Inhibition der Restenose nach Stent-PTA mittels lokaler Applikation von Paclitaxel im Schweinemodell

Abstract

Eine wesentliche Limitation der PTA peripherer Arterien mit oder ohne Stentimplantation ist die hohe Restenoserate, die häufig eine erneute Intervention erfordert. Als Hauptursache der Restenosierung gilt die Intimahyperplasie, welche durch die glatte Gefässmuskelzelle hervorgerufen wird. Paclitaxel, ein Chemotherapeutikum, verhindert die Proliferation und Migration dieser Zelle. Ziel dieser Arbeit war es, ob die lokale Applikation von Paclitaxel als Ballonbeschichtung bzw. im Kontrastmittel gelöst zu einer Reduktion der Stenoserate nach peripherer Stent Angioplastie am Schweinemodell führt. Es wurden 22 Hausschweinen jeweils zehn Stents mit einem Paclitaxel beschichteten Ballon (Methode Ac und EEE), 14 Stents mit 6,4 mg Paclitaxel in 50 ml Kontrastmittel gelöst, sowie zehn Kontrollstents in die Arteria iliaca oder Arteria poplitea implantiert. Die Intimahyperplasie wurde durch eine Überdehnung von ca. 20% ausgelöst. Nach fünf Wochen erfolgte eine Reangiographie der therapierten Gefässe, welche quantitativ ausgewertet wurde. Als Parameter für die Wirksamkeit der Therapie dienten der minimale Gefässdurchmesser nach fünf Wochen, der mit dem nach der Stentimplantation verglichen wurde, zusätzlich der Stenosegrad und der Gefäßlumenverlust. Der minimale Gefäßdurchmesser war nach fünf Wochen in den Behandlungsgruppen mit dem Paclitaxel beschichteten Ballon (EEE Methode, 3,27 ± 0,54 mm) und Paclitaxel gelöst im Kontrastmittel (3,14 ± 0,52 mm) signifikant größer als in der Kontrollgruppe (2,4 ± 0,8 mm). In diesen beiden Behandlungsgruppen konnte auch eine signifikante Reduktion des Restenosegrades (Ballonbeschichtung EEE: 12 ± 18%, Kontrastmittel-Paclitaxel: 18 ± 20%) und des Gefäßlumenverlustes (Ballonbeschichtung EEE: 0,73 ± 0,54 mm, Kontrastmittel-Paclitaxel (0,86 ± 0,52 mm) gegenüber der Kontrollgruppe (38 ± 20%; 1,58 ± 0,80 mm) nachgewiesen werden. Die Behandlungsgruppe mit dem Paclitaxel beschichteten Ballon der Methode Ac zeigte zwar auch bessere Werte (MLD: 3,13 ± 0,77 mm; Stenosegrad: 18 ± 22%; Gefäßlumenverlust: 0,87 ± 0,52 mm) als die Kontrollgruppe, diese waren ihr gegenüber aber nicht signifikant (MLD: p = 0,065; Stenosegrad: p = 0,059; Gefäßlumenverlust: p = 0,065). Toxische Nebenwirkungen traten bei der Gabe von Paclitaxel nicht auf. Zusammenfassend konnte mit dieser Arbeit die Wirksamkeit der lokalen Paclitaxelapplikation mittels beschichteter Ballons bzw. durch ein Gemisch mit Kontrastmittel zur Behandlung der Restenose bei peripherer Stent-PTA am Schweinemodell gezeigt werden.

Percutaneous transluminal angioplasty of peripheral arteries is limited by a high incidence of restenosis, which very often causes a reintervention. Restenosis is caused by intimal hyperplasia, due to proliferation and migration of the vascular smooth muscle cell. Paclitaxel, a chemotherapeutic agent inhibits this. The purpose of this study was to assess if local administration of Paclitaxel using drug-coated balloons or an admixture of Paclitaxel to contrast medium inhibits stenosis after PTA of peripheral arteries in a porcine overstretch model. 20 stents with Paclitaxel coated balloons (method Ac and EEE), 14 stainless steel stents with 6.4 mg Paclitaxel dissolved in 50 ml contrast medium and 10 control stents were implanted in the internal iliac or popliteal arteries of 22 pigs. Intimal hyperplasia was caused by overstretch of 20%. Reangiography with quantitative analysis was performed after five weeks. To assess the efficacy, the minimal lumen diameter was compared after five weeks between the one after the stentimplantation, the restenosis rate and the late lumen loss was determined. The minimal lumen diameter was significantly larger in the Paclitaxel coated balloon group (method EEE: 3.27 ± 0.54 mm) and Paclitaxel dissolved in the contrast medium group (3.14 ± 0.52 mm) compared to the control group (2.4 ± 0.8 mm). In both treatment groups there was a significant reduction of the stenosis rate (balloon coating EEE: 12 ± 18%, contrast medium-Paclitaxel: 18 ± 20%) and the late lumen loss (balloon coating EEE: 0.73 ± 0.54 mm, contrast medium- Paclitaxel (0.86 ± 0.52 mm) compared to the control group (38 ± 20%; 1.58 ± 0.80 mm). The treatment group with the Paclitaxel coated balloon (method Ac) showed better results (MLD: 3.13 ± 0.77 mm; stenosis rate: 18 ± 22%; late lumen loss: 0.87 ± 0.52 mm) too. But these were not significant to the control group (MLD: p = 0,065; stenosis rate: p = 0,059; late lumen loss: p = 0,065). No toxic side effects of Paclitaxel were seen. In conclusion local administration of Paclitaxel during PTA of peripheral arteries using balloons or contrast medium as drug carriers reduced stenosis due to intimal hyperplasia.