Viscoelastic and Functional Similarities Between Native Femoral Arteries and Fresh or Cryopreserved Arterial and Venous Homografts

Introduction and objectivesIt is not yet known whether cryopreservation enables vessels to retain their viscoelastic properties or whether cryopreserved homografts are biomechanically more like native arteries than currently used vascular prostheses. The study objectives were: a) to determine whether our cryopreservation methodology enables arterial and venous homografts to retain their viscoelastic and functional properties; and b) to assess similarities between patients' femoral arteries, homografts, and other vascular prostheses in common use.MethodsThe pressure and the diameter and parietal thickness of 15 muscular (femoral) arteries were measured in patients using tonometry and echography, both noninvasive techniques. In addition, the pressure in and diameter and parietal thickness of 15 fresh and 15 cryopreserved human muscular (femoral) artery segments, saphenous veins, and 15 expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) vascular prostheses were measured in vitro under hemodynamic conditions similar to those in patients. A Kelvin-Voigt model of the segment wall was used to derive elastic (Epd, mm Hg/mm) and viscous (Vpd, mm Hg·s/mm) pressure-diameter indices, the buffering function (Vpd/Epd), and the conduit function (1/Zc, where Zc is the characteristic impedance). The incremental Young modulus, the pressure-strain elastic modulus, and pulse wave velocity were also calculated.ResultsNo difference was observed between either the viscoelastic or functional properties of fresh and cryopreserved homografts. Arterial homografts were the most similar to the patient's arteries.ConclusionsCryopreservation enabled venous and arterial homografts to retain their viscoelastic and functional properties. Of all the grafts investigated, arterial homografts were most similar, both biomechanically and functionally, to the patient's femoral arteries.

Introducción y objetivosNo se ha establecido si las técnicas de criopreservación permiten mantener las propie-dades viscoelásticas vasculares y si los homoinjertos criopreservados presentan mayor similitud biomecánica con las arterias nativas que las prótesis más utilizadas. Los objetivos fueron: a) evaluar la capacidad de la metodología de criopreservación utilizada para mantener las propieda-des viscoelásticas y funcionales de homoinjertos arteriales y venosos criopreservados, y b) analizar la similitud de los homoinjertos y de otros sustitutos actualmente utilizados (venas safenas y politetrafluoroetileno expandido [ePTFE]) con arterias femorales de pacientes receptores.MétodosSe midieron la presión (tonometría), el diá-metro y el espesor parietal (ecografía) en 15 arterias musculares (femorales) de pacientes mediante métodos no invasivos. In vitro, en condiciones hemodinámicas si-milares a las de los pacientes, se midieron la presión, el diámetro y el espesor en 15 segmentos frescos y 15 seg-mentos criopreservados de arterias musculares (femorales) y venas safenas humanas, y en 15 prótesis de ePTFE. Se utilizó el modelo Kelvin-Voigt para obtener los índices presión-diámetro, elástico (Epd, mmHg/mm) y vis-coso (Vpd, mmHg·s/mm), y se cuantificó la función de amortiguamiento parietal como Vpd/Epd, y la función de conducción como 1/Zc (Zc: impedancia característica). Se calcularon el módulo de Young incremental y elástico presión-deformación y la velocidad del pulso.ResultadosLos homoinjertos frescos y criopreservados no mostraron diferencias viscoelásticas ni funcionales. Los homoinjertos arteriales presentaron la mayor similitud viscoelástica y funcional con las arterias de pacientes.ConclusionesLa criopreservación mantuvo las pro-piedades viscoelásticas y funcionales de homoinjertos arteriales y venosos. Los homoinjertos arteriales presentaron la mayor similitud con las arterias femorales nativas.