Aterosklerotik plak oluşumunun engellenmesinde heparin konjuge seryum oksit nanopartiküller (cenps) ile modifiye stentlerin kullanımı

Genetik faktörlerden ve beslenme alışkanlıklarından etkilenen koroner arter rahatsızlıkları (CAD) geride bir dizi potansiyel ölümcül ve ciddi hastalık bırakmaktadır. CAD arasında ateroskleroz, myokardial enfarktüs ve angina gibi ciddi patolojik semptomlara neden olan kalp rahatsızlarının ana kaynağıdır. Kan akışındaki kolesterol, koroner arterlerin yüzeyinde biriktiğinde kan damar çapı daralır ve yüksek basınç üretir. Endotel yüzeyinde bu biriken kolesterolü içeren ateroma parçalanabilir, hatta anti-inflamatuar cevap aracılığıyla koroner arter platelet yapışması ile bloke edilebilir. Günümüzde, aterosklerozun tedavisinde anjioplasti sıklıkla kullanılmaktadır. Enfekte lezyon içerisine antitrombotik ajan yüklü stentin implantasyonu platelet agregasyonunu düzenlemek için keşfedilmiştir. Ancak uzun vadede stent implantasyonu düz kas hücrelerinin göçünü, tromboz ve restenoza neden olan ince tabakalar halinde ateromanın parçalanmasını uyarır. Spreyleme ya da elektroforetik biriktirme tekniği ile stent yüzeyinde sirolismusu kapsayan immunosupresif ilaçlar ya da antitrombotik ajanlar gibi sayısız ileri düzey stratejiye rağmen ilaç salan stentler (DES) önerilmektedir, bunların birkaçı efektiftir, stent restenozis ve trombozuna karşı ileri tekniklere olan ihtiyaç hala devam etmektedir. Stent yüzeyinin kaplanması, iç ve dış her iki yüzeyin kaplanması koroner arter anjioplasti konusunda çalışan biyomedikal bilim insanları tarafından yeni yeni keşfedilmeye başlanmıştır. Nanofiber, doku rejenerasyonu için yeni bir taşıyıcı olarak umut ışığı olmuştur. Çıplak metal stentleri ve ilaç salan stentleri içeren geleneksel yaklaşımlara kıyasla, nanofiberlerin sayısız avantajı bulunmaktadır: (1) nanofiber geniş yüzey alanı sunduğundan tüm yüzey nanofiber ile kaplanabilir, (2) türbülans kan akışı laminar akış ile yer değiştirebilir, nanofiber ile kaplanan stent restenoz ve plak oluşumunu engelleyen sürekli ve düz bir akış sağlar, böylelikle kardiyoloji tedavisinde temel prensip korunmuş olur. Son zamanlarda, pek çok çalışma seryum oksit nanopartiküllerin (CNPs) süperoksit oksidaz, katalaz ve fosfatazı içeren çoklu enzim özelliklerini taklit ettiğini rapor etmektedir. Çünkü bu enzimlerin birçoğu hücrelerdeki reaktif oksijen türlerinin ve oksijen derecesinin kontrolü için önem arz etmektedir. CNPs?in anti-inflamatuar, antiradyasyon, iskemik inmelerden korunma ya da dermal yaraların tedavisi gibi farklı uygulama alanları bulunmaktadır. Şunu önemle vurgulamak gerekir ki CNPs mezenşimal kök hücrelerin büyümesi, göçü ve farklılaşmasını da kontrol edebilmektedir. Ayrıca CNPs endotel hücrelerinin oksijen modülasyonu aracılığıyla anjiogenezisi uyarabilmektedir. Yukarıda verilen tüm bilgiler ışığında proje kapsamında ROS?a bağlı aterosklerozisin tedavisinde kullanılmak üzere literatürde daha önce benzerine rastlanmamış kombine bir stent modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Öncelikle stent yüzeyi PU ve PU/PC blendi ile kaplanarak, heparin konjuge CeNPs nano taşıyıcı sistemler hazırlanmış ve bu sistemler aracılığı ile vasküler stent yüzeyi modifiye edilmiştir. Hazırlanan bu yeni nesil vasküler stentin ROS birikimine etkisi, yüzeyinden heparin ve seryum salım profillerinin incelenmesi ve PU temelli modifiye stentin HUVEC hücre hattı kullanılarak yapılan in vitro deneylerinde modifikasyonun ortaya koyacağı başarının değerlendirilmesi bu projenin temel hedefini oluşturmaktadır.

Coronary artery diseases (CAD) triggered by genetic factors and feeding behaviours cause a disease with a serious and mortal. Among them, atherosclerosis is the main source of heart diseases, which cause serious pathological symptoms such as myocardial infarction and angina. While cholesterol in the bloodstream deposites onto the endothelial surface of coronary artery, the diameter of blood vessel narrows and then, develops a high pressure. Atheroma including of deposited cholesterol on the endothelial surface could be broken, and even, coronary artery is blocked by platelet adhesion through anti-infl ammatory response. Recently, angioplasty has been widely used for the treatment of atherosclerosis. The use of the stents coated with antithrombogenic agents into the infected lesion has been examined to regulate platelet aggregation. But, the stent implantation induced smooth muscle cell migration and the rupture of the atheroma, which causes thrombosis and restenosis in the long term. Although many advanced techniques including antithrombogenic agents such as Sirolismus or immunosuppressive drugs by spraydrying and electrophoretic deposition (EPD) techniques accomplished onto the surface of stents, drug-eluting stent (DES) have been proposed and some of them are effective. As a consequence, there still remains a need for developing of novel progressive methods. The surface coating of stents both the inside and the outside of metallic surface has attracted a little attention by bioengineers working about coronary artery angioplasty. Nanofiber could be performed as a novel carrier agent for tissue regeneration. The nanofibers have various advantages compared to traditional methods such as bare-metal stent (BMS) and drug-eluting stent (DES); the total surface area can be coated by nanofiber because these provide a greater surface area, (2) turbulent blood flow can changed with laminar flow, so the stent surface coated with nanofiber provides steady and smooth flow through which prevented a potential restenosis and plaque progression. The main principle in interventional cardiology is preserved by this way, Recently, many studies have reported that cerium oxide nanoparticles (CNPs) mimicked multiple enzyme properties such as superoxide oxidase, catalase, oxidase and phosphatase because these enzymes are important to control the oxygen and reactive oxygen species level in the cells. CNPs have various biomedical applications such as antiradiation, anti-inflammatory, ischemic stroke protection, and treatment of dermal wounds. It is highlighted that CNPs can control the growth, differentiation and migration of MSCs, and especially promote the angiogenesis through the acceleration of oxygen in endotehial cells. In consideration of all above mentioned informations, a combined stent modification, which did not report in the literature before, will be accomplished for the treatment of ROS-mediated-atherosclerosis. First, the surface of stents has been coated with PU or PU/PC blend, then these have been modified using heparine-conjugated CeNPs nanocarriers. The main goal of this study is to evaluate of the effect of prepared new generation stents on the ROS-accumulation, the release of cerium and heparine from the surface of nanocarriers, in vitro biocompatibility against human umbilical vein endothelial cell line (HUVEC).