Image fusion performed with noncontrast computed tomography scans during endovascular aneurysm repair

We report two endovascular aneurysm repair procedures achieved under image fusion guidance accomplished with noncontrast injected preoperative computed tomography scans. Such use of this advanced imaging application reduces contrast media injection volume (respectively, 27 and 24 mL throughout the patients' hospital course). No changes in creatinine clearance occurred after the procedures. Contrast-enhanced ultrasound imaging confirmed technical success in both cases

A New Hemodynamic Ex Vivo Model for Medical Devices Assessment

Introduction: In stent restenosis (ISR) remains a major public health concern with an increased morbidity, mortality and health-related costs. Drug-eluting stents (DES) have reduced ISR, but are associated with healing-related issues or hypersensitivity reactions, leading to an increased risk of late acute stent thrombosis. Evaluations of new DES are based on animal models or in vitro release systems which show several limitations. The role of flow and shear stress on endothelial cell and ISR has also been emphasized. The aim of this work was to design and first evaluate an original bioreactor, reproducing ex vivo hemodynamic and biological conditions similar to human conditions, to further evaluate new DES. Methods & Results: This bioreactor was designed to study up to 6 stented arteries connected in bypass, immersed in a culture box, in which circulated a physiological systolo-diastolic resistive flow. Two centrifugal pumps drove the flow. The principal pump generated pulsating flows by modulation of rotation velocity, and the second pump worked at constant rotation velocity, ensuring the counter pressure levels and backflows. The flow rate, the velocity profile, the arterial pressure and the resistance of the flow were adjustable. The bioreactor was placed in an incubator to reproduce a biological environment. A first experience of feasibility was realized over a period of 24 days. Three rat aortic thoracic arteries were placed into the bioreactor, immersed in cell culture medium change every 3 days, and with a circulating systole diastolic flux circulating among the entire experimentation. There was no infection, no leak. At the end of experimentation, a morphometric analysis was performed confirming the viability of the arteries. Conclusion: We design and patent an original hemodynamic ex vivo model to further study new DES and ISR. We will next validate this ex vivo model of ISR reproducing this experimentation with stented arteries. Once validated, this bioreactor will allow characterization of the velocity field and drug transfers within a stented artery with new functionalized DES, with experimental means not available in vivo. Another main point will be the reduction of animal experimentation, and the availability of first results of new DES in human tissues (human infra popliteal or coronary arteries collected during human donation)

Design and evaluation of a pro-healing drug-eluting stent functionalized with polydopamine, a bioinspired and biocompatible polymer

