Untersuchung der Adhäsion von Thrombozyten mittels Partikelsimulation und mikrofluidischer Experimente

Die Wandschubspannung stellt eine wesentliche Einflussgröße für die Adhäsion von Thrombozyten in Blutströmungen dar. Jüngste Erkenntnisse zeigen, dass die strömungsbedingte Änderung der Thrombozytenadhäsion maßgeblich an der Initiierung von Gefäßerkrankungen, wie beispielsweise der Atherosklerose, beteiligt ist. Gegenstand der Arbeit ist die experimentelle und numerische Untersuchung der Thrombozytenadhäsion unter physiologischen Scherbedingungen. Der in einer Flusskammer beobachtete Zusammenhang aus der eingestellten Wandscherrate und der resultierenden Adsorption an einer Oberfläche, weist auf eine nichtlineare Änderung der Adhäsion hin. Ein phänomenologisches Modell bildet dieses Verhalten in den Längenskalen einzelner Thrombozytenkontakte ab. Zur besseren Beobachtbarkeit wird die Interaktion der Thrombozyten untereinander, sowie mit der Wand generisch nachgebildet und Parameterstudien in einem numerischen Versuchsaufbau durchgeführt. Hierzu wird die Bewegung und der Kontakt der Thrombozyten im Wandbereich mit Hilfe von Langrangen Partikelberechnungsmethoden berechnet. In verallgemeinerter Form werden die Ergebnisse der numerischen Untersuchung mit den experimentellen Ergebnissen zusammengeführt. Das entstandene Modell beschreibt die Adsorption von Thrombozyten abhängig von einer Wandscherrate. Eine Validierung des Adsorptionsmodells erfolgt mithilfe experimenteller Ergebnisse. Die Arbeit betrachtet den Einfluss der Wandscherrate auf die Thrombozytenadhäsion und beschreibt die Beobachtungen aus einer kontinuumsmechanischen Perspektive. Hierdurch werden die Anlagerung und der Abtrag von Thrombozyten in beliebigen Strömungssituationen visualisiert. Anhand von Literaturdaten einer Kugelumströmung wird die Funktionsfähigkeit des Modells aufgezeigt.