FUNDAMENTO: A rápida endotelização pós-implante de stent é ocorrência desejável por teoricamente reduzir a possibilidade de trombose do stent. OBJETIVO: Avaliar a extensão da endotelização de hastes de stents eluidores de sirolimus (liberados da face luminal e abluminal e abluminal exclusivamente) em artérias ilíacas de coelhos. MÉTODOS: Foram implantados em artérias ilíacas de 10 coelhos quatro stents eluidores de sirolimus na face luminal e abluminal, três stents eluidores de sirolimus na face abluminal, seis stents recobertos com polímero e quatro stents sem recobrimento. Após quatro semanas, foi realizada eutanásia e utilizou-se microscopia eletrônica de varredura para quantificação da área de hastes de stent exposta e da porcentagem de endotelização. RESULTADOS: A área (média ± DP) (mm²) de hastes expostas de stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero, stent eluidor de sirolimus na face luminal e abluminal e stent eluidor de sirolimus na face abluminal foi de 0,12 ± 0,08; 0,09 ± 0,12; 0,60 ± 0,67 e 0,05 ± 0,04 respectivamente (p = 0,120). A porcentagem de endotelização (média ± DP) (%) de stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero, stent eluidor de sirolimus na face luminal e abluminal e stent eluidor de sirolimus na face abluminal foi de 99 ± 01; 99 ± 0; 97 ± 03 e 99 ± 0 respectivamente (p = 0,133). CONCLUSÃO: Após quatro semanas de implante em artérias ilíacas de coelhos, os stents com liberação de sirolimus tanto da face luminal e abluminal quanto da face abluminal exclusivamente apresentaram taxas de endotelização de hastes de stent semelhantes aos apresentados nos demais tipos de stents sem eluição de medicamento.
Avaliação da endotelização de hastes de
IInstituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP – Brasil
IIInstituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP – Brasil
IIIInstituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares da Universidade de São Paulo e Innovatech Medical Ltda, São Paulo, SP – Brasil
Estudos em animais de experimentação são fundamentais para melhor entendimento da fisiopatologia das doenças cardiovasculares1. Esses experimentos permitem o desenvolvimento de novos métodos diagnósticos e terapêuticos, além de avaliar a segurança e eficácia desses métodos, precedendo a sua aplicação em seres humanos2.
A introdução dos stents coronarianos no arsenal terapêutico da cardiologia intervencionista resultou em grande evolução no tratamento da doença arterial coronariana, com evolução ainda maior quando a esses stents foram adicionados medicamentos antiproliferativos3.
O stent eluidor de sirolimus Inspiron® (Scitech® Produtos Médicos, Goiânia, Brasil) tem base em um stent de liga metálica cromo-cobalto (Cro-Co) de hastes finas (stent Cronus®)4. Foi concebido e desenvolvido no Brasil e recentemente obteve a aprovação para uso clínico pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa). O sirolimus é liberado exclusivamente da superfície abluminal, ou seja, da face do stent voltada para a parede do vaso, de polímeros biodegradáveis e em estudo pré-clínico com implante de versão anterior desse stent farmacológico, com sirolimus desprendido tanto da superfície luminal (face do stent voltada para a luz do vaso) quanto da superfície abluminal do stent em artérias coronárias de porcos. Isso demonstrou efetiva inibição da proliferação neointimal5.
A presença do medicamento sirolimus apenas na face abluminal do stent teoricamente é mais vantajosa em relação a stents eluidores de sirolimus em sua face luminal e abluminal por permitir uma endotelização mais rápida dos stents6.
Sabe-se que a presença de hastes metálicas de stent não recobertas pelo endotélio possivelmente tem um papel importante na predisposição à ocorrência de trombose tardia7-10. Portanto, para uma estimativa da segurança clínica de stents farmacológicos, torna-se importante a estimativa em estudo pré-clínico da magnitude da taxa de endotelização de stents após a sua implantação7,8.
