Safety and Efficacy of Different Paclitaxel-eluting Balloons in a Porcine Model

Introduction and objectivesPaclitaxel-eluting balloons have shown high antiproliferative efficacy in the treatment and prevention of restenosis. Nevertheless, not all available devices are equally effective, which makes it interesting to compare results in a preclinical model. Our objective was to assess the preclinical efficacy and safety of different devices.MethodsWe implanted 51 metallic stents (Architect®, iVascular) in 17 domestic swine (mean, 25 [3] kg), inserting 1 stent per major coronary artery. Stent postdilatation was performed with different control balloons (n = 10) or paclitaxel-eluting balloons: paclitaxel-eluting balloon 1 (iVascular) (n = 15); paclitaxel-eluting balloon 2 (iVascular) (n = 16) and In.Pact Falcon® (Medtronic) (n = 10). The restenosis rate (using angiography and histomorphometry) and vascular healing parameters (balloon-related vascular injury score, endothelialization rate, and fibrin and inflammation scores) were analyzed at 28 days.ResultsThe distinct paclitaxel-eluting balloons showed a similar degree of stenosis at follow-up, which was significantly lower than that in the control group: diameter stenosis was 9% (12%) vs 34% (18%) by angiography (P < .0001) and was 22% (8%) vs 51% (18%) by histomorphometry (P < .0001). Scores for vascular injury (mean, 0.6 [0.5]) and inflammation (mean, 0.8 [0.3]) were uniformly low across all groups. Drug effect markers differed significantly between the paclitaxel-eluting balloons and control groups, with lower endothelialization rates (87% [10%] vs 99% [2%]; P = .0007) and higher fibrin scores (2.1 [0.7] vs 0.4 [0.5]; P < .0001) in the paclitaxel-eluting balloons groups. There were no differences between the different paclitaxel-eluting balloons.ConclusionsIn this preclinical model, the paclitaxel-eluting balloons studied significantly reduced in-stent restenosis compared with the control balloons. Although there were no findings of persistent vascular injury or inflammation, delayed endothelialization and fibrin aggregate suggest a drug deposition response.

ResumenIntroducción y objetivosLos balones liberadores de paclitaxel tienen demostrada eficacia en el tratamiento y la prevención de la restenosis. Sin embargo, no todos los dispositivos comercializados son igualmente efectivos; por ello es importante comparar los resultados en un modelo preclínico. Nuestro objetivo es analizar la seguridad y la eficacia preclínicas de distintos dispositivos.MétodosEn 17 cerdos domésticos (25 ± 3 kg) se implantaron 51 stents metálicos (Architect®, iVascular), uno en cada rama coronaria principal, y se sobredilataron con distintos balones de control (n = 10) o liberadores de paclitaxel: balón liberador de paclitaxel 1 (iVascular) (n = 15); balón liberador de paclitaxel 2 (iVascular) (n = 16) e In.Pact Falcon® (Medtronic) (n = 10). Tras 28 días, se analizaron los resultados de restenosis (angiografía e histomorfometría) y de reparación vascular: daño vascular, endotelización, persistencia de fibrina e inflamación.ResultadosLos distintos balones liberadores de paclitaxel mostraron valores similares de estenosis en el seguimiento significativamente menores que los controles: angiografía, el 9 ± 12% frente al 34 ± 18% (p < 0,0001); histomorfometría, el 22 ± 8% frente al 51 ± 18% (p < 0,0001). Los grados de daño vascular (0,6 ± 0,5) e inflamación (0,8 ± 0,3) fueron bajos, sin diferencias entre los grupos. Los marcadores del efecto farmacológico fueron significativamente distintos entre los dispositivos liberadores de paclitaxel (sin diferencias entre ellos) y los controles: superficie endotelizada, el 87 ± 10% frente al 99 ± 2% (p = 0,0007); grado de fibrina, 2,1 ± 0,7 frente a 0,4 ± 0,5 (p < 0,0001). No hubo diferencias entre los distintos balones liberadores de paclitaxel.ConclusionesEn este modelo preclínico, los balones liberadores de paclitaxel analizados mostraron una reducción significativa de la restenosis. Aunque no se observaron datos de daño vascular o inflamación persistentes, sí se apreciaron los efectos de la acción farmacológica en forma de endotelización retrasada y acumulación de fibrina.