Introduction : La resténose intra-stent (RIS) est induite par une prolifération incontrôlée des cellules musculaires lisses (CML) après l'implantation d'une stent métallique nu (BMS). Elle est associée à la récurrence des symptômes et à des coûts de santé supplémentaires. Les stents à élution médicamenteuse, dits « actifs », ont démontré leur efficacité sur la RIS, mais induisent un risque élevé de thrombose aiguë tardive due à une réendothélialisation tardive des mailles. La polydopamine (PDA), un polymère biocompatible inspiré du mucus secrété par les moules, promouvrait la prolifération de cellules endothéliales (CE) et inhiberait la prolifération des CMV in-vitro, ce qui suggère un effet pro-cicatrisant potentiel sur la paroi vasculaire. De plus, la polydopamine exprime des fonctions amines, catéchols et quinones à sa surface et peut être utilisée comme ancrage pour un autre agent thérapeutique. Le but de ce travail était 1) d'évaluer l'impact d'un stent enduit de PDA sur la RIS, 2) de concevoir un stent vasculaire à base de PDA délivrant une autre substance pro-cicatrisante, l'hémine.Méthodes : Dans la première partie de cette étude, les revêtements PDA étaient obtenus par immersion de disques de cobalt-chrome ou de stents dans une solution de dopamine. La biocompatibilité et l'hémocompatibilité étaient vérifiées in vitro. Le potentiel pro-cicatrisant était étudié in vitro par culture d'EC et de CML d'origine humaine sur les différents échantillons. L'effet pro-cicatrisant était étudié in-vivo après implantation de stents en position aortique chez le rat. La RIS était évaluée en microscopie optique par quantification du rapport néointima/media (n/m) après coloration éosine/hématoxilline. La qualité de la réendothélialisation des mailles était évaluée par microscopie électronique à transmission (MET). Les voies moléculaires potentiellement impliquées dans un effet pro-cicatrisant étaient étudiées par analyses Western Blot.Dans la deuxième partie de ce travail, les surfaces revêtues de PDA étaient modifiées avec de la polyéthylèneimine (PEI) pour améliorer l'expression des fonctions amines. Ce revêtement modifié était caractérisé et sa cytocompatibilité évaluée in vitro. Cette surface modifiée était ensuite utilisée pour immobiliser l'hémine. Les surfaces fonctionnalisées étaient caractérisées et la quantité d'hémine greffée déterminée. L'effet pro-cicatrisant potentiel du stent à l'hémine était évalué in vitro et in vivo.Résultats : Les surfaces de PDA démontraient un effet pro-cicatrisant in-vitro par rapport au chrome-cobalt nu. Les stents PDA montraient une réduction significative de la RIS par rapport aux stents nu (rapport n/m = 0,48 (+/- 0,26) contre 0,83 (+/- 0,42), p<0,001) dans le modèle de rat. Les analyses en TEM confirmaient la réendothélialisation des mailles dans chaque groupe et révélaient une couche de néointima plus mince dans le groupe PDA que dans le groupe BMS. Les analyses Western blot permettaient d'identifier une tendance à une activation accrue de la phosphorylation de la MAPK p38 et de ses effets antiprolifératifs sur les CML, ce qui pourrait expliquer les résultats observés lors des analyses histomorphométriques.L'immobilisation de la PEI sur les revêtements PDA permettait d'enrichir avec succès les surfaces en fonctions amines sans diminuer leur cytocompatibilité. L'hémine était ensuite greffée par création de lien amides (environ 10 ng d'hémine par cm²). Les surfaces enduites d'hémine ne montraient pas de supériorité in-vitro ou in-vivo par rapport au PDA seul.Conclusion : L'effet pro-cicatrisant attendu du revêtement PDA sur la paroi artérielle semble confirmé dans ce modèle in-vivo. Ce polymère biocompatible pourrait limiter intrinsèquement la RIS. De plus, il offre la possibilité d'immobiliser d'autres médicaments pertinents sur sa surface afin d'obtenir un effet synergique potentiel.Introduction: In-stent restenosis (ISR) is induced by an uncontrolled smooth muscular cells (SMC) proliferation after bare metal stent (BMS) implantation. It is associated with recurrence of symptoms and additional health costs. Drug-eluting stents have demonstrated efficiency on ISR but induce a high risk of late acute thrombosis due to a delayed struts reendothelialization. Polydopamine (PDA), a biocompatible polymer inspired from mussels byssus, has been reported to promote endothelial cells (EC) and inhibit SMC proliferation in-vitro, thus suggesting a potential pro-healing effect on the vascular wall. Furthermore, polydopamine expresses amine, catechol and quinone functions on its surface and can be used as an anchor for another therapeutic agent. This study aimed at 1) evaluating the impact of a PDA-coated stent on in-stent restenosis (ISR), 2) designing a vascular stent with a potential additional pro-healing drug, hemin, immobilized via the PDA layer.Methods: In the first part of this study, PDA coatings were obtained by dip coating of cobalt-chromium disks or stents in a dopamine solution. Disk samples were used to evaluate biocompatibility and hemocompatibility. The pro-healing potential was investigated in-vitro by seeding human EC and SMC on the different samples. In-vivo experimentations were conducted to assess the pro-healing effect in a rat model. ISR was evaluated in optic microscopy with quantification of the neointima/media (n/m) ratio after eosin/hematoxillin coloration. Quality of the struts reendothelialization was assessed with transmission electron microscopy (TEM). Molecular pathways involved in a potential pro-healing effect were investigated with western blot analyses.In the second part of this work, PDA-coated surfaces were modified with polyethylenimine (PEI) to enhance the expression of amine functions. This modified coating was characterized and cytocompatibility was assessed in-vitro. This modified surface was used to immobilized hemin, a therapeutic agent, on the sample surfaces. Functionalized surfaces were characterized, and presence of the therapeutic agent was assessed and quantified. The potential healing effect of the hemin-stent was evaluated in-vitro and in-vivo.Results: PDA surfaces demonstrated a pro-healing effect in-vitro compared to bare chromium-cobalt. PDA stents demonstrated a significant reduction in ISR compared to bare metal stents (ratio n/m = 0.48 (+/- 0.26) versus 0.83 (+/- 0.42), p<0.001) in the rat model. TEM analyses confirmed the presence of neointima surrounding the struts in each group and revealed a thinner neointima layer in the PDA-stent group compared to BMS, with similar ultrastructures of the cells facing the arterial lumen. Western blot analyses identified a trend to an increased activation of p38 MAPK phosphorylation and its anti-proliferative effects on vascular SMC which could explain the results observed in the histomorphometric analyses.Immobilization of PEI was achieved through Michael addition and Shift base reaction on PDA coatings, and successfully enriched the surfaces with amino groups without decreasing cytocompatibility. Hemin was successfully grafted on the PDA-PEI surfaces via amide bounds (approximately 10ng of hemin per cm²). Hemin-coated surfaces demonstrated no superiority in-vitro or in-vivo to PDA alone.Conclusion: The expected pro-healing effect of PDA-coating on the arterial wall seems to be confirmed in this in-vivo model. This biocompatible polymer could intrinsically limit in-stent restenosis. Additionally, it also offers the possibility to immobilize many relevant drugs on its surface through amine functions providing potential synergistic effects

