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Photoaktiviertes PRP (PA-PRP): Mechanismen, Evidenz und praxisrelevante Aspekte
Ein wissenschaftlicher Überblick zu Photobiomodulation, Freisetzungskinetik und publizierter Studienlage
Abstract
Bei einzelnen Protokollen wird PRP nach der Aufbereitung mit Licht definierter Parameter behandelt. In-vitro wurden Unterschiede in der Freisetzungskinetik im Vergleich zu chemischen Aktivierungsverfahren beschrieben. Ob und in welchem Umfang sich diese Unterschiede klinisch auswirken, ist aufgrund der begrenzten und heterogenen Studienlage derzeit offen. Kleine klinische Studien haben Hinweise auf Unterschiede bei einzelnen Endpunkten (u. a. Gonarthrose, Melasma) berichtet; methodisch belastbare Schlussfolgerungen lassen sich daraus nicht ableiten. Für die praktische Einordnung sind neben Aktivierungsprotokollen auch die Standardisierung der Aufbereitung und die Auswahl geeigneter PRP-Röhrchen relevant. Dieser Beitrag fasst den aktuellen Stand zu Mechanismus, Aufbereitungsaspekten und publizierter Datenlage zusammen.
Key Takeaways
- Bei einzelnen Protokollen wird PRP nach der Aufbereitung mittels Licht definierter Parameter behandelt.
- In-vitro wurden Unterschiede in der Freisetzungskinetik gegenüber chemischen Aktivierungsverfahren beschrieben; die klinische Relevanz dieser Unterschiede ist derzeit nicht abschließend geklärt.
- Kleine klinische Studien berichten Hinweise auf mögliche Unterschiede bei einzelnen Endpunkten; belastbare Schlussfolgerungen sind aufgrund begrenzter Fallzahlen und heterogener Protokolle nur eingeschränkt möglich.
- Die Vergleichbarkeit publizierter Daten hängt wesentlich von standardisierten Aufbereitungsprotokollen ab — einheitliche, allgemein verbindliche Standards sind bislang nicht etabliert.
- Für weitere Anwendungsfelder (Tendinopathien, Neuroregeneration, chronische Wunden) liegen bislang überwiegend präklinische oder methodisch heterogene Daten vor.
01Biologischer Wirkungsmechanismus
1.1 Photobiomodulation und intrazelluläre Signalkaskade
Wenn aufbereitetes PRP polychromatischen Lichtquellen mit definierten Emissionsbereichen ausgesetzt wird, absorbieren Chromophore der Thrombozyten — darunter Cytochrom c-Oxidase in der mitochondrialen Atmungskette — die Photonenenergie. In publizierten Protokollen wurden polychromatische Lichtquellen mit definierten Emissionsbereichen beschrieben. Dies initiiert eine Kaskade intrazellulärer Ereignisse:
- Gesteigerte mitochondriale ATP-Synthese
- Erhöhte intrazelluläre Ca²⁺-Freisetzung aus dem dichten tubulären System
- Strukturelle Aktivierungsmarker: Lamellipodia-Ausdehnung, Pilopodia-Formation, Thrombozytenagglomeration
Diese Aktivierungsmarker sind morphologisch mit konventionell aktivierten Thrombozyten vergleichbar. In-vitro wurden Unterschiede in der Freisetzungskinetik gegenüber chemischen Aktivierungsverfahren beschrieben. Eine direkte Übertragung auf klinische Verhältnisse ist nur eingeschränkt möglich.
1.2 In PRP beschriebene Wachstumsfaktoren und ihre diskutierten biologischen Funktionen
| Wachstumsfaktor | Hauptquelle | Diskutierte biologische Funktion |
|---|---|---|
| PDGF (AA, AB, BB) | α-Granula | Proliferation von Fibroblasten und glatten Muskelzellen; Rekrutierung von Gewebsvorläuferzellen |
| TGF-β1/β2 | α-Granula | Kollagensynthese, Narbenremodellierung; Immunmodulation durch Hemmung proinflammatorischer Zytokine |
| VEGF | α-Granula | Angiogenese; entscheidend bei Vaskularisierung avaskulärer Strukturen (Sehnen, Menisken) |
| EGF | α-Granula | Epitheliale Proliferation und Migration; relevant für Wundverschluss und dermale Regeneration |
| IGF-1 | α-Granula / Plasma | Myoblasten-Proliferation; muskuläre Regeneration nach Verletzung |
| HGF | α-Granula | Antiapoptotisch; fördert Muskelzell-Regeneration |
Tab. 1: In PRP beschriebene Wachstumsfaktoren und ihre diskutierten biologischen Funktionen (vereinfacht). Konzentrationen variieren je nach Aufbereitungsprotokoll und individuellen Ausgangswerten.
