Erfassung der makroskopischen Strömungseigenschaften und zellulären Migration der Blutströmung im Couette-System mittels Xenon-NMR-Flussbildgebung und -Spektroskopie

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Das geplante Vorhaben soll die Grundlage für die Entwicklung von Untersuchungsmethoden zur quantitativen Bestimmung hämolytischer und thrombogener Eigenschaften blutführender Systeme, wie Blutpumpen und Herzklappenprothesen, in der Medizintechnik schaffen. Bisher können die Auswirkungen unterschiedlicher Belastungszustände in solchen Systemen auf das Organ Blut nur indirekt durch experimentelle Schädigungsanalysen bezogen auf das Gesamtsystem nachgewiesen werden. Eine direkte Erfassung mechanisch induzierter Blutschädigung durch lokale Spannungsspitzen und deren Folgen ist bisher nicht möglich. Die Korrelation zwischen lokaler Zellbelastung und daraus resultierender Schädigung erfordert jedoch detaillierte Kenntnisse sowohl über die makroskopischen Strömungseigenschaften biomedizinischer Systeme als auch die mikroskopische Zellmigration und -interaktion innerhalb der Blutströmung. Hier setzt das geplante Vorhaben an, um einen Beitrag zum besseren Verständnis der zellulären Blutströmung zu leisten. In einem Modellsystem für zeitkonstante Belastungen (Couette-Apparatur) wird unter definierten Bedingungen die Rheologie von Blut untersucht. Dabei soll sowohl eine makroskopische als auch eine mikroskopische Analyse der Blutströmung mittels Magnetischer-Kern-Resonanz-Flussbildgebung und -Spektroskopie in 7-Tesla-Magnetfeldern mit in Blut gelöstem, hyperpolarisiertem Xenon erfolgen.