Microporous surface as a new solution for stent surface modification: A review

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The introduction of coronary stents into clinical practice has reduced repeated patient visits compared with balloon angioplasty alone. Also, drug-eluting stents substantially reduced the restenosis incidence. Therefore, later complications related to the implantation of a stent coated with a cytostatic-containing polymer became more relevant. The mechanism of late stent complications is multifactorial. It is mainly due to the body's response to the prolonged indwelling of the drug carrier polymer on the coronary stent's surface. There is a trend towards the return of polymer-free drug coating technologies, which are implemented through certain modifications of stent surfaces for better drug retention and proper drug distribution. It is mainly achieved using drug depots in various reservoirs: grooves, nanoparticles in the matrix compound, micropores, through and blind micro reservoirs, etc. New promising technologies for crystallizing cytostatic drugs or depositing them in specially designed reservoirs show good preclinical and clinical results, comparable or even superior to approved coronary stents. Micropores as carriers for antiproliferative agents on the stent surface are a promising direction to rejecting the use of polymers in stents.

About the authors

Imomali H. Kamolov

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: kamolovimomali@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8148-6510

doctor, Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Russian Federation, Moscow

Dzhamil A. Asadov

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: asadov_djamil@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8635-0893

Cand. Sci. (Med.), Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Russian Federation, Moscow

Tamara S. Sandodze

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: doc.sandodze@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4540-7747

Cand. Sci. (Med.), Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Russian Federation, Moscow

Irina E. Chernysheva

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: avstreyh@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-9707-0691

Cand. Sci. (Med.), Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Russian Federation, Moscow

