Aortic stent implantation in the isthmic region in an animal model to investigate pathophysiology and treatment of human aortic coarctation

BACKGROUND: Balloon dilation with stent implantation is a novel technique for non surgical treatment of aortic coarctation. Residual arterial hypertension is, however, a frequent finding (50% of treated patients), leading to major cardiovascular events and reducing life expectancy, even in the absence of residual restenosis. AIM OF THIS STUDY: To determine feasibility of stent implantation in the aortic isthmus of an ovine model, to study the pressor, hemodynamic and echocardiographic changes induced by stenting in a growing animal. MATERIALS AND METHODS: Platinum-iridium stent was implanted in the aortic isthmus of 8 female sheep through vascular catheterization (STENT group). Vascular catheterization and angiographic study was performed in 4 control sheep (SHAM). Pressure was measured in the ascending and descending aorta. All subjects had echocardiographic examination, non invasive anterior and posterior limb pressure and invasive blood pressure measurements (through auricular artery catheterization) every 90 days. Twelve months after intervention the animals were sacrificed after dobutamine stress test. RESULTS: Stent implantation did not affect growth nor animal wellness. Diastolic blood pressure was significantly lower in the posterior limbs than in the anterior both in SHAM and STENT animals with no difference between groups. Auricular blood pressure did not differ among groups. Echocardiography indices did not differ between groups. MMP9 expression was greater in the ascending and lower in the descending aorta in STENT animals than in SHAM (p=0.06), while CASP3 expression was similar. CONCLUSIONS: Stent implantation in the sheep is feasible and well tolerated. This animal model is useful to study the hemodynamic impact and the aortic stiffness induced by stent implantation and their consequences on the left ventricle.

BACKGROUND: La dilatazione con palloncino e stenting dell'aorta è una metodica in uso per il trattamento della coartazione aortica nell'uomo. L'ipertensione residua rappresenta un importante riscontro nel 50% dei pazienti trattati in grado di a ridurne l'aspettativa di vita, anche in assenza di stenosi residua. SCOPO DELLO STUDIO: è determinare la fattibilità dell'impianto di uno stent in sede istmica dell'aorta di un modello animale e studiare gli effetti emodinamici, ecocardiografici e pressori indotti dallo stesso nell'animale in accrescimento.MATERIALI E METODI: uno stent in Platino-Iridio è stato impiantato a livello dell'istmo aortico di 8 pecore femmine (gruppo STENT). La sola cateterizzazione e studio angiografico sono stati eseguiti in altri 4 animali di controllo (gruppo SHAM). Durante l'intervento tutti gli animali sono stati sottoposti a misurazione diretta della pressione in aorta ascendente e discendente. Dopo l'intervento, ogni animale è stato sottoposto a controlli periodici ecocardiografici e pressori agli arti anteriori e posteriori. Dodici mesi dopo l'intervento iniziale gli animali sono stati sottoposti ad un test alla dobutamina e sono stati sacrificati. campioni di aorta ascendente e discendente sono stati raccolti per lo studio dell'espressione genica di MMP9 e CASP3. RISULTATI: l'impianto di uno stent in sede istmica non ha influenzato la crescita ponderale né il benessere degli animali. La pressione diastolica è risultata inferiore agli arti posteriori rispetto agli anteriori sia negli STENT che negli SHAM. I parametri ecocardiografici non hanno rivelato differenze tra i gruppi. L'espressione genica di MMP9 è risultata maggiore in aorta ascendente e minore in aorta discendente negli STENT (p=0,06)rispetto agli SHAM. CONCLUSIONE: l'impianto di uno stent nella pecora è fattibile e ben tollerato. Questo modello animale è utile allo studio degli effetti dello stent sull'irrigidimento della parete aortica e sulle conseguenze emodinamiche indotte dallo stent sul ventricolo sinistro.