Conception et évaluation d’un stent actif pro-cicatrisant basé sur la polydopamine, un polymère biocompatible et bioinspiré

Introduction: In-stent restenosis (ISR) is induced by an uncontrolled smooth muscular cells (SMC) proliferation after bare metal stent (BMS) implantation. It is associated with recurrence of symptoms and additional health costs. Drug-eluting stents have demonstrated efficiency on ISR but induce a high risk of late acute thrombosis due to a delayed struts reendothelialization. Polydopamine (PDA), a biocompatible polymer inspired from mussels byssus, has been reported to promote endothelial cells (EC) and inhibit SMC proliferation in-vitro, thus suggesting a potential pro-healing effect on the vascular wall. Furthermore, polydopamine expresses amine, catechol and quinone functions on its surface and can be used as an anchor for another therapeutic agent. This study aimed at 1) evaluating the impact of a PDA-coated stent on in-stent restenosis (ISR), 2) designing a vascular stent with a potential additional pro-healing drug, hemin, immobilized via the PDA layer.Methods: In the first part of this study, PDA coatings were obtained by dip coating of cobalt-chromium disks or stents in a dopamine solution. Disk samples were used to evaluate biocompatibility and hemocompatibility. The pro-healing potential was investigated in-vitro by seeding human EC and SMC on the different samples. In-vivo experimentations were conducted to assess the pro-healing effect in a rat model. ISR was evaluated in optic microscopy with quantification of the neointima/media (n/m) ratio after eosin/hematoxillin coloration. Quality of the struts reendothelialization was assessed with transmission electron microscopy (TEM). Molecular pathways involved in a potential pro-healing effect were investigated with western blot analyses.In the second part of this work, PDA-coated surfaces were modified with polyethylenimine (PEI) to enhance the expression of amine functions. This modified coating was characterized and cytocompatibility was assessed in-vitro. This modified surface was used to immobilized hemin, a therapeutic agent, on the sample surfaces. Functionalized surfaces were characterized, and presence of the therapeutic agent was assessed and quantified. The potential healing effect of the hemin-stent was evaluated in-vitro and in-vivo.Results: PDA surfaces demonstrated a pro-healing effect in-vitro compared to bare chromium-cobalt. PDA stents demonstrated a significant reduction in ISR compared to bare metal stents (ratio n/m = 0.48 (+/- 0.26) versus 0.83 (+/- 0.42), p<0.001) in the rat model. TEM analyses confirmed the presence of neointima surrounding the struts in each group and revealed a thinner neointima layer in the PDA-stent group compared to BMS, with similar ultrastructures of the cells facing the arterial lumen. Western blot analyses identified a trend to an increased activation of p38 MAPK phosphorylation and its anti-proliferative effects on vascular SMC which could explain the results observed in the histomorphometric analyses.Immobilization of PEI was achieved through Michael addition and Shift base reaction on PDA coatings, and successfully enriched the surfaces with amino groups without decreasing cytocompatibility. Hemin was successfully grafted on the PDA-PEI surfaces via amide bounds (approximately 10ng of hemin per cm²). Hemin-coated surfaces demonstrated no superiority in-vitro or in-vivo to PDA alone.Conclusion: The expected pro-healing effect of PDA-coating on the arterial wall seems to be confirmed in this in-vivo model. This biocompatible polymer could intrinsically limit in-stent restenosis. Additionally, it also offers the possibility to immobilize many relevant drugs on its surface through amine functions providing potential synergistic effects.Introduction : La resténose