, tant cellulaires qu’acellulaires, ainsi que des propriétés physiques et chimiques de la MEC. De tels stimuli entraînent des dommages au microenvironnement cellulaire, une inflammation non résolue et des maladies. En plus des caractéristiques spécifiques de chaque tissu (vascularisation, innervation et type de cellules), une charge biomécanique anormale comme l’obésité, un mode de vie sédentaire entraînant des troubles métaboliques, des blessures articulaires ou des activités sportives de haute intensité et prolongées rendent les tissus musculo-squelettiques vulnérables aux blessures. Par cette surutilisation ou cette désutilisation, ces stimuli non physiologiques pourraient bien produire une perturbation conséquente de l’homéostasie tissulaire (figure 1).
L’excès et l’insuffisance d’activité physique associés à des facteurs tels que le déséquilibre vasculaire, les facteurs de risque héréditaires intrinsèques et un nouvel environnement peuvent perturber la fragile homéostasie maintenue par le ténocyte, le fibroblaste stromal et les macrophages résidant dans les tissus. Un contexte localisé, principalement catabolique, associé à une température élevée, à des fragments de MCE et à une acidose avec accumulation d’acide lactique peut être la cause première de la dégénérescence inflammatoire de la MCE.
Une nouvelle approche innovante du traitement des blessures sportives aiguës et chroniques utilise la biologie de l’ingénierie assistée par l’application de plasma riche en plaquettes (PRP) dans ses différentes formulations. En général, les produits PRP peuvent être décrits comme tout concentré de plaquettes sanguines autologues dans une suspension de plasma. Les produits PRP comprennent le plasma et des augmentations doubles ou plus importantes des concentrations de plaquettes par rapport aux niveaux de base : leur concentration en leucocytes et érythrocytes varie considérablement [1], allant d’une absence totale de ces cellules à une forte concentration de celles-ci. Dans ce chapitre, la PRP décrite a une concentration de plaquettes entre 2 et 2,5 fois plus élevée que celle du sang et aucun leucocyte (PRGF®-Endoret®, BTI-Institut de biotechnologie, Vitoria-Gasteiz). La PRP peut être activée avec du CaCl2, offrant ainsi une variété de formulations autologues dont la polyvalence confère à cette technologie une myriade d’applications en orthopédie.
Ce chapitre aborde les questions suivantes : Pourquoi les chirurgiens voudraient-ils exploiter les caractéristiques biologiques de la PRP en salle d’opération ? Dans quelles circonstances les injections de PRP sont-elles indiquées comme adjuvant ? Comment les injections devraient-elles être introduites pour obtenir des résultats bénéfiques en chirurgie ?
2. Raisons d’utiliser les PRP comme améliorateurs du processus de réparation en chirurgie orthopédique : la justification scientifique
Les caractéristiques physico-chimiques de la formulation liquide de PRP, une fois activée, permettent d’atteindre de larges zones de tissus mous et durs tels que les tendons, les muscles, les ligaments, les ménisques, le cartilage et les os. Les facteurs de croissance plaquettaire et la fibrine, ainsi que les facteurs de croissance plasmatique (HGF, IGF-1) présents dans la PRP, stimulent de manière pléiotropique la prolifération et la migration cellulaires, l’angiogenèse, la synthèse et le dépôt de composants ECM et le remodelage tissulaire dans les tissus musculo-squelettiques. Le site chirurgical est ouvert de la manière habituelle et dans les 2 à 4 minutes qui suivent, la formulation activée par le liquide doit être injectée sous forme de solution dans les tissus mous. En raison de son activation locale et progressive, de sa distribution homogène et de son interaction avec les MCE des différents tissus, elle est transformée en une structure transitoire malléable semblable à une matrice. Il y a une interaction directe entre les composants de la MEC d’un tissu (collagènes, glycosaminoglycanes et protéines adhésives) et les protéines adhésives et les facteurs de croissance libérés progressivement du caillot de fibrine en cours de dégradation, qui vont influencer la croissance, la différenciation et la morphogenèse cellulaires. Par conséquent, l’injection de PRP dans sa formulation liquide délivre des facteurs de croissance localement et simultanément imite et amplifie la réponse de guérison spontanée dans les zones lésées et dans des niches cellulaires spéciales, qui seraient autrement inaccessibles. Ce nano-échafaudage de fibrine en plastique généré et moulé in situ interagit avec les protéines et les cellules ECM, se liant à la fibronectine, générant un échafaudage tridimensionnel transitoire, qui libère progressivement les facteurs de croissance et maintient leur concentration sur le site de formation de l’échafaudage
Approche de la thérapie de niche PRP : échafaudage dynamique injectable pour une intervention moléculaire.
Les molécules de fibrine, ainsi que les facteurs de croissance, influencent et régissent les mécanismes de réparation pour reconstruire les structures et restaurer les fonctions, à la fois en exploitant les cellules locales ou résidentes et en stimulant la migration et la prolifération des cellules, régulant ainsi l’angiogenèse, modulant l’inflammation, chimioattirant les cellules progénitrices circulantes et guidant le remodelage des tissus. Le nano-échafaudage de fibrine généré in situ par la PRP offre un paysage de matrice cellulaire biologiquement active où les protéines adhésives, à savoir le fibrinogène, la fibronectine, la vitronectine et la thrombospondine (TSP-1), facilitent l’adhésion, la migration, la prolifération et la différenciation des cellules. De plus, par la libération du facteur 1 dérivé des cellules stromales (SDF-1) qui a été piégé dans le réseau de fibrine, le nano-scaffold sert de médiateur dans la chimiotaxie des cellules progénitrices CD34 et des cellules souches mésenchymateuses (CSM). Une fois recrutées, les CSM ou péricytes adhèrent à un réseau de fibrine et peuvent exercer plusieurs fonctions telles que l’organisation tissulaire, la régulation du sort d’autres cellules progénitrices circulantes et résidentes et servir de cellules progénitrices qui remplacent le tissu endommagé, empêchent les cellules cicatricielles de pénétrer dans la zone endommagée et exercent des activités d’immunomodulation.
3. L’utilisation des infiltrations de PRP en orthopédie : applications chirurgicales
Bien qu’il ne soit pas du ressort de ce chapitre d’aborder le large éventail de stratégies thérapeutiques dans la gestion des blessures dans le domaine de l’orthopédie et de la médecine sportive, seule une approche holistique permettra d’atteindre l’objectif des chirurgiens, à savoir arrêter la progression de la maladie et améliorer la fonction dans le laps de temps le plus court possible. À cet égard, et en tant qu’application clinique de la mécanotransduction cellulaire, un programme de réadaptation, qui comprendrait l’utilisation de la PRP de manière synergique, jouerait un rôle crucial à la fois pour promouvoir la réparation ou le remodelage des tissus lésés et pour éviter la dégradation et l’atrophie de structures telles que l’os, les muscles périarticulaires, les tendons et les ligaments, dans le but d’une récupération complète de la fonction.