Objetivamos avaliar a endotelização das hastes de stents farmacológicos eluidores de sirolimus produzidos pela Scitech® (com sirolimus liberados da superfície luminal e abluminal e da superfície abluminal exclusivamente) em artérias ilíacas de coelhos por meio de microscopia eletrônica de varredura comparando-se com a endotelização ocorrida em stents não liberadores de medicamentos.
Em todos os procedimentos foram respeitadas as normas de proteção e cuidados para animais de experimentação estabelecidos nos Princípios Éticos na Experimentação Animal do Serviço de Apoio à Pesquisa e Experimentação Animal do Instituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HCFMUSP), assim como do
Dez coelhos machos adultos da raça New Zealand, com peso médio de 3345 g (2860 a 3897 g), não ateroscleróticos, provenientes do biotério da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP), foram submetidos à pré-medicação anestésica com cloridrato de cetamina (Ketalar®, Cristália) e cloridrato de xylazina 2% (Rompum®, Bayer) por via intramuscular e anestesia com administração endovenosa de pentobarbital sódico (Nembutal®).
Os animais receberam oxigênio a 3 l/min por via inalatória e tinham a sua frequência arterial e saturação de oxigênio determinadas por oxímetro de pulso com sensor colocado na cauda do animal.
Foi dissecada a artéria carótida direita de cada animal e sob a visão direta foi inserida uma bainha vascular 4F. Por essa bainha foi administrada heparina não fracionada 250 UI/kg e direcionado um fio hidrofílico 0,035" até a aorta descendente sob fluoroscopia por meio do equipamento de angiografia digital Phillips BV Pulsera®, e então foi avançado um cateter angiográfico 4F até a aorta distal. Realizou-se infusão de nitroglicerina 200
Foram implantados no total 20 stents (Innovatech Medical Ltda, São Paulo e Scitech® Produtos Médicos, Goiânia, Brasil) sendo quatro stents Cro-Co sem recobrimento, seis stents Cro-Co recobertos com polímero na face luminal e abluminal, três stents Cro-Co recobertos com polímero apenas na face abluminal, quatro stents com eluição de sirolimus na superfície luminal e abluminal e três stents com eluição de sirolimus na face abluminal exclusivamente. Após o implante era retirada a bainha vascular, ligada à artéria carótida e administrada antibioticoterapia profilática com uma solução de gentamicina e benzilpenicilina intramuscular.
O animal era então reconduzido ao biotério e mantido por quatro semanas sob dieta padrão e água
A eutanásia foi realizada após a angiografia de controle por
O segmento da artéria ilíaca contendo o stent era dissecado, removido e submetido a uma bissecção longitudinal, com uma das metades enviada para estudo anatomopatológico e a outra metade encaminhada para processamento específico e posterior análise em microscópio eletrônico de varredura.
O hemissegmento contendo o stent era imerso em solução de Karnovsky modificada por 12 horas a 4 ºC, lavado em solução tampão cacodilato de sódio, pós-fixado em solução tamponada de tetróxido de ósmio a 1% e desidratado em séries crescentes de alcoóis até o absoluto. A secagem das amostras foi feita ao ponto crítico no aparelho Balzers CPD 030 e estas eram metalizadas com íons de ouro em aparelho Balzers SCD 040 e analisadas no microscópio eletrônico de varredura modelo JSM 7401S (JEOL, Japão) com a tomada de imagens com aumento de 25 vezes. As imagens obtidas foram arquivadas e submetidas à análise por meio dos softwares Adobe® Photoshop® versão 7.0 (Adobe Systems Inc.) e ImageJ versão 1.42q para Windows (NIH, Bethesda, EUA), sendo mensuradas as áreas de hastes expostas dos stents (mm2) e calculados os porcentuais de endotelização (%) para cada tipo de stent.
Os dados são apresentados como média ± DP ou número (porcentagem). Comparações das médias entre os tipos de stents foram realizadas por meio da análise de variância com um fator (
Todos os 10 coelhos sobreviveram inicialmente ao procedimento de implante de stents e nenhum animal evoluiu com qualquer déficit neurológico decorrente da ligadura da artéria carotídea.