1.3 Leukozytenstatus: LR-PRP vs. LP-PRP
Der Leukozytengehalt des Präparats ist ein methodisch relevanter Parameter, dessen Bedeutung indikations- und zielgewebsabhängig diskutiert wird:
- LR-PRP (leukozytenreich): Kann mit einem anderen Zell- und Zytokinprofil sowie stärker ausgeprägten proinflammatorischen Signalen einhergehen.
- LP-PRP (leukozytenarm): Wird in bestimmten Settings diskutiert, wenn ein niedrigeres inflammatorisches Begleitprofil angestrebt wird.
Die klinische Relevanz hängt von Indikation, Aufbereitung, Zielgewebe und Endpunkt ab.
Hinweis zur Datenlage: Für PA-PRP liegen derzeit keine ausreichenden Head-to-Head-Vergleiche zwischen LR- und LP-Aufbereitung vor. Die verfügbaren Studien verwendeten spezifische kommerzielle Systeme; eine Übertragbarkeit auf andere Protokolle ist eingeschränkt.
02Standardisierung der Aufbereitung: Welche Rolle spielen PRP-Röhrchen?
Die Reproduzierbarkeit der PA-PRP-Aufbereitung hängt von mehreren präanalytischen und prozessualen Parametern ab. Relevante Variablen im Überblick:
| Parameter | In der Literatur beschriebene Protokollmerkmale | Bedeutung für die Aufbereitung |
|---|---|---|
| Blutentnahmevolumen | 15–60 ml (indikationsabhängig, in publizierten Studien variierend) | Größere Volumina können mit einer höheren Thrombozytenausbeute einhergehen; die Bewertung bleibt system- und protokollabhängig |
| Zentrifugation | Zweistufige Zentrifugation in publizierten Protokollen häufig beschrieben (Soft Spin + Hard Spin) | Trennung von Erythrozyten und ggf. Leukozyten; exakte g-Werte systemabhängig |
| Thrombozytenkonzentration | Systemabhängig; keine allgemein verbindlichen Schwellenwerte etabliert | Zielkonzentration variiert je nach System, Indikation und Protokoll |
| Photoaktivierung | In publizierten Protokollen beschrieben; systemspezifisch | Konkrete Parameter (Wellenlänge, Bestrahlungszeit, Abstand) sind bislang nicht einheitlich standardisiert |
| Antikoagulans | ACD-A oder Citrat in publizierten Protokollen beschrieben | EDTA wird in PRP-Aufbereitungsprotokollen üblicherweise nicht verwendet |
| Applizierungszeitpunkt | In publizierten Protokollen zeitnahe Anwendung nach Aktivierung beschrieben | Lagerung aktivierter Präparate in publizierten Studien nicht vorgesehen |
Tab. 2: Praxisrelevante Aufbereitungsparameter für PA-PRP. Gerätespezifische Validierungen sind erforderlich.
Zur Bedeutung von PRP-Röhrchen für die Standardisierung: PRP-Röhrchen sind ein relevanter Bestandteil der präanalytischen Standardisierung, da Material, Füllvolumen, Antikoagulans, Trenngelsystem und geometrische Eigenschaften das Zellprofil und die Reproduzierbarkeit der Aufbereitung beeinflussen können. Für die Bewertung publizierter Daten ist daher nicht nur das PRP-Verfahren selbst, sondern auch das verwendete Röhrchensystem mit zu berücksichtigen.
Eine europaweit verbindliche Standardisierung der PRP-Herstellung (inkl. PA-PRP) fehlt bislang. Konsensempfehlungen der ISBT sowie verschiedener Fachgesellschaften sind verfügbar, haben jedoch keine regulatorisch bindende Kraft.
