Vascular Pathology of Drug-Eluting Stents

Abstract

Polymer-based sirolimus- (Cypher^®) and paclitaxel-eluting stents (Taxus^®), so-called drug-eluting stents (DES), have become the treatment of choice for patients with symptomatic coronary artery disease undergoing percutaneous coronary revascularization (PCI). While these stents have reduced rates of restenosis and late lumen loss compared to bare-metal stents (BMS), late thrombosis, a life-threatening complication of this technology, has emerged as a major concern. Our understanding of the pathophysiology of late DES thrombosis is derived from animal and human pathologic samples taken after implantation of these devices. These data indicate that the DES cause substantial impairment in arterial healing characterized by lack of complete reendothelialization and persistence of fibrin when compared to BMS. This so-called delayed healing is “identified as” the primary substrate of an underlying cause of late DES thrombosis at autopsy. Several additional risk factors for late stent thrombosis include penetration of necrotic core, malapposition, overlapping stent placement, excessive stent length, and bifurcation lesions. These represent additional barriers to healing and should be avoided if DES are to be used in order to minimize the late thrombotic risks of these devices. Since the time course of complete healing with DES is unknown, the optimal duration of antiplatelet treatment remains to be determined.

Zusammenfassung

Die mit polymerbasiertem Sirolimus (Cypher^®) und Paclitaxel (Taxus^®) beschichteten Stents, sog. medikamentenfreisetzende Stents („drug-eluting stents“ [DES]), sind bei Patienten mit symptomatischer koronarer Herzkrankheit, bei denen eine perkutane koronare Gefäßerweiterung (PCI) vorgenommen wird, die Behandlung der Wahl geworden. Während diese Stents die Restenoserate und den späten Lumenverlust im Vergleich zu reinen Metallstents (BMS) reduziert haben, wurde die späte Thrombose, eine lebensbedrohliche Komplikation dieser Technologie, zum Hauptproblem. Die Erkenntnisse zur Pathophysiologie der späten DES-Thrombose stammen aus der Untersuchung von pathologischen Proben, die Tieren und Menschen nach der Implantation von Stents entnommen wurden. Die daraus gewonnenen Daten zeigen, dass die DES eine beträchtliche Verzögerung des arteriellen Heilungsprozesses bewirken, was sich durch einen Mangel an vollständiger Reendothelialisierung und eine Persistenz von Fibrin im Vergleich zu BMS zeigt. Diese verzögerte Heilung ist das Grundphänomen, das sich bei den Autopsien sämtlicher Fälle später DES-Thrombose feststellen ließ. Weitere Risikofaktoren für eine späte Stentthrombose sind das Durchdringen des nekrotischen Kerns, Malapposition, überlappende Stentplatzierung, übermäßige Stentlänge und Bifurkationseingriffe. Diese Faktoren behindern die Heilung zusätzlich und sollten beim Einsatz von DES vermieden werden, um das Risiko einer späten Thrombose zu minimieren. Da der Zeitverlauf einer vollständigen Heilung bei DES bislang nicht bekannt ist, muss die Dauer einer Antiplättchenbehandlung erst noch festgelegt werden.