References

  1. World Health Organization. World health statistics 2018: monitoring health for the SDGs. Luxembourg, 2018.
  2. Суринов А.Е. Россия в цифрах. Краткий статистический сборник. М.: Росстат, 2018 [Surinov AE. Rossiia v tsifrakh. Kratkii statisticheskii sbornik. Moscow: Rosstat, 2018 (in Russian)].
  3. Wang G, Zhao Q, Chen Q, et al. Comparison of drug-eluting balloon with repeat drug-eluting stent for recurrent drug-eluting stent in-stent restenosis: Coron Artery Dis. 2019;30(7):473-80. doi: 10.1097/MCA.0000000000000784
  4. Wu T, McCarthy S. Coronary Arterial Drug-Eluting Stent: From Structure to Clinical. In: Coronary Artery Diseases. Croatia, 2012; pp. 197–224.
  5. Camici G.G. What is an optimal stent? Biological requirements of drug eluting stents. Cardiovasc Med. 2008;11:2-25.
  6. Chieffo A, Aranzulla TC, Colombo A. Drug eluting stents: Focus on Cypher™ sirolimus-eluting coronary stents in the treatment of patients with bifurcation lesions. Vasc Health Risk Manag. 2007;3(4):441-51.
  7. Lewis AL, Tolhurst LA, Stratford PW. Analysis of a phosphorylcholine-based polymer coating on a coronary stent pre- and post-implantation. Biomaterials. 2002;23(7):1697-706.
  8. Beshchasna N, Saqib M, Kraskiewicz H, et al. Recent Advances in Manufacturing Innovative Stents. Pharmaceutics. 2020;12(4):349. doi: 10.3390/pharmaceutics12040349
  9. Stone GW, Ellis SG, Cox DA, et al. A polymer-based, paclitaxel-eluting stent in patients with coronary artery disease. N Engl J Med. 2004;350:221-31.
  10. Kim Y, Park JK, Seo JH, et al. A rapamycin derivative, biolimus, preferentially activates autophagy in vascular smooth muscle cells. Sci Rep. 2018;8(1):16551. doi: 10.1038/s41598-018-34877-8
  11. Mani G, Feldman MD, Patel D, Agrawal CM. Coronary stents: A materials perspective. Biomaterials. 2007;28:1689-710.
  12. Khlusov IA, Dekhtyar Y, Sharkeev YP, et al. Nanoscale electrical potential and roughness of a calcium phosphate surface promotes the osteogenic phenotype of stromal cells. Materials (Basel). 2018;11(6):978. doi: 10.3390/ma11060978
  13. Consigny PM. Endothelial cell seeding on prosthetic surfaces. J Long-Term Eff Med. 2000;10(1-2):79-95. doi: 10.1615/jlongtermeffmedimplants.v10.i12.80
  14. Serruys P, Rensing B. Handbook of coronary stents. 2002.
  15. Иоселиани Д.Г., Асадов Д.А., Бабунашвили А.М. Коронарное стентирование и стенты. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2019 [Ioseliani DG, Asadov DA, Babunashvili AM. Koronarnoe stentirovanie i stenty. Moscow: GEOTAR-Media, 2019 (in Russian)].
  16. Hausleiter J, Kastrati A, Wessely R, et al. FASTTRACK-Prevention of restenosis by a novel drug-eluting stent system with a dose-adjustable, polymerfree, on-site stent coating. Eur Heart J. 2005;26:1475-81.
  17. Palmaz JC, Bailey S, Marton D, Sprague E. Influence of stent design and material composition on procedure outcome. J Vasc Surg. 2002;36(5):1031-9. doi: 10.1067/mva.2002.129113
  18. Sprague EA, Luo J, Palmaz JC. Human aortic endothelial cell migration onto stent surfaces under static and flow conditions. J Vasc Interv Radiol. 1997;8(1 Pt. 1):83-92.
  19. Mikhalovska L, Chorna N, Lazarenko O, et al. Inorganic coatings for cardiovascular stents: In vitro and in vivo studies. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2011;96(2):333-41. doi: 10.1002/jbm.b.31772
  20. Stevenson CL, Santini JT, Langer R. Reservoir-based drug delivery systems utilizing microtechnology. Adv Drug Deliv Rev. 2012;64:1590-602.
  21. Wu S, Harish S, Sanders-Millare D, Guruwaiya J, et al. Surface features of an implantable medical device. U.S. Patent 10/911,968, 10 February 2005.
  22. De Scheerder I, Verbeken E, Van Humbeeck J. Metallic surface modification. Semin Interv Cardiol. 1998;3:139-44.
  23. Tzafriri AR, Groothuis A, Price GS, Edelman ER. Stent elution rate determines drug deposition and receptor-mediated effects. J Controlled Release. 2012;161(3):918-26. doi: 10.1016/j.jconrel.2012.05.039
  24. Vo TTN, Morgan S, McCormick C, et al. Modelling drug release from polymer-free coronary stents with microporous surfaces. Int J Pharm. 2018;544(2):392-401. doi: 10.1016/j.ijpharm.2017.12.007
  25. Dibra A, Kastrati A, Mehilli J, et al. Influence of stent surface topography on the outcomes of patients undergoing coronary stenting: a randomized double-blind controlled trial. Catheter Cardiovasc Interv. 2005;65(3):374-80. doi: 10.1002/ccd.20400
  26. Yang YB, Yang YX, Su B, et al. Probucol mediates vascular remodeling after percutaneous transluminal angioplasty via down-regulation of the ERK1/2 signaling pathway. Eur J Pharmacol. 2007;570:125-34.
  27. Tardif JC, Gregoire J, Schwartz L, et al. Effects of AGI-1067 and probucol after percutaneous coronary interventions. Circulation. 2003;107:552-8.
  28. Steigerwald K, Merl S, Kastrati A, et al. The pre-clinical assessment of rapamycin-eluting, durable polymer-free stent coating concepts. Biomaterials. 2009;30:632-7.
  29. Hausleiter J, Kastrati A, Wessely R, et al. FASTTRACK-Prevention of restenosis by a novel drug-eluting stent system with a dose-adjustable, polymerfree, on-site stent coating. Eur Heart J. 2005;26:1475-81.
  30. Byrne RA, Kufner S, Tiroch K, et al. Randomised trial of three rapamycin-eluting stents with different coating strategies for the reduction of coronary restenosis: 2-year follow-up results. Heart. 2009;95:1489-94. doi: 10.1136/hrt.2009.172379
  31. Kufner S, Byrne RA, Valeskini M, et al. Five-year outcomes from a trial of three limus-eluting stents with different polymer coatings in patients with coronary artery disease final results from the ISAR-TEST 4 randomised trial. Eurointervention. 2016;11(12):1372-9.
  32. Stefanini G, Byrne RA, Serruys PW, Waha A. Meta-Analysis ISAR-TEST 3 + 4, LEADERS, 4 years follow-up (Comparison of Yukon Choice PC + Biomatrix versus Cypher). Eur Heart J. 2012;33:1214-22.
  33. Kufner S, Joner M, Thannheimer A, et al. Ten-Year Clinical Outcomes From a Trial of Three Limus-Eluting Stents With Different Polymer Coatings in Patients With Coronary Artery Disease. Circulation. 2019;139(3):325-33. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.118.038065
  34. Neumann FJ, Sousa-Uva M, Ahlsson A, et al. 2018 ESC/EACTS Guidelines on myocardial revascularization. Eur Heart J. 2019;40(2):87-165. doi: 10.1093/eurheartj/ehy394

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Stent micropores (PEARL surface).

Download (99KB)

Copyright (c) 2022 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».