03Evidenzlage: Publizierte Studiendaten im Überblick
Einzelne kleine Studien und ein systematischer Review beschreiben Hinweise auf Unterschiede gegenüber Standardprotokollen oder Vergleichsgruppen bei bestimmten Endpunkten. Die Aussagekraft bleibt wegen begrenzter Fallzahlen, heterogener Protokolle, teils fehlender Kontrollarme und uneinheitlicher Endpunkte insgesamt eingeschränkt.
3.1 Gonarthrose
Paterson et al. (2016) verglichen in einer doppelblinden, randomisierten Pilotstudie (n = 37) intraartikulär injiziertes PA-PRP mit Hyaluronsäure. In der PA-PRP-Gruppe wurden bei einzelnen Schmerz- und Funktionsscores Unterschiede berichtet. Aussagekraft und Übertragbarkeit sind durch die geringe Fallzahl, das spezifische kommerzielle System und den kurzen Follow-up erheblich limitiert.
Mohiuddin et al. (2018) berichteten in einer prospektiven Kohortenstudie (n = 232, 12 Monate) Veränderungen im WOMAC-Score über den Beobachtungszeitraum. Das Fehlen eines Kontrollarms schränkt die Interpretierbarkeit der Ergebnisse grundlegend ein.
Ein systematischer Review und eine Meta-Analyse (Simental-Mendía et al., 2023; n = 1.292, 14 Studien) untersuchten aktiviertes gegenüber nicht-aktiviertem PRP allgemein — eine PA-PRP-spezifische Subgruppenanalyse ist darin nicht enthalten. Eine direkte Extrapolation auf PA-PRP ist methodisch nicht zulässig.
3.2 Dermatologie: Melasma
Demir und Altun (2024) verglichen in einer randomisierten Doppelblindstudie (n = 38) PA-PRP mit konventionellem PRP. Beide Gruppen zeigten Veränderungen im MASI-Score; ein statistisch signifikanter Gruppenunterschied wurde nicht nachgewiesen. Die Fallzahl ist für belastbare Schlussfolgerungen nicht ausreichend.
3.3 In-vitro-Daten zur Freisetzungskinetik
Eine Laborstudie (Eur. J. Pharm. Biopharm., 2020) beschrieb unter in-vitro-Bedingungen Unterschiede in der Wachstumsfaktorfreisetzung über einen Beobachtungszeitraum von 28 Tagen nach Photoaktivierung. In-vitro-Daten sind nicht direkt auf in-vivo-Verhältnisse übertragbar; Gewebeperfusion, enzymatisches Milieu und Bindungsproteine modifizieren die effektive Wirkstoffverteilung erheblich.
3.4 Weitere Indikationsfelder
Für Tendinopathien, androgenetische Alopezie und chronische Wunden liegen PRP-Daten aus heterogenen Studien vor; PA-PRP-spezifische kontrollierte Studien fehlen in diesen Indikationen weitgehend. Für den Bereich Neuroregeneration sind ausschließlich präklinische Daten publiziert.
04Häufige Fragen zur Einordnung von PA-PRP
Photoaktiviertes PRP (PA-PRP) bezeichnet ein Verfahren, bei dem plättchenreiches Plasma nach der Aufbereitung Licht definierter Parameter ausgesetzt wird. Dies stellt eine Variante der PRP-Aufbereitung dar; die methodischen und klinischen Unterschiede zu anderen Aktivierungsverfahren sind Gegenstand laufender Forschung.
Bei chemischer Aktivierung werden dem aufbereiteten PRP exogene Substanzen (z. B. CaCl₂ oder bovines Thrombin) zugesetzt. Bei der Photoaktivierung entfällt dieser Zusatz; stattdessen wird das Präparat Licht bestimmter Parameter ausgesetzt. In-vitro wurden dabei Unterschiede in der Freisetzungskinetik beschrieben. Ob diese Unterschiede klinisch relevant sind, lässt sich auf Basis der vorhandenen Studienlage nicht abschließend beurteilen.
Die publizierte Datenlage zu PA-PRP ist heterogen und methodisch limitiert. Vorliegende Studien weisen meist kleine Fallzahlen auf, verwenden unterschiedliche Protokolle und entbehren teils eines Kontrollarms. Belastbare, indikationsbezogene Schlussfolgerungen lassen sich daraus nicht ableiten. Größere, standardisierte RCTs stehen aus.
