Ключевые слова: стент, покрытие, реакция стенки сосуда, эксперимент

Многие исследователи считают понятие “биосовместимость” недостаточным для характеристики некоторых реакций живого организма. На симпозиуме по коронарной биомеханике и рестенозу (2001) предложено применять понятие, которое более полно характеризует ответ организма на внутрисосудистые конструкции – реакция стенки сосуда на имплантант. Изучению этой реакции посвящены работы многих специалистов [8–10, 12]. Одно из специфических проявлений реакции стенки сосуда на инородное тело – возникновение рестеноза в стенте [3, 4, 7]. Существенное влияние на этот процесс оказывает покрытие, наносимое на стент. При установлении коронарных стентов с различными покрытиями в сроки до 6 мес рестеноз в них выявляют у 10–58 % больных [3, 5, 14]. Многие фирмы мира разрабатывают и предлагают различные покрытия для внутрисосудистых конструкций. Это и импрегнация гепарина на поверхность стента (“Jomed”, Швеция), и алмазоподобное углеродное покрытие (“BioDiamond”, Германия), и покрытие золотом (“InFlow Dynamics”, Германия, “Medinol”, США), и фосфохолиновое покрытие (“Biocompatibles”, Англия), и силикон-карбидное покрытие (“Biotronik”, Германия), и покрытие “Carbofilm” (“Sorin Biomedica”, Италия). В 2000 г. P. Serruys говорил о “чудесном сне”, связанном с новой разработкой фирмы “Cordis”, позволяющей решить проблему рестеноза в стенте, благодаря полимерному покрытию с введенным в него репамицином [11]. Исследования, посвященные изучению этого вида покрытия с природным цитостатическим веществом, пока не дали однозначного ответа о решении проблемы [6, 13]. В настоящее время не найдено покрытия, которое было бы невидимым для стенки сосуда.

Коллективом авторов проведена комплексная работа по изучению реакции стенки артерий экспериментальных животных на внутрисосудистые конструкции в рамках проекта “INTAS–Ukraine” 95-0038 “Development and assessment of novel biocompatible stents for angioplastic surgery”. Некоторые результаты этих исследований представлены в статье.

Материал и методы

Опыты проведены на кроликах обоего пола породы “Большой великан”, масса тела – 3–3,5 кг, возраст – от 0,5 до 1 года, из вивария Института кардиологии АМН Украины. Под наркозом гексеналом в брюшную часть аорты бедренным доступом устанавливали стенты саморасширяющейся конструкции из проволоки диаметром 0,18 мм. Животные распределены на 7 групп, по 6 в каждой, всем устанавливали стенты с одинаковым видом покрытия. Стенты изготовлены из материала “Пластокрист” и нержавеющей стали (марка 18ХВ), покрыты TiC/Ti, ZrO и тремя разновидностями полимеров из полиуретан-мочевины. Всех 42 животных содержали в течение 8 нед после операции в обычных условиях. Три кролика служили контролем. По истечении срока эксперимента животным вводили летальную дозу гексенала, проводили гистологическое исследование.

Из стенки аорты через всю толщу ее в месте расположения стента и в условно интактной зоне иссекали циркулярные кусочки. Ткани фиксировали в течение 24 ч в 10 % растворе нейтрального формалина на фосфатном буфере в концентрации 0,1 моль/л (рН 7,4), дегидратировали по стандартной схеме в спиртах восходящей концентрации и заливали в парафин. Готовили срезы толщиной 5 мкм. Для адекватной оценки процессов альтерации, регенерации и склерозирования стенки сосуда применяли комплекс гистохимических и гистологических методов: обзорное окрашивание гематоксилином и эозином, окраску по Ван-Гизону – для идентификации коллагеновых волокон и гладкомышечных клеток, окраску комбинированными методами по Вейгерту–Ван-Гизону – для выявления различных структурных компонентов соединительной ткани и стенки сосуда, окраску по Хочкиссу–Мак Манусу, позволяющую оценить накопление в стенке сосуда гликозаминогликанов при плазматическом пропитывании либо деструкции соединительной ткани, окраску альдегид-фуксином – для выявления эластической ткани.

