Evaluation der Gefäßreaktion einer neuartigen, fibrinbasierten Beschichtung für einen intrakraniellen Stent im Kaninchenmodell

Abstract

Hintergrund Aufgrund der Fähigkeit den intra-aneurysmalen Blutfluss zu reduzieren und das Trägergefäß durch Ausbildung einer Neointima zu rekonstruieren besitzen Flow Diverter insbesondere in der Behandlung breitbasiger oder fusiformer intrakranieller Aneurysmen einen großen therapeutischen Stellenwert. Trotz kontinuierlicher Entwicklungen der Materialien ist der Einsatz von Flow Divertern in seltenen Fällen mit schwerwiegenden Komplikationen wie thromboembolischen Ereignissen oder In-Stent-Stenosen verbunden, wodurch der langfristige Einsatz einer dualen Plättchenhemmung notwendig ist. In dieser Studie testeten wir eine neuartige Oberflächenbeschichtung auf Fibrinbasis, welche in Voruntersuchungen in vitro eine Reduktion der Thrombogenität zeigte. Hierzu wurde im Kaninchenmodell die Gefäßreaktion eines beschichteten Flow Diverter (Derivo Heal®) mit einem unbeschichteten Flow Diverter (Derivo bare) unter dualer Plättchenhemmung verglichen. Methoden Es erfolgte die Implantation von insgesamt 30 Flow-Divertern in 10 Kaninchen. 10 Derivo bare und 10 Derivo Heal® wurden in die Arteriae carotides communes implantiert. Bei jedem Kaninchen wurde randomisiert und verblindet jeweils ein Derivo Heal® in die eine Arteria carotis communis und ein Derivo bare in die andere Arteria carotis communis implantiert. Zusätzlich wurde entweder ein Derivo bare (n = 5) oder ein Derivo Heal® (n = 5) in die Aorta abdominalis eines jeden Tieres zur Überprüfung der Durchgängigkeit von Seitenästen implantiert. Die Explantation der Devices erfolgte nach 28 Tagen zur histologischen Untersuchung. Angiographie erfolgte unmittelbar nach Flow Diverter-Implantation sowie nach 28 Tagen. Ergebnisse Ein Kaninchen verstarb aufgrund einer verlängerten Narkose nach Flow Diverter-Implantation und wurde von der histologischen und angiographischen Untersuchung ausgeschlossen. Bei einem weiteren Kaninchen kam es in der Arteria carotis communis rechts zu einem „Fischmaul-Effekt“ am proximalen Derivo bare mit Gefäßverschluss nach 28 Tagen. Die beiden Arteriae carotides communes wurden bei diesem Kaninchen von der histologischen Untersuchung ausgeschlossen. Alle Devices zeigten eine vollständige Endothelialisierung. Es ergab sich kein signifikanter Unterschied in der Neointimadicke zwischen Derivo bare und Derivo Heal®. Für Derivo Heal® wurde eine signifikant niedrigere Anzahl an Makrophagen in der Gefäßwand der Arteria carotis communis (p = 0,02) und eine signifikant niedrigere Anzahl an Fibrin-/Thrombozytenablagerungen auf der Flow Diverter-Oberfläche in der Aorta abdominalis (p = 0,03) beobachtet. Schlussfolgerung In diesem Kaninchenmodell zeigte die neuartige Beschichtung auf Fibrinbasis im Vergleich zu dem nicht beschichteten Flow Diverter eine vergleichbare Blut- und Gewebeverträglichkeit unter dualer Plättchenhemmung.

Background Due to their ability to reduce intra-aneurysmal blood flow and reconstruct the parent vessel by forming a neointima, flow diverters have great therapeutic value, especially in the treatment of broad-based or fusiform intracranial aneurysms. Despite continuous developments in materials, the use of flow diverters is associated with serious complications such as thromboembolic events or in-stent stenosis in rare cases, which necessitates the long-term use of dual antiplatelet therapy. In this study, we tested a novel fibrin-based surface coating that demonstrated a reduction in thrombogenicity in preliminary in vitro studies. For this purpose, the vascular response of a coated flow diverter (Derivo Heal®) was compared with an uncoated flow diverter (Derivo bare) under dual antiplatelet therapy in a rabbit model. Methods A total of 30 flow-diverters were implanted in 10 rabbits. 10 Derivo bare and 10 Derivo Heal® were implanted into the common carotid arteries. In each rabbit, a Derivo Heal® was implanted in one common carotid artery and a Derivo bare in the other common carotid artery in a randomized, blinded fashion. In addition, either a Derivo bare (n = 5) or a Derivo Heal® (n = 5) was implanted into the abdominal aorta of each animal to check side branches for patency. Devices were explanted after 28 days for histological examination. Angiography was performed immediately after flow diverter implantation and after 28 days. Results One rabbit died due to prolonged narcosis after flow diverter implantation and was excluded from histological and angiographic examination. In another rabbit, fish-mouthing occurred in the right common carotid artery at the proximal Derivo bare with vessel occlusion after 28 days. Both common carotid arteries were excluded from histological examination in this rabbit. All devices showed complete endothelialization. There was no significant difference in neointima thickness between Derivo bare and Derivo Heal®. For Derivo Heal®, a significantly lower number of macrophages was observed in the vessel wall of the common carotid artery (p = 0.02) and a significantly lower number of fibrin/platelet deposits on the flow diverter surface in the abdominal aorta (p = 0.03). Conclusion In this rabbit model, the novel fibrin-based coating showed comparable blood and tissue compatibility under dual antiplatelet therapy compared to the uncoated flow diverter.