Após quatro semanas de implante de stents, nove coelhos/18 stents foram submetidos à angiografia de controle. Um animal (coelho 8), no qual foram implantados dois stents recobertos com polímero apenas na face abluminal, foi encontrado morto (
Todos os stents estavam pérvios e sem reestenose angiográfica ou imagem sugestiva de trombo no momento do reestudo após quatro semanas de implante dos stents.
As áreas analisadas (média ± DP) mediram 17,03 ± 4,82; 15,89 ± 3,90; 17,97 ± 3,25 e 10,40 ± 4,54 referentes ao stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero na face luminal e abluminal, stent com eluição de sirolimus na face luminal e abluminal e stent com eluição de sirolimus apenas na face abluminal, respectivamente (p = 0,219).
As áreas de hastes de stent expostas (média ± DP) (mm2) foram de 0,12 ± 0,08; 0,09 ± 0,12; 0,60 ± 0,67 e 0,05 ± 0,04 (stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero na face luminal e abluminal, stent com eluição de sirolimus na face luminal e abluminal e stent com eluição de sirolimus apenas na face abluminal, respectivamente) (p = 0,120).
A porcentagem de endotelização foi de 99%; 99%; 97% e 99% (stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero na face luminal e abluminal, stent com eluição de sirolimus na face luminal e abluminal e stent com eluição de sirolimus na face abluminal, respectivamente) (p = 0,133) (
Os resultados deste experimento evidenciaram que os stents com eluição de sirolimus da face luminal e abluminal e abluminal exclusivamente apresentaram após quatro semanas de implante em artérias ilíacas de coelhos não ateroscleróticos uma taxa de endotelização das hastes de stent semelhante à ocorrida em stents sem eluição de drogas.
Vários stents coronarianos eluidores de fármacos antiproliferativos demonstraram efetiva inibição da proliferação neointimal e redução das taxas de reestenose e necessidade de reintervenção no vaso alvo. Uma das preocupações quanto ao emprego desses stents farmacológicos refere-se à probabilidade, ainda que rara, da ocorrência de trombose tardia8. A rápida endotelização pós-implante de um stent farmacológico é um fenômeno desejável por teoricamente reduzir o risco de trombose precoce e tardia10.
A avaliação pré-clínica da reendotelização pós-implante de stent farmacológico realiza-se preferencialmente com o implante desses stents em artérias ilíacas de coelhos por apresentar resultados que se aproximam mais com o que se observam em seres humanos11. As artérias coronárias de porcos reendotelizam muito rapidamente após o implante de stents e prestam-se mais para avaliação da segurança do implante. Além disso, atualmente recomenda-se a realização de estudos pré-clínicos com implante de stents em animais com aterosclerose induzida12,13.
Quando se comparam os dados de endotelização do stent Inspiron® eluidor de sirolimus (Scitech®, Goiânia, Brasil) com os dados experimentais do estudo de Joner e cols.14, no quesito endotelização sobre as hastes dos stents, verifica-se que a taxa de endotelização do stent Inspiron® (99%) foi superior em relação a outros stents farmacológicos (Cypher®: 64%, Taxus®: 68%, Endeavor®: 76% e Xience V®: 80%) para o mesmo período de observação de quatro semanas pós-implante. Essa diferença pode ser decorrente de eluição de sirolimus exclusivamente da superfície abluminal no stent Inspiron®, enquanto nos demais stents os medicamentos antiproliferativos são liberados de ambas as faces do stent. Outro fator que poderia explicar essa diferença é que não realizamos denudação previamente ao implante de stent, minimizando a ocorrência de espasmo arterial, trauma e dissecção arterial. Pudemos analisar dessa forma apenas a endotelização sobre as hastes dos stents, não analisando com essa metodologia a endotelização entre as hastes dos stents. Outra diferença metodológica de nosso estudo em relação ao trabalho de Joner e cols.14 é que utilizamos como via de acesso a carótida enquanto estes utilizaram a via femoral. A utilização da via femoral com ligadura dessa artéria ao final do implante de stents em artérias ilíacas pode resultar em lentificação do fluxo arterial à montante da ligadura, teoricamente repercutindo em vários aspectos da coagulação e possivelmente da endotelização dos stents, o que nos motivou a utilizarmos a via carotídea15.