PRP-Röhrchen können die Zusammensetzung des gewonnenen Präparats mit beeinflussen — etwa durch Antikoagulans, Trenngelsystem, Füllvolumen und Prozesskompatibilität. Für die Vergleichbarkeit von Protokollen und die Bewertung publizierter Daten sollten diese Parameter dokumentiert und systematisch berücksichtigt werden.
Unterschiedliche Zentrifugationsprotokolle, Röhrchensysteme, Leukozytengehalte und Lichtparameter führen zu schwer vergleichbaren Präparaten. Da publizierte Studien häufig unterschiedliche Systeme verwenden, sind Ergebnisse nur eingeschränkt übertragbar. Eine einheitliche Protokollierung ist Voraussetzung für belastbare Aussagen zur Wirksamkeit.
Zentrale offene Fragen umfassen: die klinische Relevanz in-vitro beschriebener Freisetzungsunterschiede; optimale Lichtparameter und deren Standardisierung; indikationsbezogene Wirksamkeit in kontrollierten Studien mit ausreichender Fallzahl; Langzeitsicherheit; sowie die Übertragbarkeit von Ergebnissen über unterschiedliche Aufbereitungssysteme hinweg.
05Einordnung der Datenlage und Forschungsbedarf
Die vorliegende Evidenz zu PA-PRP ist trotz präklinischer und mechanistischer Daten aus methodischen Gründen limitiert:
- Kleine Stichproben: Die bislang größte PA-PRP-spezifische Studie (Mohiuddin et al., n=232) entbehrt eines randomisierten Kontrollarms.
- Fehlende Standardisierung: Unterschiedliche Aufbereitungssysteme, Leukozytengehalte und Lichtquellen erschweren die Vergleichbarkeit.
- Kurze Follow-up-Zeiträume: Langzeitsicherheitsdaten (>12 Monate) fehlen weitgehend.
- Publikationsbias: Positive Ergebnisse werden bevorzugt publiziert; negative Studien sind in der PRP-Literatur unterrepräsentiert.
Für zukünftige Forschung sind groß angelegte, multizentrische RCTs mit standardisierten Aufbereitungsprotokollen, validierten Endpunkten und Langzeit-Follow-up erforderlich, um indikationsbezogene Aussagen methodisch robuster bewerten zu können.
Wissenschaftliche Referenzen
- Paterson KL et al. Intra-articular injection of photo-activated platelet-rich plasma in patients with knee osteoarthritis: a double-blind, randomized controlled pilot study. BMC Musculoskelet Disord. 2016;17:67.
- Mohiuddin AKM et al. Clinical outcome of photoactivated platelet-rich plasma in the treatment of knee osteoarthritis. Regen Med Ther. 2018;4(1):2–4.
- Simental-Mendía M et al. Comparison of the clinical effectiveness of activated and non-activated platelet-rich plasma in the treatment of knee osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis. Clin Rheumatol. 2023;42(3):681–690.
- Demir FT, Altun E. Comparison of platelet-rich plasma efficacy with and without photoactivation in melasma: a randomized double-blind study. J Cosmet Dermatol. 2024. doi:10.1111/jocd.16540
- Sustained release of growth factors from photoactivated PRP. Eur J Pharm Biopharm. 2020;148:67–76.
- Cavallo C et al. Platelet-Rich Plasma: The Choice of Activation Method Affects the Release of Bioactive Molecules. Biomed Res Int. 2016;2016:6591717.
- Photo-activated platelet-rich plasma based patient-specific bio-ink for cartilage tissue engineering. Biomed Mater. 2020;15(6).
Fachlicher Hinweis
Dieser Beitrag ordnet veröffentlichte Daten zu photoaktiviertem PRP wissenschaftlich ein. Er ist inhaltlich für Ärztinnen, Ärzte und medizinisches Fachpersonal verfasst. Die Darstellung dient der fachlichen Einordnung der publizierten Studienlage und erlaubt keine pauschalen Aussagen zu klinischer Überlegenheit oder zu konkreten Behandlungsergebnissen.