Modeling of restenosis of main arteries after the intravascular stenting interventions

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Objectives – to study the mechanism of restenosis after the intra-arterial stenting using the original device for modeling of intra-arterial blood flow.

Material and methods. To perform the experiment, we have created the original device simulating the intra-arterial blood flow. A glass tube of rotameter was the imitation of the arterial vessel. The closed system was filled with the liquid imitating blood, specifically the solution of glycerin the same viscosity as the human blood plasma. Using our original model of intra-artetial blood flow, we were able to study the intra-arterial hemodynamics under different conditions of cardiovascular system functioning, including arrhythmias.

Results. In extrasystolic arrhythmia, during the spread of the first post-extrasystolic wave, we observed the intensive impact of pressure wave (the indicator was the silk thread) on the vessel walls with forming of reflected and standing waves. Putting the piezo crystal probe of pressure inside the tube, we verified our observations. The increase of pressure during the spread of the first post-extrasystolic wave in multiple measurements had a mean value of 160% in comparison with the pressure during the regular heart rhythm.

Conclusion. The hydraulic shock appears during the spread of the first post-extrasystolic wave in the arterial vessel. Its effect on hemodynamics grows in case of the frequent extrasystoles and allorhythmia. The mechanical impact of hydraulic shock in extrasystoles can be the starting point of the restenosis onset and progressing in the intra-arterial stent.

About the authors

Olga A. Germanova

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: olga_germ@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4833-4563

PhD, Organ function test doctor, Functional Diagnostics department

Russian Federation, Samara

Vladimir A. Germanov

Samara State Medical University

Email: rean1mator2323@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4239-5066

PhD, X-ray-endovascular diagnostics and treatment doctor, Faculty surgery clinic, Clinics of SamSMU

Russian Federation, Samara

Yurii V. Shchukin

Samara State Medical University

Email: samgmu_pt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0387-8356

PhD, Professor, Head of the Chair of Introduction to internal diseases

Russian Federation, Samara

Andrei V. Germanov

Samara State Medical University

Email: a.v.germanov@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-0367-7776

PhD, Associate professor, Chair of Introduction to internal diseases

Russian Federation, Samara

Maksim V. Piskunov

Samara State Medical University

Email: maksim.piskunov@list.ru

PhD, Associate professor, Chair of Introduction to internal diseases, Head of Cardiology department, Clinics of SamSMU.

Russian Federation, Samara

Andrei E. Burmistrov

Samara National Research University

Email: barishnikov_a@mail.ru

laboratory engineer

Russian Federation, Samara

Rinat Yu. Yusupov

Samara National Research University

Email: vikaprokhorenko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5472-4555

laboratory engineer

Russian Federation, Samara

Giuseppe Galati

San Raffaele Hospital

Email: giuseppe.galati5@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8001-1249

cardiologist
Italy, Milan

References

  1. Akchurin RS, Shiryaev AA. Microsurgery of coronary arteries. M.: GEOTAR-Media, 2012. (In Russ.). [Акчурин Р.С., Ширяев А.А. Микрохирургия коронарных артерий. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012]. ISBN 978-5-9704-2332-5
  2. Gromova OA, Torshin IYu, Lila AM, et al. Prevention of restenosis in patients after the percutaneous coronary procedures: the possible pathogenic view. RMJ. 2019;8(1):33-40. (In Russ.). [Громова О.А., Торшин И.Ю., Лила А.М. и др. Профилактика рестеноза у пациентов после чрескожного коронарного вмешательства: возможный патогенетический подход. РМЖ. 2019;8(1):33-40].
  3. World Health Organization report. Global atlas on cardiovascular disease prevention and control. Geneva, 2011.Vol. 8. https://www.who.int/cardiovascular_diseases/publications/atlas_cvd/en/ (19 february 2021)
  4. Mazaev VP, Komkov AA, Ryazanova SV. The development of restenosis in coronary arteries in late period after the percutaneous coronary procedures in implantations of golometal of drugs stents in accordance to the clinical data and risk factors. J Actual problems of science and education. 2017;4. (In Russ.). [Мазаев В.П., Комков А.А., Рязанова С.В. Развитие рестенозов в коронарных артериях на поздних сроках после чрескожных коронарных вмешательств при имплантации голометаллических или покрытых лекарством стентов в зависимости от клинических данных и факторов риска. Современные проблемы науки и образования. 2017;4]. URL:http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=26645 (15.10.2020)
  5. Pershukov IV, Batyraliev TA, Samko AN, et al. The reasons of development of restenosis inside the stent. International journal of interventional cardioangiology. 2004;6. (In Russ.). [Першуков И.В., Батыралиев Т.А., Самко А.Н. и др. Причины развития рестеноза внутри стента. Международный журнал интервенционной кардиоангиологии. 2004;6]. URL:https://cyberleninka.ru/article/n/prichiny-razvitiya-restenoza-vnutri-stenta (15.10.2020)
  6. Samko AN, Merkulov EV, Vlasov VM, Filatov DN. Restenosis: the reasons and machanisms of appearance in different types of endovascular treatment. Atherosclerosis and dyslipidemias. 2014;1. (In Russ.). [Самко А.Н., Меркулов Е.В., Власов В.М., Филатов Д.Н. Рестеноз: причины и механизмы развития при различных видах эндоваскулярного лечения. Атеросклероз и дислипидемии. 2014;1]. URL:https://cyberleninka.ru/article/n/restenoz-prichiny-i-mehanizmy-razvitiya-pri-razlichnyh-vidah-endovaskulyarnogo-lecheniya (15.10.2020)
  7. Germanova OA, Germanov AV, Germanov VA, et al. Extrasystoles: hemodynamical aspects and biomechanics of main arteries. Aspirantskiy Vestnik Povolzhiya. 2018;5-6:85-92. (In Russ.). [Германова О.А., Германов А.В., Германов В.А. и др. Экстрасистолия: гемодинамические аспекты и биомеханика магистральных артерий. Аспирантский вестник Поволжья. 2018;5-6:85-92]. doi: 10.17816/2072-2354.2018.18.3.85-92

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. The device for modeling of intra-arterial blood flow (fully assembled, ready-to-work).

Download (503KB)
3. Figure 2. An endoprosthesis installed in the tube.

Download (410KB)
4. Figure 3. The endoprosthesis in the tube, a conductor with a silk thread.

Download (466KB)
5. Figure 4. The silk thread movements in the tube with diaphragms and the endoprosthesis (the thread is installed proximally along the liquid flow).

Download (532KB)
6. Figure 5. The silk thread movements in the tube with diaphragms and the endoprosthesis (the thread is installed more distally along the liquid flow, a standing wave is registered).

Download (515KB)
7. Figure 6. The silk thread movements in the tube with diaphragms and the endoprosthesis (the thread is installed more distally along the liquid flow, a reflected wave is registered).

Download (544KB)

Copyright (c) 2021 Germanova O.A., Germanov V.A., Shchukin Y.V., Germanov A.V., Piskunov M.V., Burmistrov A.E., Yusupov R.Y., Galati G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».