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Structural degradation of a rotational atherectomy burr following treatment of a massively calcified coronary lesion: Insights from scanning electron microscopy - 20/08/26

Dégradation structurelle d’une fraise d’athérectomie rotationnelle après traitement d’une lésion coronaire massivement calcifiée : apport de la microscopie électronique à balayage

Doi : 10.1016/j.ancard.2026.102057 
P. Barsoum a, , D. Bazin b, B. Grine a, R. Geha a, F. Walylo a, H. Colboc c, d
a Service de Cardiologie, Centre Hospitalier Robert-Ballanger, boulevard Robert-Ballanger, 93600 Aulnay-sous-Bois, France 
b CNRS, IPC, Ba340, Université Paris XI, 91405 Orsay, France 
c Service Plaies et Cicatrisation, Hôpital Rothschild, Sorbonne Université, Paris, France 
d UMR_S 1155, Sorbonne Université-UPMC Paris 06, 75020 Paris, France 

Corresponding author.
Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Thursday 20 August 2026

Abstract

Background

Rotational atherectomy is an established strategy for the treatment of severely calcified coronary lesions. Although reduced burr efficiency is not uncommon during complex procedures, the structural changes responsible for this phenomenon have not been investigated following rotational atherectomy of native coronary lesions.

Case

In a patient undergoing rotational atherectomy for a massively calcified native coronary lesion, we encountered failure of the burr to cross the lesion despite preserved rotational speed. Macroscopic examination suggested surface alteration of the burr. Replacement with a new burr resulted in immediate lesion crossing. To investigate the underlying mechanism, the surface of a new burr was compared with that of a clinically used burr using high-resolution field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM).

Findings

FE-SEM demonstrated marked thinning of the cobalt binding matrix and multiple cavities indicating loss of diamond particles. In contrast, the remaining exposed diamond particles showed no obvious structural damage. These observations indicate that progressive degradation of the cobalt matrix, rather than damage of the diamond particles themselves, is the most likely mechanism responsible for reduced abrasive performance of the rotational atherectomy burr.

Conclusions

This report provides the first ultrastructural evidence of rotational atherectomy burr degradation following treatment of a severely calcified native coronary lesion. FE-SEM provides novel mechanistic insight into the progressive loss of the burr's abrasive performance, offering a plausible explanation for a situation frequently encountered by interventional cardiologists in which plaque modification becomes ineffective. Recognition of this mechanism may help operators identify burr wear and consider its replacement.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Contexte

L’athérectomie rotationnelle constitue une technique de référence pour le traitement des lésions coronaires sévèrement calcifiées. Bien qu’une perte de performances de la fraise ne soit pas rare au cours des procédures complexes, les modifications structurelles responsables de ce phénomène n’ont jamais été étudiées après athérectomie rotationnelle de lésions coronaires natives.

Cas clinique

Chez un patient traité par athérectomie rotationnelle pour une lésion coronaire native massivement calcifiée, nous avons rencontré un échec de franchissement de la fraise malgré une vitesse de rotation préservée. L’examen macroscopique suggérait une altération de la surface de la fraise. Son remplacement par une fraise neuve a permis le franchissement immédiat de la lésion. Afin d’étudier le mécanisme de dégradation, la surface d’une fraise neuve a été comparée à celle d’une fraise utilisée en pratique clinique par microscopie électronique à balayage de dernière génération.

Résultats

La microscopie électronique à balayage a mis en évidence un amincissement marqué de la matrice de cobalt, associé à de multiples cavités témoignant de la perte de particules de diamant. À l’inverse, les particules de diamant encore exposées ne présentaient pas d’altération morphologique évidente. Ces observations suggèrent que la dégradation progressive de la matrice de cobalt, plutôt qu’une altération des particules de diamant elles-mêmes, constitue le mécanisme le plus probable de diminution des performances abrasives de la fraise.

Conclusions

Ce travail apporte la première démonstration ultrastructurale de la dégradation d’une fraise d’athérectomie rotationnelle après traitement d’une lésion coronaire native sévèrement calcifiée. La microscopie électronique à balayage fournit un nouvel éclairage mécanistique sur la diminution de performance abrasive de la fraise, situation fréquemment rencontrée par les cardiologues interventionnels et dans laquelle la modification de plaque devient inefficace. La reconnaissance de ce mécanisme pourrait aider les opérateurs à identifier l’usure de la fraise et à envisager son remplacement.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Rotational atherectomy, Coronary artery calcification, Field-emission scanning electron microscopy, FE-SEM, Burr wear, Cobalt binding matrix, Diamond particles, Percutaneous coronary intervention

Mots clés : Athérectomie rotationnelle, Calcification coronaire, Microscopie électronique à balayage, Usure de fraise, Matrice de cobalt, Particules de diamant, Intervention coronaire percutanée


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