Tác động sinh cơ của việc đặt sai stent chuyên dụng cho các nhánh động mạch vành: Nghiên cứu thử nghiệm ảo

Springer Science and Business Media LLC - Tập 9 - Trang 415-426 - 2018
Claudio Chiastra1, Maik J. Grundeken2, Carlos Collet2,3, Wei Wu1,4, Joanna J. Wykrzykowska2, Giancarlo Pennati1, Gabriele Dubini1, Francesco Migliavacca1
1Laboratory of Biological Structure Mechanics (LaBS), Department of Chemistry, Materials and Chemical Engineering “Giulio Natta”, Politecnico di Milano, Milan, Italy
2The Heart Center, Academic Medical Center, University of Amsterdam, Amsterdam, The Netherlands
3Department of Cardiology, Universitair Ziekenhuis Brussel, Brussels, Belgium
4Department of Mechanical Engineering, University of Texas at San Antonio, San Antonio, USA

Tóm tắt

Việc điều trị các nhánh bifurcation của động mạch vành là một thách thức đối với các bác sĩ tim mạch can thiệp. Stent Tryton (Tryton Medical, Inc., Hoa Kỳ) là một trong số ít thiết bị được thiết kế đặc biệt cho các nhánh bifurcation động mạch vành đã trải qua nhiều thử nghiệm lâm sàng lớn. Mặc dù nhà sản xuất cung cấp các khuyến nghị cụ thể để định vị stent trong nhánh bên (SB) của bifurcation theo bốn dấu ấn truyền hình cản quang dưới sự hướng dẫn của chụp động mạch, việc đặt thiết bị sai cách có thể xảy ra một cách không mong muốn. Trong nghiên cứu này, phương pháp thử nghiệm ảo đã được sử dụng để điều tra tác động của việc đặt sai stent Tryton trong các nhánh bifurcation động mạch vành về các tiêu chí hình học và cơ sinh học. Một mô hình phần tử hữu hạn của nhánh bifurcation động mạch vành trái trước xuống/nhánh chéo đầu tiên đã được tạo ra với góc tận cùng 45° và đường kính lòng mạch thực tế. Một mô hình được kiểm chứng của stent Tryton lắp trên bóng bay được thiết kế theo từng bước đã được sử dụng. Tất cả các bước trong quy trình triển khai stent Tryton đã được mô phỏng. Ba vị trí của stent Tryton, cụ thể là vị trí 'gần', 'được khuyến nghị' và 'xa', thu được bằng cách cấy ghép stent vào sâu hơn trong SB, đã được so sánh. Trường hợp ‘được khuyến nghị’ cho thấy độ hẹp diện tích ostial thấp nhất (44.8 so với 74.3% (‘gần’) và 51.5% (‘xa’)), đường kính cao nhất tại ostium SB (2.81 so với 2.70 mm (‘gần’) và 2.54 mm (‘xa’)), vị trí stent kém khớp thấp (9.9 so với 16.3% (‘gần’) và 8.5% (‘xa’)), và mức độ ứng suất tường tối thiểu nhất (0.37 so với 2.20 MPa (‘gần’) và 0.71 MPa (‘xa’)). Tóm lại, nghiên cứu cho thấy rằng vị trí stent Tryton ‘được khuyến nghị’ có thể là cần thiết cho kết quả lâm sàng tối ưu.

Từ khóa

#động mạch vành #nhánh bifurcation #stent Tryton #thử nghiệm ảo #mô hình phần tử hữu hạn

