Turbulenz und Blutschädigung: In-vitro Untersuchung der turbulenzinduzierten Hämolyse in einem Taylor-Couette-System

Ziel des Projektes ist es, durch turbulente Mechanismen verursachte Blutschädigung zu untersuchen und zu quantifizieren. 

Mit einem neuen experimentellen Modell, einem turbulenzerzeugenden Taylor-Couette-System (TCS) mit zwei gegenläufig rotierenden Zylindern, soll die Blutschädigung experimentell untersucht werden. In diesem TCS können der Innenzylinder und der Außenzylinder unabhängig voneinander rotieren. Wenn sich beide Zylinder mit einer bestimmten Drehzahlkombination gegenläufig drehen, entsteht im Spalt eine gleichförmige turbulente Strömung. Insbesondere kann im gleichen Gerät bei geeigneter Wahl der Rotationsgeschwindigkeiten beider Zylinder eine laminare Strömung mit gleicher mittlerer Scherrate, wie sie in den turbulenten Bereichen vorherrscht, erzeugt werden. Damit kann die Blutschädigung durch turbulente Effekte mit der Blutschädigung durch die vielfach untersuchten laminaren Strömung verglichen werden. Die Strömung wird experimentell durch eine zwei-Geschwindigkeitskomponenten LDA Messung in einem Blutersatzfluid untersucht. 

Die charakteristischen Turbulenzgrößen werden in Abhängigkeit der Drehzahlen ermittelt und der Einfluss von Strömungszustand, Turbulenzintensität und Einwirkzeit auf diese Turbulenzgrößen wird untersucht. Weiterhin wird die Streuung der gemessenen Parameter untersucht. Hierfür werden zunächst Blutproben von Tieren und anschließend gesunden Probanden in den Spalt des TCS eingebracht und mit gängigen Methoden untersucht. 

Anschließend soll ein Zusammenhang zwischen Blutschädigung mit den turbulenten Strömungsgrößen analysiert werden.