Intermittent negative pressure to improve peripheral blood flow – long term clinical effects and mechanisms of action

Siden 1930 -årene har intermitterende undertrykk (INP) blitt testet som et middel for behandling av vaskulære sykdommer. Nylig har litteraturen indikert at INP kan brukes til å redusere smerte og bedre sårheling hos pasienter med perifer arteriell sykdom (PAD), men den fysiologiske mekanismen bak disse kliniske fordelene er fortsatt uklar. Målet med denne studien var å evaluere de fysiologiske effektene av INP, spesielt vaskulær funksjon, i både frisk og syk fysiologi. INP ble påført underekstremiteten til PAD -pasienter som bruker FlowOx-enheten med et undertrykk på -40 mmHg i periodiske sykluser på 10 sekunder negativt trykk etterfulgt av 7 sekunder atmosfærisk trykk. Pasientene ble vurdert ved baseline, etter en INP-økt og etter opptil 8 uker med gjentatt INP-applikasjon. Vaskulær funksjon ble evaluert gjennom vurdering av blodperfusjon og endotelfunksjon ved bruk av fullfelt laserflekkekontrastavbildning. Systemiske effekter av INP på vaskulær funksjon ble testet ved å måle arteriell stivhet, spesielt forstørrelsesindeks og pulsbølgehastighet. Blodprøver ble samlet for å vurdere markører for inflammatorisk og oksidativt stress i blodet. Kliniske markører inkludert ankel-brachial indeks og smerte score ble også evaluert. Denne studien viste at etter en økt med INP -applikasjon, forbedres kutan blodperfusjon og endotelfunksjon lokalt på stedet for INP -applikasjon hos PAD -pasienter. Videre rapporterte pasientene en signifikant lavere smertescore etter opptil 8 uker med INP -applikasjon sammenlignet med baseline. Ingen andre signifikante funn ble registrert for andre vurderinger. Siden mikrovaskulær funksjon er alvorlig svekket hos pasienter med PAD, bør potensialet for å bruke INP som en ny behandlingsmodalitet for å forbedre mikrovaskulær sirkulasjon og funksjon, spesielt med fokus på å redusere smerte og bedre sårheling undersøkes videre.

This project has aided in uncovering the physiological mechanisms behind the clinical benefits seen in patients with peripheral arterial disease (PAD) with application of intermittent negative pressure. For Otivio, it is important to understand the physiological mechanisms underlying the clinical benefits which have been well documented previously in order to help determine which patients may benefit the most from treatment. The results from this study suggest that microvascular endothelial function significantly improves in PAD patients after one INP session. This result helps to explain the increases in blood flow observed in patients as well as wound healing and reduced ischaemic pain.

Peripheral arterial occlusive disease (PAOD) is a condition characterized by atherosclerotic occlusive disease of the arterial blood vessels to the lower extremities. As a result, all individuals with PAOD are at an enlarged risk of cardiovascular morbidity and mortality. The clogged arteries restrict blood flow to the leg muscles, leading to excruciating pain, cramping, or aching in the calves, thighs, or buttocks that appears during exercise and is relieved by rest. The options for treatment of PAOD include medical treatment or intervention/revascularization (endovascular or open reconstruction). Besides supervised exercise, which is a major treatment modality for patients with PAOD, there have been very few significant breakthroughs in the treatment of PAOD. Endovascular treatment and surgery of lesions above the level of the groin show good long-term results, while the results of intervention below the level of the groin are significantly lower. Additionally, significant proportions of patients have inoperable vascular disease because of co-morbidities such as cerebrovascular and coronary heart disease which contraindicate surgical intervention. Hence, there is an urgent need for new treatments. Otivio has developed a non-invasive method designed to increase blood flow to an extremity. Recently the company has together with partners documented short term improvement in blood flow in different types of patients. Some of these patients (cases) have used the device for several months and achieved significant improvement in their clinical condition. The aim of the present project is to better understand the physiological changes that are the basis for such clinical benefits.