Design, manufacture and initial tests of a drug-eluting coronary stent / Diseño, fabricación y pruebas iniciales de una endoprótesis coronaria liberadora de fármaco

Abstract Introduction: A drug-eluting coronary stent is being developed at the National Institute of Cardiology of Mexico for the treatment of ischemic heart disease. Objective: To establish the best animal model for the tests, to show the advances in the drug-eluting stent prototype, to assess two drugs’ antiproliferative activity and histological results. Method: Smooth muscle cell culture tests were performed in order to assess sirolimus and paclitaxel antiproliferative properties. The drugs were encapsulated inside the polymeric matrix of the stents. Rabbits and pigs were used as animal models. Results: Sirolimus and paclitaxel showed an inhibitory effect, which was higher for the latter. Infrared spectroscopy and light and optical microscopy showed that the drug/polymer layer properly adhered to the stent. At a four-week follow-up, both animal models showed satisfactory clinical evolution and adequate histological response, although the porcine model was shown to be more suitable for future protocols. Conclusions: Preliminary tests of the drug-eluting stent provided bases for the development of a study protocol with an adequate number of pigs and with clinical angiographic and histopathological three-month follow-up.

Resumen Introducción: En el Instituto Nacional de Cardiología de México se desarrolla una endoprótesis (stent) coronaria liberadora de fármacos para el tratamiento de la cardiopatía isquémica. Objetivo: Establecer el mejor modelo animal para las pruebas, mostrar los avances en el prototipo del stent liberador de fármacos, evaluar la actividad antiproliferativa de dos fármacos y los resultados histológicos. Método: Se realizaron cultivos de células de músculo liso para evaluar las propiedades antiproliferativas de sirolimus y paclitaxel. Los fármacos fueron encapsulados en el interior de la matriz polimérica de los stents. Se emplearon conejos y cerdos como modelos animales. Resultados: Sirolimus y paclitaxel mostraron efecto inhibitorio, mayor en el segundo. La espectroscopia infrarroja y la microscopia óptica y electrónica mostraron que la capa del polímero con el fármaco se adhería adecuadamente al stent. A las cuatro semanas de seguimiento, ambos modelos animales mostraron evolución clínica satisfactoria y adecuada respuesta histológica, si bien el modelo porcino resultó más conveniente para protocolos futuros. Conclusiones: Las pruebas preliminares del stent liberador de fármaco brindó bases para desarrollar el protocolo con un número adecuado en cerdos y con seguimiento clínico angiográfico e histopatológico a tres meses.

Precisión de la tomografía de 64 cortes en el diagnóstico de reestenosis de stent coronario / Accuracy of the 64 multislice computed tomography in the diagnosis of coronary stent restenosis

Objetivo: Determinar la precisión de la coronariografía por tomografía de 64 cortes para la detección de la reestenosis de los stents. Método: Se examinaron 52 pacientes portadores de 76 stents coronarios con sospecha de reestenosis. Inicialmente se les realizó coronariografía mediante tomógrafo de 64 cortes y posteriormente coronariografía invasiva como patrón de referencia. Se calcularon los índices de eficiencia diagnóstica. Resultados: En los stents valorables de 3 mm o más de diámetro, la sensibilidad, especificidad, valor predictivo positivo y negativo de la tomografía fueron de 95, 98, 95 y 98% respectivamente, con razón de verosimilitud positiva de 42 (IC95%, 6 a 290) y negativa de 0.05 (IC95%, 0.01 a 0.35), validez de 97% y Kappa de 0.93 (IC95%, 0.83 a 1), (p ≤ 0.00001). En los stents valorables menores que 3 mm, disminuyeron apreciablemente los índices de eficiencia diagnóstica y de Kappa, perdiendo la significancia estadística (p > 0.05). Conclusión: La coronariografía por tomografía de 64 cortes es una técnica clínica no invasiva precisa, en la detección de la reestenosis de los stents, sobre todo en los stents de 3 mm o más, y segura, ya que permite identificar a los pacientes que necesitan o no la realización de una coronariografía invasiva de control.