Tài liệu tham khảo

Antoniadis, A. P., P. Mortier, G. Kassab, G. Dubini, N. Foin, Y. Murasato, A. A. Giannopoulos, S. Tu, K. Iwasaki, Y. Hikichi, F. Migliavacca, C. Chiastra, J. J. Wentzel, F. Gijsen, J. H. C. Reiber, P. Barlis, P. W. Serruys, D. L. Bhatt, G. Stankovic, E. R. Edelman, G. D. Giannoglou, Y. Louvard, and Y. S. Chatzizisis. Biomechanical modeling to improve coronary artery bifurcation stenting: expert review document on techniques and clinical implementation. JACC Cardiovasc. Interv. 8:1281–1296, 2015. Capelli, C., F. Gervaso, L. Petrini, G. Dubini, and F. Migliavacca. Assessment of tissue prolapse after balloon-expandable stenting: influence of stent cell geometry. Med. Eng. Phys. 31:441–447, 2009. Chiastra, C., M. J. Grundeken, W. Wu, P. W. Serruys, R. J. de Winter, G. Dubini, J. J. Wykrzykowska, and F. Migliavacca. First report on free expansion simulations of a dedicated bifurcation stent mounted on a stepped balloon. EuroIntervention 10:e1–e3, 2015. Chiastra, C., W. Wu, B. Dickerhoff, A. Aleiou, G. Dubini, H. Otake, F. Migliavacca, and J. F. LaDisa. Computational replication of the patient-specific stenting procedure for coronary artery bifurcations: from OCT and CT imaging to structural and hemodynamics analyses. J. Biomech. 49:2102–2111, 2016. Collet, C., Y. Onuma, R. Cavalcante, M. Grundeken, P. Généreux, J. Popma, R. Costa, G. Stankovic, S. Tu, J. Reiber, J.-P. Aben, J. Lassen, Y. Louvard, A. Lansky, and P. Serruys. Quantitative angiography methods for bifurcation lesions: a consensus statement update from the European Bifurcation Club. EuroIntervention 13:115–123, 2017. Costa, R. A., G. S. Mintz, S. G. Carlier, A. J. Lansky, I. Moussa, K. Fujii, H. Takebayashi, T. Yasuda, J. R. Costa, Jr, Y. Tsuchiya, L. O. Jensen, E. Cristea, R. Mehran, G. D. Dangas, S. Iyer, M. Collins, E. M. Kreps, A. Colombo, G. W. Stone, M. B. Leon, and J. W. Moses. Bifurcation coronary lesions treated with the “crush” technique: an intravascular ultrasound analysis. J. Am. Coll. Cardiol. 46:599–605, 2005. Derimay, F., G. Souteyrand, P. Motreff, G. Rioufol, and G. Finet. Influence of platform design of six different drug-eluting stents in provisional coronary bifurcation stenting by rePOT sequence: a comparative bench analysis. EuroIntervention 13:e1092–e1095, 2017. Finet, G., M. Gilard, B. Perrenot, G. Rioufol, P. Motreff, L. Gavit, and R. Prost. Fractal geometry of arterial coronary bifurcations: a quantitative coronary angiography and intravascular ultrasound analysis. EuroIntervention 3:490–498, 2007. Foin, N., J. L. Gutiérrez-Chico, S. Nakatani, R. Torii, C. V. Bourantas, S. Sen, S. Nijjer, R. Petraco, C. Kousera, M. Ghione, Y. Onuma, H. M. Garcia-Garcia, D. P. Francis, P. Wong, C. Di Mario, J. E. Davies, and P. W. Serruys. Incomplete stent apposition causes high shear flow disturbances and delay in neointimal coverage as a function of strut to wall detachment distance implications for the management of incomplete stent apposition. Circ. Cardiovasc. Interv. 7:180–189, 2014. Gastaldi, D., S. Morlacchi, R. Nichetti, C. Capelli, G. Dubini, L. Petrini, and F. Migliavacca. Modelling of the provisional side-branch stenting approach for the treatment of atherosclerotic coronary bifurcations: effects of stent positioning. Biomech. Model. Mechanobiol. 9:551–561, 2010. Généreux, P., A. Kini, M. Lesiak, I. Kumsars, G. Fontos, T. Slagboom, I. Ungi, D. C. Metzger, J. J. Wykrzykowska, P. R. Stella, A. L. Bartorelli, W. F. Fearon, T. Lefèvre, R. L. Feldman, G. Tarantini, N. Bettinger, G. Minalu-Ayele, L. LaSalle, D. P. Francese, Y. Onuma, M. J. Grundeken, H. M. Garcia-Garcia, L. L. Laak, D. E. Cutlip, A. V. Kaplan, P. W. Serruys, and M. B. Leon. Outcomes of a dedicated stent in coronary bifurcations with large side branches: a subanalysis of the randomized TRYTON bifurcation study. Catheter. Cardiovasc. Interv. 