Utilizamos no presente estudo animais não ateroscleróticos. Entretanto, em virtude de especificidades do processo aterosclerótico (multifatorial, doença crônica), esse modelo animal com aterosclerose que reproduza fielmente essa anormalidade em seres humanos ainda não foi desenvolvido.
O período de observação pós-implante de stents em artérias ilíacas de coelhos foi de 30 dias. Observamos desvios-padrões baixos (mínimo de 0 e máximo de 0,03) para as taxas de endotelização sobre as hastes dos stents estudados, assim calculamos, com poder do teste de 80% e admitindo-se um erro beta de 5%, que o número amostral de cada um dos tipos de stents foi suficiente, à exceção do grupo de stents recobertos com polímero na face abluminal, que foi retirado desta análise comparativa. Entretanto grupos de animais adicionais poderiam ser estudados com períodos de observações menores (sete e/ou 14 dias), os quais não foram objetos desta investigação inicial.
Não foram avaliados no presente estudo os aspectos funcionais da neoíntima que recobriu as hastes dos stents após quatro semanas de implantados.
Após quatro semanas de implante em artérias ilíacas de coelhos os stents farmacológicos com liberação de sirolimus da face luminal e abluminal e abluminal exclusivamente apresentaram endotelização sobre as hastes quase completa (97% a 99%), não diferindo estatisticamente da endotelização ocorrida nos stents não farmacológicos (stents sem recobrimento e stents recobertos com polímero na face luminal e abluminal) (99%).
Os autores agradecem à Sra. Adriana Palombo Nunes da Central Analítica do Instituto de Química e ao Sr. Sebastião Aparecido Boleta, do Laboratório de Microscopia Eletrônica do Departamento de Anatomia Humana do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo pelo auxílio prestado na preparação das amostras e obtenção de imagens de microscopia eletrônica de varredura e às Sras. Andréa R. de Carvalho e Fernanda Giordano pelo trabalho de gestão de projetos em ciência, tecnologia e inovação.
O presente estudo faz parte do Programa de Desenvolvimento Nacional de Endopróteses Vasculares (stents) – PDNS, iniciado em 2004-2005. Conta com o suporte da Secretaria de Ciência, Tecnologia e Insumos Estratégicos (SCTIE)/Departamento de Ciência e Tecnologia (DECIT) do Ministério da Saúde (MS), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT). O desenvolvimento do processo de corte a laser de stents contou com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP; Forma de Apoio: Inovação Tecnológica – Pesquisa Inovativa na Pequena e Micro Empresa [PIPE]).
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.
Correspondência: Celso Kiyochi Takimura Av. Açocê, 92, apto 162, Indianópolis CEP 04075020, São Paulo, SP – Brasil E-mail:
Artigo recebido em 09/02/12
revisado em 10/07/12
aceito em 31/07/12
BACKGROUND: Fast post-implantation stent endothelialization is desirable for theoretically reducing the possibility of stent thrombosis. OBJECTIVE: To evaluate the extent of sirolimus-eluting stent strut endothelialization (delivered from the luminal and abluminal aspects or abluminal aspect only) in the iliac arteries of rabbits. METHODS: The iliac arteries of 10 rabbits were implanted with four sirolimus-eluting stents in the luminal and abluminal aspects, three sirolimus-eluting stents in the abluminal aspect, six polymer-coated stents, and four uncoated stents. After four weeks, the rabbits were euthanized and scanning electron microscopy was performed to quantify the area of exposed stent strut as well as the percentage of endothelialization. RESULTS: The area (mean ± SD) (mm²) of exposed uncoated stent struts, polymer-coated stents, sirulimus-eluting stent in the abluminal and luminal aspects and sirolimus-eluting stent in the abluminal aspect was 0.12 ± 0.08, 0.09 ± 0.12, 0.60 ± 0.67 and 0.05 ± 0.04, respectively (p = 0.120). The percentage of endothelialization (mean ± SD) (%) of uncoated stents, polymer-coated stents, sirolimus-eluting stents in the luminal and abluminal aspects and sirolimus-eluting stents in the abluminal aspect was 99 ± 01, 99 ± 0. 97 ± 03 and 99 ± 0, respectively (p = 0.133). CONCLUSION: After four weeks of implantation in the iliac arteries of rabbits, both the sirolimus-eluting stents in the luminal plus abluminal aspects and those in the abluminal aspect only showed stent strut endothelialization rates similar to those of the other types of non-drug eluting stents.
IInstituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP – Brasil
IIInstituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP – Brasil
IIIInstituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares da Universidade de São Paulo e Innovatech Medical Ltda, São Paulo, SP – Brasil
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Studies in laboratory animals are fundamental for a better understanding of the pathophysiology of cardiovascular diseases1. These essays enable the development of new diagnostic and therapeutic methods, in addition to the evaluation of the safety and efficacy of these methods before they are applied in humans2.
The introduction of coronary stents in the therapeutic armamentarium of interventional cardiology has resulted in remarkable advance in the treatment of coronary artery disease, especially after antiproliferative drugs have been added to these stents3.
The Inspiron® sirolimus-eluting stent (Scitech® Medical Products, Goiânia, Brazil) is based on a fine-strut chromium-cobalt (Cro-co) metallic-bond stent (Cronus® stent)4. It was conceived and developed in Brazil and has recently obtained approval from the National Health Surveillance Agency (
The presence of sirolimus only in abluminal stent aspect is theoretically more advantageous in relation to sirolimus-eluting stents in the luminal and abluminal aspects for promoting faster stent endothelialization6.
The presence of bare-metal stent struts uncovered by endothelium is known to possibly have an important role in predisposition to the occurrence of late thrombosis7-10. Therefore, in order to estimate the clinical safety of drug-eluting stents, it is important to estimate, in pre-clinical studies, the magnitude of stent endothelialization rates after their implantation7,8.
The objective of the present study was to evaluate Scitech® sirolimus-eluting stent strut endothelialization (with sirolimus delivered from the luminal and abluminal aspects or abluminal aspect only) in the iliac arteries of rabbits by means of scanning electron microscopy in comparison to non-drug eluting stent endothelialization.
All procedures were in accordance with the guidelines of protection and care of research animals established in the Ethical Principles in Animal Research of the Service of Support to Animal Research of
Ten adult male New Zealand non-atherosclerotic rabbits with mean weight of 3345 g (2860g to 3897 g) from the vivarium of
The animals received inhaled oxygen 3 l/min and their arterial rate and oxygen saturation was determined by a pulse oximeter whose sensor was placed in their tails.
The right carotid artery of each animal was dissected, and a 4F vascular sheath was inserted within the artery under direct view. Through this sheath, unfractionated heparin 250 IU/kg was administered, and a 0.035" hydrophilic wire was directed toward the descending aorta under fluoroscopic guidance by means of Phillips BV Pulsera® digital angiography equipment. A 4F-angiography catheter was then advanced up to the distal aorta. Nitroglycerin 200
A total of 20 stents (Innovatech Medical Ltda, São Paulo and Scitech® Medical Products, Goiânia, Brazil) were implanted, of which four were uncovered Cro-Co stens, six were polymer-covered Cro-Co stents in the luminal and abluminal aspects, three were polymer-covered Cro-Co stents only in the abluminal aspect, four were sirolimus-eluting stents in the luminal and abluminal aspects, and three were sirolimus-eluting stents in the abluminal aspect only. After implantation, the vascular sheath was removed, the carotid artery was ligated, and prophylactic antibiotic therapy with intramuscular gentamicin and benzylpenicillin solution was administered.
The animal was then sent back to the vivarium and kept for four weeks under standard diet and ad libitum water. It would later be restudied by means of dissection of the left carotid artery and control angiography.
The animal was euthanized after control angiography by means of an overdose of the anesthetic agent sodium pentobarbital, soon after heparinization at a dose of 250 IU/kg. Median laparotomy was then performed with exposure of the abdominal aorta and inferior vena cava; saline solution 0.9% was infused in situ via catheter through the abdominal aorta until the content of the sectioned inferior vena cava was a clear solution. Next, a modified Karnovsky's fixative solution containing paraformaldehyde 2.0% and glutaraldehyde 2.5% in sodium cacodylate buffer solution 0.1 M and pH = 7.4 was infused at 100 mmHg pressure for 30 minutes9.
