Everolimus-Eluting可生物降解Abluminal涂层支架和持久保形涂层支架:终止相关的炎症反应与猪冠状动脉血管内膜愈合模型

文摘

目标。我们评估不同的载体系统的影响在早期血管反应通过组织学分析和扫描电子显微镜使用猪模型。背景。虽然协同™和Promus总理™共享一个相同的支架材料和药物洗脱(everolimus),他们使用不同的药物载体系统:可降解abluminal涂层聚合物或持久保形涂层聚合物,分别。然而,数据关于不同的涂层系统的影响血管治疗目前有限的。方法。十二协同™和Promus总理™是植入12猪。支架部分进行的组织病理学分析2^nd和14^th几天后植入。的形态学分析炎症和内膜的纤维蛋白含量也表现。结果。在2^nd天,新生内膜厚度、血管内膜面积的百分比,炎症和内膜的纤维蛋白含量分数两组之间没有显著差异。14日^th天,炎症和内膜的纤维蛋白含量分数显著降低协同™和观察Promus总理™。在协同™、平滑肌细胞被发现和血管内膜层是光滑的。相比之下,炎症细胞观察周围的struts Promus总理™。结论。这些结果说明终止反应性炎症后加速abluminal涂层支架和保形涂层支架的植入。

1。介绍

药物洗脱支架(DES)开发的支架内再狭窄支架植入后(1,2]。因此,DES已成为冠心病冠状动脉介入的支柱,无论大小的冠状动脉(3]。然而,DES与延迟血管愈合有关,这可能导致晚期并发症的发生(4- - - - - -6]。当地反应聚合物涂层可能会加剧造成的炎症反应植入支架的7]。因此,延迟药物支架的struts和积极的可能发生血管重构,导致后期并发症的发生率增加。因此,重要的是要检查的影响支架涂层系统早期血管反应。

协同™和Promus总理™(美国波士顿科学公司,马尔伯勒,MA)进行了相同的材料(但结构不同)和淋洗药物(即。everolimus)。然而,他们使用不同的药物载体系统:可降解abluminal涂层聚合物或持久保形涂层聚合物。我们之前报道与abluminal涂层支架导致早期血管内膜愈合和减少炎症反应(8]。这导致减少聚合物接触后不久,由于聚合物的完整吸收终止药物洗脱和缺乏聚合物腔的一侧。临床证据表明支架的优点与abluminal涂层的长期预后[9]。

长期的研究已经显示了abluminal涂层支架的安全性和有效性使用猪冠状动脉模型(10]。然而,数据关于不同的涂层系统的影响(即。,abluminal或保形)船治疗目前有限的。本研究评估的影响不同的载体系统的早期everolimus-eluting支架的血管反应通过组织学分析和扫描电子显微镜(SEM)使用猪模型。

2。材料和方法

2.1。动物研究协议

这种动物研究的协议是批准的动物保健和使用委员会金泽大学。根据实验动物实验的基本行为准则”卫生部发布的劳动和福利,日本。

十二协同™,everolimus-eluting与生物可降解支架abluminal涂层聚合物(poly-lactide-co-glycide (PLGA))(长度:12毫米,直径:3.0毫米)和12 Promus总理™everolimus-eluting支架与持久保形涂层聚合物(聚乙二烯二氟化物(PVDF))(长度:12毫米,直径:3.0毫米)是国内猪冠状动脉植入noninjured 12(女,3 - 4个月大)。这两种类型的支架使用铂铬合金制造。

猪都是用阿司匹林治疗(200毫克、拜耳、土地Nordrheine-Westfalen,德国)和氯吡格雷(英国产的300毫克,赛诺菲-安万特、荷兰)preinterventionally。此外,阿司匹林(200毫克/天)和氯吡格雷(75毫克/天)日常管理,直到研究结束。氯胺酮麻醉诱导与肌内政府后(20毫克/公斤),动物们保持在全身麻醉下使用七氟醚和氧气。在干预过程中,我们仔细观察麻醉维持适当的镇静水平。动物的心电图和心率都使用测谎仪连续监测记录系统(OptiPlex755 Nihon-Kohden,东京,日本)在整个过程。肝素是5000 IU管理一开始通过使用鞘左侧颈动脉,其次是注入每小时2000 IU。