intra-stent (RIS) est induite par une prolifération incontrôlée des cellules musculaires lisses (CML) après l'implantation d'une stent métallique nu (BMS). Elle est associée à la récurrence des symptômes et à des coûts de santé supplémentaires. Les stents à élution médicamenteuse, dits « actifs », ont démontré leur efficacité sur la RIS, mais induisent un risque élevé de thrombose aiguë tardive due à une réendothélialisation tardive des mailles. La polydopamine (PDA), un polymère biocompatible inspiré du mucus secrété par les moules, promouvrait la prolifération de cellules endothéliales (CE) et inhiberait la prolifération des CMV in-vitro, ce qui suggère un effet pro-cicatrisant potentiel sur la paroi vasculaire. De plus, la polydopamine exprime des fonctions amines, catéchols et quinones à sa surface et peut être utilisée comme ancrage pour un autre agent thérapeutique. Le but de ce travail était 1) d'évaluer l'impact d'un stent enduit de PDA sur la RIS, 2) de concevoir un stent vasculaire à base de PDA délivrant une autre substance pro-cicatrisante, l'hémine.Méthodes : Dans la première partie de cette étude, les revêtements PDA étaient obtenus par immersion de disques de cobalt-chrome ou de stents dans une solution de dopamine. La biocompatibilité et l'hémocompatibilité étaient vérifiées in vitro. Le potentiel pro-cicatrisant était étudié in vitro par culture d'EC et de CML d'origine humaine sur les différents échantillons. L'effet pro-cicatrisant était étudié in-vivo après implantation de stents en position aortique chez le rat. La RIS était évaluée en microscopie optique par quantification du rapport néointima/media (n/m) après coloration éosine/hématoxilline. La qualité de la réendothélialisation des mailles était évaluée par microscopie électronique à transmission (MET). Les voies moléculaires potentiellement impliquées dans un effet pro-cicatrisant étaient étudiées par analyses Western Blot.Dans la deuxième partie de ce travail, les surfaces revêtues de PDA étaient modifiées avec de la polyéthylèneimine (PEI) pour améliorer l'expression des fonctions amines. Ce revêtement modifié était caractérisé et sa cytocompatibilité évaluée in vitro. Cette surface modifiée était ensuite utilisée pour immobiliser l'hémine. Les surfaces fonctionnalisées étaient caractérisées et la quantité d'hémine greffée déterminée. L'effet pro-cicatrisant potentiel du stent à l'hémine était évalué in vitro et in vivo.Résultats : Les surfaces de PDA démontraient un effet pro-cicatrisant in-vitro par rapport au chrome-cobalt nu. Les stents PDA montraient une réduction significative de la RIS par rapport aux stents nu (rapport n/m = 0,48 (+/- 0,26) contre 0,83 (+/- 0,42), p<0,001) dans le modèle de rat. Les analyses en TEM confirmaient la réendothélialisation des mailles dans chaque groupe et révélaient une couche de néointima plus mince dans le groupe PDA que dans le groupe BMS. Les analyses Western blot permettaient d'identifier une tendance à une activation accrue de la phosphorylation de la MAPK p38 et de ses effets antiprolifératifs sur les CML, ce qui pourrait expliquer les résultats observés lors des analyses histomorphométriques.L'immobilisation de la PEI sur les revêtements PDA permettait d'enrichir avec succès les surfaces en fonctions amines sans diminuer leur cytocompatibilité. L'hémine était ensuite greffée par création de lien amides (environ 10 ng d'hémine par cm²). Les surfaces enduites d'hémine ne montraient pas de supériorité in-vitro ou in-vivo par rapport au PDA seul.Conclusion : L'effet pro-cicatrisant attendu du revêtement PDA sur la paroi artérielle semble confirmé dans ce modèle in-vivo. Ce polymère biocompatible pourrait limiter intrinsèquement la RIS. De plus, il offre la possibilité d'immobiliser d'autres médicaments pertinents sur sa surface afin d'obtenir un effet synergique potentiel