Для объективизации изменений в стенке сосуда определяли толщину внутренней и средней оболочек аорты в месте нахождения стента и в условно интактной зоне при 400-кратном увеличении с помощью окуляр-микрометра. В каждом наблюдении проводили морфометрическую оценку не менее 100 участков стенки сосуда методом случайного отбора. Результаты обрабатывали с использованием методов непараметрической статистики по Колмогорову–Смирнову [2] и программы Basic Statistics’ 98 Edition. Достоверность показателей, полученных при проведении морфометрии, составила P<0,001.

Результаты и их обсуждение

На рис. 1 представлены средние морфометрические показатели всех групп животных и виды покрытий, нанесенных на стенты: “Пластокрист”, нержавеющая сталь, ZrO, TiC/Ti, полимер 1 (Р1), полимер 2 (Р2), полимер 3 (Р3). Реакция стенки сосуда на покрытие стента выражена у животных всех групп. Внутренняя оболочка как структура, непосредственно соприкасающаяся с деталями стента, наиболее активно реагировала на инородное тело. Ее прогрессивное разрастание на деталях стента отмечено практически во всех наблюдениях.

Рис. 1. Изменения внутренней оболочки аорты кролика под влиянием различных видов покрытий стента.

Минимальное нарастание неоинтимы (в 1,2 раза) наблюдали на Р3, максимальное (в 4,3 раза) – при контакте с нержавеющей сталью. Причем реакция внутренней оболочки, расположенной между прутьями стента (intima between), почти во всех наблюдениях была аналогична реакции неоинтимы на конструкции стента. Больше всего (в 3,3 раза) разрастание внутренней оболочки выявляли при контакте с Р1, она соединялась с неоинтимой, покрывающей детали стента. Только на Р3 практически не возникает ответная реакция внутренней оболочки между деталями стента (0,77). При гистологическом исследовании после контакта с покрытиями из полиуретан-мочевины не отмечено цитотоксического и цитостатического действия полимеров [1]. Минимальную реакцию внутренней оболочки сосуда из неорганических соединений вызвал сплав “Пластокрист”, а Р3 – практически невидим стенкой сосуда.

По результатам проведенной работы коллективом авторов получен Патент Украины “Фторовмісні поліуретани сечовини як плівкотворні полімерні матеріали та покриття на їх основі медичного призначення” № 6С08G18/00, A61L33/00 (от 19.09. 2000).

Рассмотрим реакцию мышечной оболочки аорты кролика на имплантацию стента (рис. 2).

Рис. 2. Изменения средней оболочки аорты кролика под влиянием различных видов покрытия стента.

При гистологическом исследовании отмечено резкое истончение, а в некоторых препаратах – почти полное исчезновение гладкомышечных клеток из средней оболочки. При исследовании препаратов с покрытием титаном (Тi) выявляли только эластические волокна. Подтверждением деградации средней оболочки являются данные морфометрии, толщина слоя была уменьшена в 1,2–3 раза. Можно думать о токсическом действии соединений титана, которые, с другой стороны, вызывают бурную реакцию внутренней оболочки, уступающую по силе только при контакте с нержавеющей сталью. Этот факт заставляет предположить наличие какого-то иного механизма, влияющего на деградацию средней оболочки, и является предметом дальнейшего исследования.

Выводы

1. Полимерные покрытия из полиуретан-мочевины могут быть использованы для покрытия внутрисосудистых конструкций и, как правило, вызывают минимальную реакцию стенки сосуда по сравнению с таковой при использовании неорганических покрытий.
2. Наиболее активным слоем стенки артерии в реакции на внутрисосудистую конструкцию является внутренняя оболочка.
3. Внутренняя оболочка, расположенная между прутьями стента, реагирует так же активно, как и неоинтима.
4. Интенсивность разрастания неоинтимы в значительной степени зависит от вида покрытия, нанесенного на внутрисосудистую конструкцию.

