Die Extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) ist ein Bridging-Verfahren zur temporären Übernahme der Lungen- und/oder der Kreislauffunktion. Sie kommt bei Patienten mit schweren kardialen oder pulmonalen Erkrankungen zum Einsatz. Während des ECMO-Betriebs besteht ein Blutfluss, welcher unphysiologische Scherraten aufweist. Hohe Scherraten induzieren eine Strukturänderung des von Willebrand Faktors (vWF) von einer Knäuel- hin zu einer Ketten-ähnlichen Konfiguration. Gerinnungsaktivierung trotz Gabe von Antikoagulantien ist die Folge. Diese Gerinnsel lagern sich am Pumpenrotor und an den Membranfasern an. Der Gastransfer und die Pumpleistung der ECMO werden reduziert, bis hin zum Ausfall des gesamten Systems.
Diese Arbeit ist Teil des DFG-geförderten Schwerpunktprogramms "Towards an Implantable Lung" (Projektnummer: 447721607). In Kooperation mit dem Universitätsklinikum Regensburg (Kliniken für Innere Medizin II, für Herz-, Thorax- und herznahe Gefäßchirurgie sowie für Anästhesiologie) und dem Labor für Biofluidmechanik der OTH Regensburg werden ECMO-Systeme nach Therapieende untersucht. Die Strömungsverhältnisse innerhalb der Blutpumpe und des MOs werden mittels Particle Tracking (PT) und Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) erfasst. Parallel dazu erfolgt eine Strömungsberechnung mittels Computational Fluid Dynamics (CFD). Anhand von μCT-Daten werden Clot-Formationen innerhalb des MOs dreidimensional lokalisiert. Ein Polymer-Einbettverfahren für MOs wird entwickelt, um histologische Untersuchungen des gesamten MOs zu ermöglichen. Ziel ist es, den Ursprung der Gerinnungsaktivierung zu lokalisieren. Dieses Wissen dient dem besseren Verständnis der komplexen Strömungs- und Gerinnungsphänomene in ECMO-Systemen und bildet eine Grundlage für zukünftige Optimierungen zur Erhöhung der Patientensicherheit.