Impact du capteur plan et de la fusion d image sur l irradiation préopératoire lors des procédures endovasculaires aortiques

Objectif : Evaluer l irradiation lors des exclusions endovasculaires d anévrysmes aortiques (EVAR) assistées par la fusion d image avec le scanner préopératoire en salle hybride. Méthode : Tous les patients bénéficiant de l implantation d une endoprothèse standard bifurquée (BIF) et thoracique (THO), ou complexe fenêtrée (FEN) et branchée (BR) dans notre salle hybride avec support de la fusion étaient prospectivement inclus. Le produit dose-surface indirect (PDS), le volume de contraste, le temps de fluoroscopie (FT) et d intervention étaient enregistrés. La calibration du système était vérifiée par des mesures directes du PDS et de la dose maximale cutanée (DMS) à l aide de films radiochromiques chez 19 patients. La DMS et la dose efficace (DE) étaient estimées à partir de la PDS. L exposition de l opérateur était enregistrée en temps réel par un dosimètre actif placé au-dessus des protections plombées. La dose absorbée cumulée était évaluée à l aide de dosimètres, actif et passif, placés sous les protections. Ces données étaient comparées à notre expérience avec un amplificateur mobile, et à la littérature. Les résultats sont présentés sous forme de médiane avec interquartile. Résultats : De Décembre 2012 à Juillet 2013, 102 patients bénéficiaient de l implantation d endoprothèses standard (56.8%) ou complexes (43.2%). Les PDS indirectes (Gy.cm2) étaient: BIF 12.2 [8.7-19.9]; THO 26.0 [11.9-34.9]; FEN 43.7 [24.7-57.5] and BR 47.4 [37.2-108.2]. Les temps de fluoroscopie (min) étaient: BIF 10.6 [9.1-14.7]; THO 8.9 [6.0-10.5]; FEN 30.7 [20.2-40.5]; BR 39.5 [34.8-51.6]. Les volumes de contraste (ml) étaient: BIF 59 [50-75]; THO 80 [50-100]; FEN 105 [70- 136]; BR 120 [100-170]. En comparaison avec notre experience avec un amplificateur mobile, il existait une reduction significative de la PDS lors des procédures BIF, FEN et BR, et du volume de contraste pour FEN et BR. Il existait également une réduction significative de la PDS lors des BIF par rapport à la littérature (p<0.001). L exposition médiane de l opérateur ( Sv) par type de procédure était de: BIF 3.7 [1.2-7.0]; THO 1.9 [0.9-8.9]; FEN 9.1 [5.4-15.1]; BR 23.1 [10.9-32.3]. Les mesures directes de la PDS étaient fortement corrélées aux mesures indirectes fournies par le système (r =0.93). Conclusion: L irradiation est fortement réduite par l utilisation de la fusion d image en salle hybride lors des implantations d endoprothèses standard ou complexes.LILLE2-BU Santé-Recherche (593502101) / SudocSudocFranceF