如前所述(执行支架部署11,12]。船分配实验群体被分发到不同的支架类型同样在三个不同的冠状动脉。每只动物收到协同™和Promus总理™在冠状动脉。一个支架植入每一个冠状动脉。支架部署执行使用1:1.1 - -1.2 stent-to-artery直径比率。然而,如果认为有必要,我们执行气球扩张冠状支架优化。我们跟着猪直到2^nd(n= 6)或14^th(n= 6)植入后一天。在研究结束时,动物被牺牲在全身麻醉下,心被提取并通过SEM和组织学检查分析。在这种情况下,我们不控制麻醉反应动物的痛苦。

2.2。组织准备

支架血管(20n= 5,每个支架和集团)与生理盐水灌注perfusion-fixed 4%甲醛、嵌入GMA树脂和N, N-dimethyl苯胺。每个支架部分(三个部分,5 - 6µ米厚的;两个用苏木精和伊红和一个使用疣状)被使用了硬质合金刀(RM2245、徕卡、德国)和苏木精和伊红染色(新组织学科学实验室公司,东京,日本)。随后被评估的部分使用光学显微镜(bz - 9000,日本基恩士,大阪,日本)。

平滑肌细胞的存在是通过免疫染色评估(新组织学科学实验室公司,东京,日本)。deparaffinization后,支架部分进行抗原激活deparaffinized后(碱性条件下热处理)。此后,部分是0.3%过氧化氢溶液并贴上了一个孵化anti-actin平滑肌鼠单克隆抗体(- 128 - 5 m, BioGenex实验室、弗里蒙特,CA,美国),其次是一步Polymer-HRP (HK595-50K BioGenex实验室)。少量试剂的部分被孵化,计数器使用迈耶的苏木精染色进行解决方案。Immunohistological图像使用bz - 9000光学显微镜进行了评估。平滑肌细胞和纤维蛋白的存在也是评估槽荧光免疫染色(补充方法)。

SEM,支架血管(4n= 1,每个支架和包含PBS组)与2.5%戊二醛固定2小时,处理一系列的脱水步骤使用分级ethanolic水溶液(70,90,99,99,99%乙醇,每一步10分钟),叔丁基酒精、冷冻干燥和sputter-coated白金。SEM图像获得使用地产- 5400系统(日本名古屋JEOL)加速10千伏的电压。

2.3。组织学分析

组织学评价包括血管内膜厚度的测量和新生内膜面积的百分比。血管内膜厚度测量支架,在支架上方struts(明显的)和平均截面。血管内膜领域测量支架和内膜。%新生内膜面积被定义为100×新生内膜面积/支架(13]。考虑不同的支架结构,测量杆横截面积(StrCSA:支撑宽×其厚度)14),介绍了参数,血管内膜厚度/ StrCSA和新生内膜面积百分比/ StrCSA(%新生内膜面积/ StrCSA×16: struts的数量)。我们不能获得数据的两个支架struts的宽度(机密信息);我们测量了他们(协同™是86年μm和StrCSA是6794μ米²Promus总理™是67年μm和StrCSA是5427μ米²)。的形态学分析炎症、损伤(分级,从0到3),内层的纤维蛋白含量分数(评分从1到3)也执行。这些参数计算(如前所述)(15,16]。通过数字形态测量学组织学参数测量。

2.4。统计分析

所有的数据表示为平均值±标准偏差。参数(血管内膜厚度、%新生内膜面积,血管内膜厚度/ StrCSA %新生内膜面积/ StrCSA和炎症得分,纤维蛋白含量、和损伤分数)使用非参数比较Wilcoxon rank-sum测试2^nd14天,^th每组。一个值< 0.05被认为是统计学意义(JMP软件SAS研究所Inc .卡里,数控,美国)。