Objective: To determine the accuracy of coronary angiography through 64-slice computed tomography in detecting in-stent restenosis. Method: Fifty-two patients with 76 coronary stents and suspicion of restenosis were examined. Initially, they underwent coronary angiography through 64-slice computed tomography, and subsequently invasive coronary angiography as gold standard. Diagnostic efficiency indexes were calculated. Results: In the stents of 3 mm or more of diameter, tomography sensitivity, specificity, positive and negative predictive value were 95, 98, 95 and 98% respectively, with positive likelihood ratio of 42 (CI95%, 6 to 290) and negative of 0.05 (CI95%, .01 to .35), validity of 97% and Kappa of 0.93 (CI95%, .83 to 1), (p ≤ 0.00001). In the stents smaller than 3 mm, the indexes of diagnostic efficiency and Kappa considerably decreased, loosing the statistical significance (p >0.05). Conclusions: Coronary angiography through 64-slice computed tomography is an accurate, non-invasive clinical technique for the detection of in-stent restenosis, especially with stents of 3 mm or more of diameter, and reliable allows identification of patients who need to undergo or not control invasive coronary angiography.

Compromiso de vasos secundarios durante la implantación directa de stent coronario: Incidencia y factores relacionados / Side branch occlusion during direct stent implantation: Incidence and related factors

Objetivo: El objetivo fue evaluar el grado de compromiso de las ramas que son enjauladas durante la implantación directa de stent. Pacientes y métodos: Se estudiaron 56 pacientes en los que se implantó al menos un stent coronario (58 stents) sin dilatación previa con balón y en los que se enjauló alguna rama secundaria. Se evaluó la tasa de pérdida de la rama, el efecto de la implantación del stent sobre el flujo de esta rama y los factores relacionados con estos hechos. Resultados: El vaso principal fue la descendente anterior en el 63%, la circunfleja en el 21%, la coronaria derecha en el 14% y el tronco principal de la coronaria izquierda en un caso. Se obtuvo éxito angiográfico sobre el vaso principal en todos los casos. Antes del procedimiento, el flujo a nivel de la rama secundaria era TIMI grado 3, 2 y 0 en 55 (95%), 2 (3%) y un caso (2%), respectivamente. Tras la implantación del stent, el flujo era TIMI grado 3, 2, 1 y 0 en 50 (86%), 1 (2%), 2 (3%) y 5 (9%) casos, respectivamente (p = 0.204). La incidencia de pérdida de la rama fue 12% (7/58); en un caso, se intentó con éxito recanalizar y dilatar ésta a través de los struts del stent, por lo que la tasa de pérdida de rama final fue 10% (6/ 58). Las ramas que se ocluyeron tenían un mayor grado de estenosis en el origen antes de la implantación del stent (30.2 ± 31.3% vs 16.8 ± 11.1%, p = 0.028). En los pacientes que se reevaluaron angiográficamente, a los 6.2 ±1.9 meses, el 50% de las ramas que se habían ocluido se encontraban permeables, y el 88% de las que no se comprometieron seguían permeables. Conclusiones: La tasa de oclusión de las ramas con la implantación directa de stent fue 12% en nuestra serie, cifra similar a la que ocurre con la implantación de stent tras dilatación con balón. Por tanto, la existencia de ramas localizadas en el segmento en el que va a implantarse el stent no tiene por qué condicionar la decisión o no de realizar una dilatación previa con balón.