1. Биосовместимость / Под ред. В.И. Севастьянова. – М.: Медицина, 1999. – 368 с.
2. Мицнер О., Угаров Б., Власов В. Методы обработки медицинской информации. – К.: Вища шк., 1991. – 271 с.
3. Bertrand O.F., Sipehia R., Mongrain R. et al. Biocompatibility aspects of new stent technology // J. Amer. Coll. Cardiology. – 1998. – Vol. 32, № 3. – P. 562-571.
4. Conti C.R. Restenosis after angioplasty: Have we found the Holy Grail? // Clin. Cardiology. – 2002. – Vol. 25, № 2. – P. 47-48.
5. Costagna M.T., Mintz G.S., Weissman N.J. et al. The contribution of “mechanical” problems to in-stent restenosis. An intravascular ultrasound analysis of 1090 consecutive in-stent restenosis lesions // Amer. Heart J. – 2001. – Vol. 142. – P. 970-974.
6. Degertekin M., Regar E., Tanabe K. et al. Incidence of incomplete stent apposition at six month follow-up in the multicenter RAVEL Trial // Program and abstracts of the American College of Cardiology 51st Annual Meeting (March 17-20, Atlanta, Georgia, 2002). – Abstr. P. 823-825.
7. Grube E., Silber S.M., Hauptman K.E., Barnh K.D. TAXUS I: prospective, randomized, double-blind comparison of NIRx stents coated with paclitaxel in a polymer carrier in de-novo coronary lesions compared with uncoated controls // Program and abstracts of the American Heart Association Scientific Sessions (November 11-14, Anaheim, California, 200l). – Abstr. 110945.
8. Moore J. In vivo evaluation of a novel compliance matching stent // International Workshop Endocoronary Biomechanics and Restenosis (April 6, Marseilles, France, 2001). – www.EBR-2001.org.
9. Mulvihill N.T., Boccalatte M., Farah B. et al. Current perspectives on in-stent restenosis // The Paris Course on Revascularization (May, 22-24, 2002). – Europa Edition. – 2002. – P. 199-209.
10. Rogers C. Chronic biocompatibility // International Workshop Endocoronary Biomechanics and Restenosis (April 6, Marseilles, France, 2001). – www.EBR-2001.org.
11. Sousa J.E., Costa M.A., Abizaid A.C. et al. Sustained suppression of neointimal proliferation by sirolimus-eluting stents: one-year angiographic and intravascular ultrasound follow-up // Circulation. – 2001. – Vol. 104. – P. 2007-2011.
12. Vert M. Biocompatibility of polymers // International Workshop Endocoronary Biomechanics and Restenosis (April 6, Marseilles, France, 2001). – www.EBR-2001.org.
13. Virmani R., Columbo A., Popma J. et al. Drug-coated stents: A revolution-in-waiting? // Paris Course on Revascularization (oral presentation). – Paris, 2002. – P. 243-247.
14. Whelan D.M., van der Giessen W.J., Krabbendam S.C. et al. Biocompatibility of phosphorylcholine coated stents in normal porcine coronary arteries // Heart. – 2000. – Vol. 83, № 3. – P. 338-345.

O.N. Lazarenko, O.V. Sergienko, T.A. Alekseyeyva, S.P. Oshkaderov, I.A. Skiba, O.V. Shekera, S. Denyer, S. Mikhalovsky

The main complication after stenting of the coronary arteries is in-stent restenosis. One of the reasons of restenosis development is vascular tissue response to the stent’s material. In this investigation we studied the vessels wall response to the implantation of stent with different coatings. Stents coated with nitrides of Titanium, Zirconium and three types of fluorine-polyurethane urethanes were implanted into the rabbit’s abdominal aorta under hexenal narcosis (42±3 control animals). In 8 weeks the samples of aorta with stented segments were collected for further histological study. All inorganic materials have shown a significant decrease in neointima thickness. From three polymer coatings, only one fully met the requirements to be invisible for the tissue. The morphological study also shows that the stent’s design makes its own contribution to pathological changes of the vessels layers. In conclusion, the level of restenosis appearance depends on type of endoprotheses coating. Coatings based on fluorine-polyurethane urethanes are the most adapted to the vessel wall.