The iliac artery segment containing the stent was dissected, removed and bisected longitudinally; one of the halves was sent to pathological study and the other to specific processing and further analysis on a scanning electron microscope.
The half-segment containing the stent was immersed into modified Karnovsky's solution for 12 hours at 4ºC, washed in sodium cacodylate buffer solution, post-fixed in osmium tetraoxide 1% buffer solution and dehidrated in titrated alcohol up to absolute alcohol. The specimens were dried to the critical point in a Balzers CPD 030 device, then metalized with gold ions in a Balzers SCD 040 device, and analyzed in a JSM 7401S (JEOL, Japan) scanning electron microscope with 25x magnification. The images obtained were filed and analyzed by means of the Adobe® Photoshop® version 7.0 (Adobe Systems Inc.) and ImageJ version 1.42q for Windows (NIH, Bethesda, USA) software programs; the areas of exposed stent strut were measured (mm2), and the percentages of endothelialization (%) for each type of stent were calculated.
Data are described as means ± SD or numbers (percentages). Comparison of the means between the types of stents was made using one-way analysis of variance (One-way ANOVA). If the variance ratio test (F test) were significant, the post-hoc analysis of the difference of the means between the groups would be made using the Dunnett's test. The significance level was set at 5% (α). The IBM® SPSS® Statistics version 20 statistical program was used for data analysis.
All 10 rabbits initially survived the procedure of stent implantation, and none of them developed any neurological deficit as a result of the carotid artery ligation.
Four weeks after stent implantation, nine rabbits/18 stents underwent control angiography. One animal (rabbit 8), in which two polymer-coated stents only in the abluminal aspect had been implanted, was found dead (undetermined cause of death) in the 3rd week post stent implantation. This resulted in an insufficient sample size for the analysis of endothelialization of polymer-coated stents only in the abluminal aspect, and data regarding the other stent of the same type (polymer-coated stent only in the abluminal aspect) implanted in the left iliac artery of rabbit 7 were excluded (
All stents were patent and without angiographic restenosis or image suggestive of thrombus at the moment of the restudy after four weeks of stent implantation.
The areas analyzed (mean ± SD) measured 17.03 ± 4.82; 15.89 ± 3.90; 17.97 ± 3.25 and 10.40 ± 4.54 regarding the uncoated stent, polymer-coated stent in the luminal and abluminal aspects, sirolimus-eluting stent in luminal and abluminal aspects and sirolimus-eluting stent in the abluminal aspect only, respectively (p = 0.219).
The areas of stent strut exposed (mean ± SD) (mm2) were 0.12 ± 0.08; 0.09 ± 0.12; 0.60 ± 0.67 and 0.05 ± 0.04 (uncoated stent, polymer-coated stent in the luminal and abluminal aspects, sirolimus-eluting stent in luminal and abluminal aspects and sirolimus-eluting stent in the abluminal aspect only, respectively) (p = 0.120).
Percentages of endothelialization were 99%; 99%; 97% and 99% (uncoated stent, polymer-coated stent in the luminal and abluminal aspects, sirolimus-eluting stent in luminal and abluminal aspects and sirolimus-eluting stent in the abluminal aspect only, respectively) (p = 0.133) (
The results of this study showed that sirolimus-eluting stents in the luminal and abluminal aspects and exclusively in abluminal aspect had a rate of stent-strut endothelialization similar to that found in non-eluting stents after four weeks of implantation in the iliac arteries of non-atherosclerotic rabbits.
Several coronary stents eluted in antiproliferative drugs showed effective inhibition of neointimal proliferation and reduction of restenosis rates, as well as the need for target-vessel reintervention. One of the concerns related to the use of these drug stents is the probability, albeit rare, of the occurrence of late thrombosis8. Fast post-implantation endothelialization of drug stents is a desirable phenomenon for theoretically reducing the risk of both early and late thrombosis10.