Radiation Safety Performance is More than Simply Measuring Doses! Development of a Radiation Safety Rating Scale

Purpose: Radiation safety performance is often evaluated using dose parameters measured by personal dosimeters and/or the C-arm, which provide limited information about teams’ actual radiation safety behaviors. This study aimed to develop a rating scale to evaluate team radiation safety behaviors more accurately and investigate its reliability. Materials and Methods: A modified Delphi consensus was organized involving European vascular surgeons (VS), interventional radiologists, and interventional cardiologists. Initial items and anchors were drafted a priori and rated using five-point Likert scales. Participants could suggest additional items or adjustments. Consensus was defined as ≥ 80% agreement (rating ≥ 4) with Cronbach’s alpha ≥.80. Two VS with expertise in radiation safety evaluated 15 video-recorded endovascular repairs of infrarenal aortic aneurysms (EVAR) to assess usability, inter and intrarater reliability. Results: Thirty-one of 46 invited specialists completed three rating rounds to generate the final rating scale. Five items underwent major adjustments. In the final round, consensus was achieved for all items (alpha =.804; agreement > 87%): ‘Pre-procedural planning’, ‘Preparation in angiosuite/operating room’, ‘Shielding equipment’, ‘Personal protective equipment’, ’Position of operator/team’, ‘Radiation usage awareness’, ‘C-arm handling’, ‘Adjusting image quality’, ‘Additional dose reducing functions’, ‘Communication/leadership’, and ‘Overall radiation performance and ALARA principle’. All EVARs were rated, yielding excellent Cronbach’s alpha (.877) with acceptable interrater and excellent intrarater reliability (ICC =.782; ICC =.963, respectively). Conclusion: A reliable framework was developed to assess radiation safety behaviors in endovascular practice and provide teams with formative feedback. The final scale is provided in this publication

Centerline is not as accurate as outer curvature length to estimate thoracic endograft length.

International audienceBACKGROUND: To assess the accuracy of the aortic outer curvature length for thoracic endograft planning. METHODS: Seventy-four patients (58 men, 66.4 ± 14 years) who underwent thoracic endovascular aortic repair between 2009 and 2011 treated with a Cook Medical endograft were enrolled in this retrospective study. Immediate postoperative CT scans were analysed using EndoSize software. Three vessel lengths were computed between two fixed landmarks placed at each end of the endograft: the straightline (axial) length, the centerline length and the outer curvature length. A tortuosity index was defined as the ratio of the centerline length/straightline length. A Student t test and a Pearson correlation coefficient were used to examine the results. RESULTS: We found a significant difference between the centerline length (135.4 ± 24 mm) and that of the endograft (160 ± 29 mm) (p < .0001). This difference correlates with the tortuosity index (r = .818, p < .0001), the endograft length (r = .587, p < .0001), and the diameter of the endograft (r = .53, p < .0001). However, the outer curvature length (161.3 ± 29 mm) and the endograft length (160 ± 29 mm) were similar (p = .792). CONCLUSION: The outer curvature length more accurately reflects that of the deployed endograft and may prove more accurate than centerlines in planning thoracic endografts