87:1231–1241, 2016. Généreux, P., I. Kumsars, M. Lesiak, A. Kini, G. Fontos, T. Slagboom, I. Ungi, D. C. Metzger, J. J. Wykrzykowska, P. R. Stella, A. L. Bartorelli, W. F. Fearon, T. Lefèvre, R. L. Feldman, L. LaSalle, D. P. Francese, Y. Onuma, M. J. Grundeken, H. M. Garcia-Garcia, L. L. Laak, D. E. Cutlip, A. V. Kaplan, P. W. Serruys, and M. B. Leon. A randomized trial of a dedicated bifurcation stent versus provisional stenting in the treatment of coronary bifurcation lesions. J. Am. Coll. Cardiol. 65:533–543, 2015. Généreux, P., I. Kumsars, J. E. Schneider, M. Lesiak, B. Redfors, K. Cornelis, M. R. Selmon, J. Dens, A. Hoye, D. C. Metzger, L. Muyldermans, T. Slagboom, D. P. Francese, G. M. Ayele, L. L. Laak, A. L. Bartorelli, D. E. Cutlip, A. V. Kaplan, and M. B. Leon. Dedicated bifurcation stent for the treatment of bifurcation lesions involving large side branches: outcomes from the Tryton confirmatory study. JACC. Cardiovasc. Interv. 9:1338–1346, 2016. Grundeken, M. J., C. Chiastra, W. Wu, J. J. Wykrzykowska, R. J. De Winter, G. Dubini, and F. Migliavacca. Differences in rotational positioning and subsequent distal main branch rewiring of the Tryton stent: an optical coherence tomography and computational study. Catheter. Cardiovasc. Interv. 2018. https://doi.org/10.1002/ccd.27567. Grundeken, M. J., R. J. de Winter, and J. J. Wykrzykowska. Safety and efficacy of the Tryton Side Branch Stent™ for the treatment of coronary bifurcation lesions: an update. Expert Rev. Med. Devices 14:545–555, 2017. Grundeken, M. J., P. Généreux, J. J. Wykrzykowska, M. B. Leon, and P. W. Serruys. The Tryton Side Branch Stent. EuroIntervention 11(Suppl V):V145–V146, 2015. Grundeken, M. J., Y. Ishibashi, P. Généreux, L. LaSalle, J. Iqbal, J. J. Wykrzykowska, M.-A. Morel, J. G. Tijssen, R. J. de Winter, C. Girasis, H. M. Garcia-Garcia, Y. Onuma, M. B. Leon, and P. W. Serruys. Inter-core lab variability in analyzing quantitative coronary angiography for bifurcation lesions: a post hoc analysis of a randomized trial. JACC Cardiovasc. Interv. 8:305–314, 2015. Grundeken, M. J., P. R. Stella, and J. J. Wykrzykowska. The Tryton Side Branch Stent™ for the treatment of coronary bifurcation lesions. Expert Rev. Med. Devices 10:707–716, 2013. Hariki, H., T. Shinke, H. Otake, J. Shite, M. Nakagawa, T. Inoue, T. Osue, M. Iwasaki, Y. Taniguchi, R. Nishio, N. Hiranuma, H. Kinutani, A. Konishi, and K. Hirata. Potential benefit of final kissing balloon inflation after single stenting for the treatment of bifurcation lesions. Circ. J. 77:1193–1201, 2013. Holzapfel, G., G. Sommer, C. T. Gasser, and P. Regitnig. Determination of layer-specific mechanical properties of human coronary arteries with nonatherosclerotic intimal thickening and related constitutive modeling. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 289:H2048–H2058, 2005. Iannaccone, F., C. Chiastra, A. Karanasos, F. Migliavacca, F. J. H. Gijsen, P. Segers, P. Mortier, B. Verhegghe, G. Dubini, M. De Beule, E. Regar, and J. J. Wentzel. Impact of plaque type and side branch geometry on side branch compromise after provisional stent implantation: a simulation study. EuroIntervention 13:e236–e245, 2017. Lassen, J. F., F. Burzotta, A. P. Banning, T. Lefèvre, O. Darremont, D. Hildick-Smith, A. Chieffo, M. Pan, N. R. Holm, Y. Louvard, and G. Stankovic. Percutaneous coronary intervention for the Left Main stem and other bifurcation lesions. The 12th consensus document from the European Bifurcation Club. EuroIntervention 13:1540–1553, 2017. Lassen, J. F., N. R. Holm, A. Banning, F. Burzotta, T. Lefèvre, A. Chieffo, D. Hildick-Smith, Y. Louvard, and