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In vitro comparison of three percutaneous atrial septal defect closure devices for endothelialisation and haemocompatibility - 25/07/20

Comparaison de l’endothélialisation et de l’hémocompatibilité de trois dispositifs de fermeture percutanée de communications interauriculaires

Doi : 10.1016/j.acvd.2020.03.022 
Yael Levy a, 1, , Zakaria Jalal a, b, c, 1, Audrey Aussel d, e, f, Noélie B. Thebaud d, e, f, Martine Renard g, Reine Bareille d, e, Jean Ripoche d, e, Marlène Durand g, Jean-Benoit Thambo a, b, c, Laurence Bordenave d, e, f, g
a Department of Paediatric and Adult Congenital Cardiology, Bordeaux University Hospital (CHU), 33600 Pessac, France 
b IHU Liryc, Electrophysiology and Heart Modelling Institute, Fondation Bordeaux Université, 33600 Pessac, France 
c Centre de Recherche Cardio-Thoracique de Bordeaux, U1045, INSERM, 33000 Bordeaux, France 
d Université de Bordeaux, 33000 Bordeaux, France 
e Bioingénierie Tissulaire, U1026, INSERM, 33000 Bordeaux, France 
f CHU de Bordeaux, 33000 Bordeaux, France 
g CIC 1401, CHU de Bordeaux, 33000 Bordeaux, France 

Corresponding author at: Bordeaux University Hospital, avenue Magellan, 33600 Pessac, France.Bordeaux University Hospitalavenue MagellanPessac33600France
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Saturday 25 July 2020
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Graphical abstract

Central illustration. Endothelial progenitor cell (EPC) extraction, culture and characterisation, and adhesion, proliferation and haemocompatibility testing on three devices. ASD: atrial septal defect; NS: not significant; PC: positive control.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Summary

Background

Percutaneous device closure of atrial septal defect (ASD) is the gold-standard treatment, but several delayed complications may occur as a result of incomplete device endothelialisation.

Aims

In this in vitro study, we compared three ASD closure devices [Nit-Occlud® ASD-R (device 1); Hyperion™ ASDO (device 2); and Amplatzer™ Septal Occluder (device 3)] in terms of the endothelialisation process, using human endothelial progenitors cells (EPCs), and haemocompatibility.

Methods

EPCs from umbilical cord blood were extracted, cultured and characterised. Device samples were seeded with 100,000 cells/cm2. EPC adhesion was investigated at 3 and 24hours, and EPC proliferation was monitored, which allowed longitudinal follow-up (days 1–12). Haemocompatibility of device samples was assessed using a complement C3a assay and platelet and coagulation activation.

Results

With regard to EPC adhesion and proliferation, no statistically significant differences were found between the three devices. We observed for each device a significant time-dependent EPC proliferation, appearing at day 8 for devices 2 and 3 and day 10 for device 1. No complement or platelet activation occurred within 15minutes of contact with devices. However, there was minimal activation of coagulation for the three devices.

Conclusions

In this in vitro study we showed that, despite the three ASD occluders having different device designs and coatings, adhesion and proliferation of human endothelial cells was similar for all devices. This should be further confirmed by similar studies including shear stress forces and anti-thrombotic treatments.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Contexte

La fermeture percutanée des communications interauriculaires (CIA) constitue actuellement le traitement de référence. Néanmoins, plusieurs complications tardives peuvent survenir, liées à une endothélialisation incomplète du dispositif.

Objectifs

Dans cette étude in vitro, nous avons comparé l’hémocompatibilité et l’endothélialisation de trois dispositifs de fermeture percutanée de CIA (Nit-Occlud® ASD-R [dispositif 1], Hyperion™ ASDO [dispositif 2] et Amplatzer™ Septal Occluder [dispositif 3]), en utilisant des cellules endothéliales (CE) issues de progéniteurs endothéliaux humains (CEPEH).

Méthodes

Les CEPEH, issues du sang de cordon ombilical, ont été extraites, cultivées et caractérisées. Les échantillons de chaque prothèse ont été ensemencés avec 100 000 cellules/cm2. L’adhésion des CEPEH a été étudiée à 3 et 24heures. Leur prolifération a été évaluée dans le temps (du premier jour à jour 12). Trois tests d’hémocompatibilité ont été réalisés : le dosage du complément, le test d’activation plaquettaire et de la coagulation.

Résultats

Aucune différence significative n’a été constatée entre les trois prothèses en termes d’adhésion et de prolifération. Toutefois, il existait une prolifération significative temps-dépendante des CE, apparaissant à jour 8 (prothèses 2 et 3) et à jour 10 (prothèse 1). Aucune activation du complément ou des plaquettes ne s’est produite. Cependant, il existait une activation de la coagulation pour les trois prothèses.

Conclusions

Dans cette étude in vitro, nous avons montré que, malgré un design et un revêtement de surface différents, l’adhésion et la prolifération des CEPEH étaient comparables pour chacune des trois prothèses étudiées. Cette étude devra être confirmée par des études similaires incluant des contraintes de cisaillement et des traitements antithrombotiques.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Heart septal defect, Catheterisation, Nitinol, Endothelialisation, Haemocompatibility

Mots clés : Communication interauriculaire, Cathétérisme cardiaque, Nitinol, Endothélialisation, Hémocompatibilité

Abbreviations : ASD, AU, CO2, EPC, PPP, PTT


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