3所示。结果

协同™和Promus总理™被成功植入冠状动脉12猪。所有动物幸存的过程,保持健康,直到研究结束。

3.1。新生内膜覆盖和治疗

在2^nd天,组织学图像表明,协同™和Promus总理™和neointima部分覆盖,主要含有丰富的纤维蛋白(数字1(一)和1 (b))。此外,主轴和圆形细胞,炎症细胞如单核细胞和血液细胞,周围,struts的支架。尽管支架的表面粗糙,SEM照片表明,这两种类型的支架部分覆盖着一层薄薄的组织类似neointima(数据1 (c)和1 (d))。

14日^th天,组织学图像表明,协同™和Promus总理™完全覆盖着血管内膜层(数据2(一个)和2 (b))。Promus总理™显示适度的纤维蛋白沉积,炎症细胞的聚集,尽管这些被观察到一些协同™。有趣的是,平滑肌细胞,突出在协同™支架,很少发现在Promus总理™支架。染色显示这些细胞immunohistologically anti-actin平滑肌抗体阳性(数字3(一个)和3 (b))。平滑肌细胞观察主要在血管内膜腔的一侧的层(补充图)。SEM照片表明,支架都完全覆盖着血管内膜层,与光滑表面比观察到2^nd天(数据2 (c)和2 (d))。

3.2。组织学分析

没有明显差异的新生内膜厚度和%新生内膜面积Promus总理™(n= 5)和协同™(n= 5)2^nd天(13.9±2.7µm和14.4±5.4µ米,和3.1±0.9%和3.1±0.7%, ,职责。)(数据4(一)和4 (b))。14日^th天,新生内膜厚度和%新生内膜面积Promus总理™(n= 5)和协同™(n= 5)分别为41.6±10.9µm和42.4±7.8µ米( )和8.5±1.4%和8.7±1.2% ( ),分别(图4(一)和4 (b))。此外,没有明显差异在血管内膜厚度/ StrCSA和%新生内膜面积/ StrCSA Promus总理™和协同™2^nd天(2.6×10⁻³±0.5×10⁻³μ米/μ米²与2.1×10⁻³±0.9×10⁻³μ米/μ米²,和3.5×10⁻⁵±1.2×10⁻⁵% /μ米²与2.9×10⁻⁵±0.8×10⁻⁵% /μ米², ,分别地)和14^th天(7.7×10⁻³±2.3×10⁻³μ米/μ米²与6.2×10⁻³±1.3×10⁻³μ米/μ米²,和9.7×10⁻⁵±1.8×10⁻⁵% /μ米²与8.0×10⁻⁵±1.3×10⁻⁵% /μ米², ,职责。)(数据5(一个)和5 (b))。

此外,2^nd一天,在炎症没有明显差异(1.61±0.26和1.40±0.23, ),纤维蛋白含量(2.65±0.31和2.46±0.35, ),和伤害(0.23±0.08和0.23±0.03, )两组之间的分数(n= 5,每种类型的支架)(数据6(一)-6(c), 14日^th天,受伤成绩没有显著差异(0.23±0.06和0.24±0.04, )在两组之间。然而,炎症(1.74±0.27和0.99±0.17, )和纤维蛋白含量(2.63±0.27与2.06±0.21, )在协同™分数显著降低(n= 5)比Promus总理™(n= 5)(数据6(一)-6(c))。虽然没有差别中观察到血管内膜增殖,这些结果表明使用协同™可能加速炎性反应的终止而Promus总理™。

4所示。讨论

本研究的结果表明,支架与abluminal涂层系统诱导血管内膜愈合早期炎症反应较低而观察支架与保形涂层系统。尽管neointima的发展不是两组不同植入后14天内,这一发现表明的参与机制与早期血管内膜愈合较低的支架植入术后炎症反应abluminal涂层系统。