Aim: The aim of the study was to evaluate the compromise of side branches when jailed by a coronary stent implanted without balloon predilation. Patients and methods: 56 patients in which at least a coronary stent was implanted without balloon predilation and covering a side brach (58 stents, 1.04 ± 0.19 per patient) were studied. The effect of direct coronary stent implantation over side branch flow, as well as the characteristics associated were studied. Results: The main vessel was left anterior descending in 63%, left circumflex in 21%, right coronary in 14%, and left main in one case. An angiographic successful result in the main vessel was obtained in all cases. Coronary flow was TIMI 3, 2, 1, and 0 in 95%, 3%, 0%, and 2% before the procedure, in comparison with 86%, 2%, 3%, and 9% after stent implantation (p = 0.204). The incidence of side branch occlusion was 12% (7/58). In one case, the side branch was dilated across the stent struts, and thus the rate of side branch loss at the end of the procedure was 10% (6/58). In cases of side branch occlusion, there was a more severe stenosis at its origin before stent implantation (30.2 ± 31.3% vs 16.8± 11.1%, p = 0.028). Fifty percent of side branches occluded after direct coronary stent implantation and angiographically reevaluated at follow-up became patent, and 88% of side branches not affected after stent implantation remained patent at 6.2 ± 1.9 months. Conclusion: The rate of side branch occlusion after direct stent implantation in our series was 12%, that is not different from that reported for conventional stent implantation. Thus, the decision of using direct or conventional coronary stenting should not be conditioned by the presence of side branches arising from the target lesion.

Aplicaciones del stent cubierto con membrana de politetrafluoroetileno en el intervencionismo coronario (Experiencia del Instituto Nacional de Cardiología "Ignacio Chávez") / Synthetic membrane coronary stent graft in coronary disease

El stent cubierto con membrana se ha reportado como un dispositivo útil para corregir lesiones angiográficas específicas, así como complicaciones potenciales secundarias a procedimientos de intervencionismo coronario. El stent cubierto con membrana de (Jostent-Jomed) está compuesto por una fina capa de politetrafluoroetileno (PTFE) que se localiza entre dos stents metálicos. En esta revisión retrospectiva el stent de PTFE se utilizó en varias lesiones y situaciones angiográficas tanto en arterias coronarias como en injertos venosos. Nuestra experiencia consistió de 17 pacientes que fueron tratados por diferentes indicaciones clínicas y angiográficas: perforación coronaria en dos pacientes (pts), injertos venosos con trombo y cambios degenerativos en ocho (pts), aneurismas coronarios en 4 (pts) y trombo grande refractario a tratamiento habitual en otros 3 casos. Nuestros resultados con el stent de PTFE mostraron una tasa de éxito clínico del 100% sin complicaciones durante la fase hospitalaria y en el seguimiento clínico a 10 ± 3 meses sólo tres pacientes tuvieron algún evento cardíaco adverso mayor. La indicación potencial para el implante del stent de PTFE en injertos venosos todavía no se ha puntualizado; sin embargo a la luz de varios estudios pareciera haber poco beneficio en esta circunstancia. Por otro lado la perforación y el aneurisma coronario parecen ser las indicaciones más recomendables para la aplicación de este dispositivo.

Summary The use of a synthetic membrane-covered stent has been suggested to overcome some specific lesions in coronary arteries and to solve some potential complications that could arise in any procedure of coronary intervention. A synthetic membrane coronary stent graft (JOSTENT-JOMED) is constituted by a membrane of polytetrafluoroethylene (PTFE), fixed between two thin metallic stents. In this clinical review of our laboratory's experience, the Jostent graft was used in several angiographic circumstances in coronary arteries or in vein grafts. Our clinical experience consists of 17 patients that were treated with placement of PTFE stents for different indications: coronary rupture in two patients; thrombus and degenerative vein grafts in eight patients, coronary aneurysms in four patients, and thrombus in coronary arteries in three more. Our clinical results with this device suggest that its implant is feasible and safe with a clinical success of 100% without complications during in-hospital stay; during the clinical 11 ± 3 months follow-up, only three patients exhibited major cardiac events. The indication for PTFE stent in vein grafts with degenerative and thrombus lesions has not been determined yet; however, recently, some randomized trials have shown little benefit in this circumstance. On the other side, coronary vessel rupture and coronary aneurysms are currently the most definitive indications.