体外循环器械内红细胞疲劳溶血及机械损伤修复研究
潘云帆1, 2, 3,*
1福州大学医工交叉研究院 2清华大学机械工程系 3哈佛大学医学院
* Email: panyf@fzu.edu.cn
体外循环器械(如体外膜肺氧合)在临床治疗中发挥着重要作用,然而血液与器械界面间的持续生物摩擦作用易导致溶血,进而引发急性肾损伤、心力衰竭等严重并发症。针对这一细胞与材料界面的摩擦学问题,本研究设计了红细胞摩擦微流控观测系统,揭示了在循环界面摩擦力作用下红细胞形态演变规律,阐明了机械摩擦对红细胞疲劳损伤的影响模式。此外,提出了一种疲劳红细胞界面机械损伤修复策略,通过模拟和观测细胞骨架的延伸行为,建立了红细胞结构修复的临界阈值判据,并利用荧光示踪技术揭示了红细胞膜与细胞骨架的修复机理。本研究阐明了红细胞在低应力、高频界面摩擦下疲劳溶血机理,更为未来血泵、人工瓣膜等植介入器械的表面改性、血液相容性提升及抗损伤界面设计提供了重要的理论依据和新思路。
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