药物洗脱支架植入后血管内膜愈合反应受到许多因素的影响。不仅有药物类型和涂层系统也是支架平台(其结构和材料)14]。协同™和Promus总理™共享一个相同的支架材料和药物洗脱(everolimus 1µg /毫米²),但他们使用不同的药物载体系统(bioresorbable abluminal涂层聚合物或持久的保形涂层聚合物)和支架结构。的bioabsorption PLGA植入后立即启动;然而,最大的损失PLGA质量一直观察30至90天之间。在目前的研究中,干预后14天,PLGA质量保持一样的PVDF持久聚合物。此外,在14天,everolimus的剂量和药物洗脱率相似的两种类型之间的支架(数据来自波士顿科学日本)。关于两个支架结构的差异,我们评估使用StrCSA新生内膜增殖。虽然新生内膜增殖是影响支架杆的几何14),我们研究的新生内膜参数使用StrCSA没有显著不同的两种类型的支架之间2^nd和14^th的一天。我们猜,新生内膜增殖可能被支架结构影响较小,因为我们的实验周期短。以前的报告表明,更大的StrCSA显示更大的血管内膜负担(14]。在我们的研究中,协同™与abluminal涂层聚合物显示StrCSA比Promus总理™与持久的保形涂层聚合物。从这些发现,abluminal涂层聚合物可能与减少新生内膜的负担。

在2^nd天,炎症反应(炎症和纤维蛋白内容得分)之间的相似协同™和Promus总理™。然而,在14^th天,这些参数显著降低协同™和观察Promus总理™。血管内膜厚度和%新生内膜面积相似之间协同™和Promus总理™在2^nd和14^th天。此外,组织学和扫描电镜图片显示出类似的新生内膜覆盖的struts协同™和Promus总理™,尽管不同的炎症反应观察两组之间。组织学结果显示更少的炎症反应与协同™与观察与Promus总理™。减少炎症反应可能是由于abluminal涂层系统。聚合物本身会导致炎症反应,作为一个生物反应(7,17]。只船一侧Abluminal涂层聚合物应用;另一方面,保形涂层聚合物应用支架。保形涂层支架abluminal相比面积较大的聚合物涂层支架。因此,有可能是炎症反应持续在保形涂层支架和强大。突出重要的是,平滑肌细胞,观察到协同™支架,很少发现在Promus总理™支架。这一结果表明,减少炎症反应可能诱导平滑肌细胞在支架植入后早期阶段。

的everolimus-eluting abluminal涂层支架已被证实是安全的和有效的在冠状动脉介入9,18,19]。可生物降解abluminal涂层聚合物,而不是持久的保形涂层聚合物,在冠状动脉支架提供优势等技术完成药物洗脱和减少炎症反应,可能减少晚期并发症的风险(20.]。我们目前的实验数据表明,abluminal涂层支架诱导血管内膜愈合减少炎症反应在植入后早期阶段。这个结果表明abluminal涂层系统加速血管壁的炎症反应的终止。先前的研究表明,治疗冠状动脉支架放置后的响应在一个人类冠状动脉5 - 6倍的时间比在猪冠状动脉(21]。因此,我们的实验数据在14天后这two-stent植入猪可能对应于一个合理的近似人类的3个月。在临床中,早期药物有可能减少双重抗血小板治疗期间特别是在患者出血风险高。此外,先前的研究已经证明了利用abluminal涂层支架的长期预后[9,22]。综上所述,abluminal涂层支架的临床优势相比,保形涂层支架的血管内膜愈合早期炎症反应较低。

5。限制

本研究以限制。首先,只有健康atherosclerosis-free动物被用于这些实验。因此,当前的研究结果进行解释时应特别谨慎当推断动脉硬化性疾病。其次,研究只包括两个时间点(2^nd和14^th天)植入术后支架。在研究结束时,我们观察到更高的炎症反应相关的保形涂层支架比观察abluminal涂层支架。虽然长期研究(3到6个月后植入)炎性反应甚微abluminal涂层支架与观察保形涂层支架(23),这种不同的持续时间尚不清楚。

6。结论

目前的结果表明,终止反应性炎是加速abluminal涂层支架植入后与保形涂层支架的植入。虽然有必要进一步临床研究证实这些结果,abluminal涂层支架临床优势而言,似乎提供了一个早期血管内膜愈合减少炎症反应。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

信息披露

作者的雇主是金泽大学。

的利益冲突

作者没有利益冲突的声明。

补充材料

代表的荧光免疫染色图像Promus总理™和协同™14^th植入后一天。平滑肌组织是染色阳性anti-alpha平滑肌肌动蛋白和纤维蛋白染色阳性反纤维蛋白原。在协同™,有许多平滑肌组织在血管内膜腔的一侧的层而Promus总理™。酒吧是20µm。(补充材料)

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