Pre-clinical evaluation of post-implantation reendothelialization of drug stents is preferably made by implanting these stents in the iliac arteries of rabbits, since the results obtained with these animals are the ones that are most similar to those observed in humans11. The coronary arteries of pigs reendothelialize very quickly after stent implantation and are more useful for the assessment of implant safety. Additionally, pre-clinical studies with stent implantation in animals with induced atherosclerosis are currently recommended12,13.
When endothelialization data from Inspiron® sirolimus-eluting stents (Scitech®, Goiânia, Brazil) are compared to the experimental data from Joner et al's study14 as regards stent strut endothelialization, we verify that the Inspiron® stent endothelialization rate (99%) is higher than that of other drug stents (Cypher®: 64%, Taxus®: 68%, Endeavor®: 76% and Xience V®: 80%) for the same observation period of four weeks post-implantation. This difference may result from the sirolimus elution only in the abluminal aspect in the Inspiron® stent, whereas the antiproliferative drugs are released from both stent aspects in the other stents. Another factor that could explain this difference is that we did not perform denudation prior to the stent implantation, thus minimizing the occurrence of arterial spasm, trauma, and arterial dissection. Thus, using this methodology, we could only analyze endothelialization on the stent struts, but not between the stent struts. Another methodological difference of our study in relation to Joner et al's study14 is that we used the carotid approach whereas they used the femoral approach. The use of the femoral approach with artery ligation at the end of stent implantation in iliac arteries may cause the arterial flow to slow down upstream from the ligation point, and this would theoretically have an impact on several aspects of coagulation and possibly on stent endothelialization; for this reason we chose the carotid approach15.
Non-atherosclerotic animals were used in the present study. However, because of the atherosclerotic process specificities (multifactorial, chronic disease), an animal model with atherosclerosis reliably reproducing this abnormality as seen in humans has not yet been developed.
The observation period post-stent implantation in iliac arteries of rabbits was 30 days. We observed low standard-deviations (minimum of 0 and maximum of 0.03) for the rates of endothelialization on the stent struts studied; thus, by using a test power of 80% and admitting a beta error of 5%, we calculated that the sample number for each type of stent was sufficient, except for the group of polymer-coated stents in the abluminal aspect, which was removed from this comparative analysis. However, groups of additional animals could have been studied for shorter observation periods (seven and/or 14 days), but this was not the object of this initial investigation.
The functional aspects of the neointima recovering the stent struts after four weeks of implantation were not assessed in the present study.
After four weeks of implantation in the iliac arteries of rabbits, the drug stents releasing sirolimus from the luminal and abluminal aspects and abluminal aspect only showed almost complete endothelialization on struts (97% to 99%) with no statistically difference from endothelialization occurring in non-drug eluting stents (uncoated stents and polymer-coated stents in the luminal and abluminal aspects) (99%).
The authors wish to express their thanks to Mrs. Adriana Palombo Nunes, of the Analytics Center of the Chemistry Institute and to Mr. Sebastião Aparecido Boleta, of the Electronic Microscopy Laboratory of the Anatomy Department of the Institute of Biomedical Sciences of the University of São Paulo for all the help given in the preparation of samples and obtentions of images in electronic scanning microscopy. We extend our thanks to Mmes. Andréa R. de Carvalho and Fernanda Giordano for all their work in the administration of science, technology and innovation projects.
The present study is part of the National Development of Vascular Endoprotheses (stents)-PDNS – created in 2004-2005. It counts on the support of the Secretariat of Science, Technology and Strategic Inputs(SCTIE)/Department of Science and Technology of the Ministry of Health(MS); the National Council for Scientific and Technologic Development(CNPq), as well as of the Financier of studies and Projects(FINEP) of the Ministry of Science and Technology(MCT). The development of the stents laser cutting process counted on the support of the Foundation of Research Support of the State of São Paulo(FAPESP; Type of support: Technological Innovation - innovative Research in Small and Micro-sized Companies [PIPE]).
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
There were no external funding sources for this study.
This study is not associated with any post-graduation program.