Excipient:Drug Dose Determination for Neointimal Hyperplasia as Assessed by Optical Coherence Tomography and Histopathology in Porcine Coronary Arteries after Sirolimus-Eluting Balloon Employment

ABSTRACTBackgroundMagic Touch™ is a sirolimus-based nano-carrier eluting balloon. This study aimed to find the excipient:drug ratio with the greatest capacity to inhibit neointimal proliferation 28 days after the use of this balloon and following bare-metal stenting in porcine coronary arteries.MethodsFourteen domestic pigs who received coronary bare-metal stent implants followed by dilation (60 seconds) using balloons with excipient:sirolimus ratios of 1:1, 0.5:1, 0.25:1, and 1:0 or a control balloon were evaluated. After 28 days, neointimal hyperplasia was assessed by optical coherence tomography and histopathology.ResultsThe rate of neointimal hyperplasia as assessed by optical coherence tomography and histomorphometry was 32.2% and 35.1%, 28.1% and 33.4%, 17.3% and 20.9%, 28.6% and 30.2%, and 37.9% and 42.3% in the 0.25:1, 0.5:1, 1:1, and 1:0 excipient:sirolimus ratio groups and the control balloon group, respectively (P = 0.03 for excipient:sirolimus 1:1 versus control balloon). The neointimal interstrut thickness (mm) was 0.23, 0.30, 0.16, 0.24, and 0.30 in the 0.25:1, 0.5:1, 1:1, and 1:0 excipient:sirolimus ratio groups and the control balloon group, respectively (P < 0.01 for excipient:sirolimus 1:1 versus control balloon). The inflammation, injury, and fibrin deposition scores were low, and there were no significant differences among the groups.ConclusionsThere was a stepwise increase in the inhibitory efficacy of neointimal proliferation as the excipient concentration increased. The lowest efficacy was observed with the 0.25:1 excipient:sirolimus formulation, and the greatest inhibition was observed with the 1:1 excipient:sirolimus formulation. The 1:1 excipient:sirolimus formulation significantly reduced neointimal proliferation when compared to the control group, with low inflammation and injury scores.

RESUMOEstudo da Dose Excipiente:Fármaco com Avaliação da Hiperplasia Neointimal por Tomografia de Coerência Óptica e Histopatologia emArtérias Coronárias Porcinas após o Emprego do Balão Eluidor de SirolimusIntroduçãoMagic TouchTM é um balão recoberto com nanopartículas carreadoras de sirolimus. Objetivamos encontrar a dose excipiente:fármaco com a maior capacidade de inibição da proliferação neointimal 28 dias após o uso desse balão pós-implante de stent não farmacológico em artérias coronárias porcinas.MétodosForam avaliados 14 porcos com implante coronário de stent não farmacológico seguido por dilatação (60 segundos) com balões com relação excipiente:sirolimus 1:1, 0,5:1, 0,25:1 e 1:0 ou balão controle. Após 28 dias a hiperplasia neointimal foi estudada por tomografia de coerência óptica e histopatologia.ResultadosA hiperplasia neointimal porcentual (%) avaliada pela tomografia de coerência óptica e pela histomorfometria foi de 32,2 e 35,1, 28,1 e 33,4, 17,3 e 20,9, 28,6 e 30,2, e 37,9 e 42,3 nos grupos excipiente:sirolimus 0,25:1, 0,5:1, 1:1, 1:0 e balão controle, respectivamente (P = 0,03 para excipiente:sirolimus 1:1 vs. balão controle). A espessura (mm) da neoíntima inter-hastes foi de 0,23, 0,30, 0,16, 0,24 e 0,30 nos grupos excipiente:sirolimus 0,25:1, 0,5:1, 1:1, 1:0 e balão controle, respectivamente (P < 0,01 para excipiente:sirolimus 1:1 vs. balão controle). Os escores de inflamação, injúria e deposição de fibrina foram baixos e sem diferenças significantes entre os grupos.ConclusõesOcorreu gradual aumento da eficácia inibitória da proliferação neointimal à medida que a concentração do excipiente aumentou; a menor eficácia ocorreu com a formulação excipiente:sirolimus 0,25:1 e a mais intensa inibição foi observada com a formulação excipiente:sirolimus 1:1, a qual reduziu significantemente a proliferação neointimal em comparação com o grupo controle, com baixos índices de inflamação e injúria.