G. Stankovic. Percutaneous coronary intervention for coronary bifurcation disease: 11th consensus document from the European Bifurcation Club. EuroIntervention 12:38–46, 2016. Medrano-Gracia, P., J. Ormiston, M. Webster, S. Beier, A. Young, C. Ellis, C. Wang, Ö. Smedby, and B. Cowan. A computational atlas of normal coronary artery anatomy. EuroIntervention 12:845–854, 2016. Migliavacca, F., C. Chiastra, Y. S. Chatzizisis, and G. Dubini. Virtual bench testing to study coronary bifurcation stenting. EuroIntervention 11(Suppl V):V31–V34, 2015. Morlacchi, S., C. Chiastra, E. Cutrì, P. Zunino, F. Burzotta, L. Formaggia, G. Dubini, and F. Migliavacca. Stent deformation, physical stress, and drug elution obtained with provisional stenting, conventional culotte and Tryton-based culotte to treat bifurcations: a virtual simulation study. EuroIntervention 9:1441–1453, 2014. Morlacchi, S., C. Chiastra, D. Gastaldi, P. Giancarlo, G. Dubini, and F. Migliavacca. Sequential structural and fluid dynamic numerical simulations of a stented bifurcated coronary artery. J. Biomech. Eng. 133:121010, 2011. Morlacchi, S., S. G. Colleoni, R. Cárdenes, C. Chiastra, J. L. Diez, I. Larrabide, and F. Migliavacca. Patient-specific simulations of stenting procedures in coronary bifurcations: two clinical cases. Med. Eng. Phys. 35:1272–1281, 2013. Mortier, P., G. A. Holzapfel, M. De Beule, D. Van Loo, Y. Taeymans, P. Segers, P. Verdonck, and B. Verhegghe. A novel simulation strategy for stent insertion and deployment in curved coronary bifurcations: comparison of three drug-eluting stents. Ann. Biomed. Eng. 38:88–99, 2010. Ng, J., C. V. Bourantas, R. Torii, H. Y. Ang, E. Tenekecioglu, P. W. Serruys, and N. Foin. Local hemodynamic forces after stenting: implications on restenosis and thrombosis. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 37:2231–2242, 2017. Ormiston, J. A., G. Kassab, G. Finet, Y. S. Chatzizisis, N. Foin, T. J. Mickley, C. Chiastra, Y. Murasato, Y. Hikichi, J. J. Wentzel, O. Darremont, K. Iwasaki, T. Lefèvre, Y. Louvard, S. Beier, H. Hojeibane, A. Netravali, J. Wooton, B. Cowan, M. W. Webster, P. Medrano-Gracia, and G. Stankovic. Bench testing and coronary artery bifurcations: a consensus document from the European Bifurcation Club. EuroIntervention 13:e1794–e1803, 2018. Ormiston, J. A., M. W. I. Webster, B. Webber, J. T. Stewart, P. N. Ruygrok, and R. I. Hatrick. The “crush” technique for coronary artery bifurcation stenting: insights from micro-computed tomographic imaging of bench deployments. JACC Cardiovasc. Interv. 1:351–357, 2008. Ragkousis, G. E., N. Curzen, and N. W. Bressloff. Simulation of longitudinal stent deformation in a patient-specific coronary artery. Med. Eng. Phys. 36:467–476, 2014. Schiavone, A., and L. G. Zhao. A study of balloon type, system constraint and artery constitutive model used in finite element simulation of stent deployment. Mech. Adv. Mater. Mod. Process. 1:1, 2015. Scott, N. A. Restenosis following implantation of bare metal coronary stents: pathophysiology and pathways involved in the vascular response to injury. Adv. Drug Deliv. Rev. 58:358–376, 2006. Torii, R., E. Tenekecioglu, C. Bourantas, E. Poon, V. Thondapu, F. Gijsen, Y. Sotomi, Y. Onuma, P. Barlis, A. S. H. Ooi, and P. W. Serruys. Five-year follow-up of underexpanded and overexpanded bioresorbable scaffolds: self-correction and impact on shear stress. EuroIntervention 12:2158–2159, 2017. Tyczynski, P., G. Ferrante, N. Kukreja, C. Moreno-Ambroj, P. Barlis, N. Ramasami, R. De Silva, K. Beatt, and C. Di Mario. Optical coherence tomography assessment of a new dedicated bifurcation stent. EuroIntervention 5:544–551, 2009.