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BayWISS-Kolleg Gesundheit www.baywiss.de

Projekte im Verbundkolleg Gesundheit

© eliola, Pixabay

Investigation of Shear Induced Clot Formation in Extracorporeal Membrane Oxygenation Using Particle Tracking and Computational Fluid Dynamics

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.

MITGLIED IM KOLLEG

seit

Betreuer Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg:

Prof. Dr.-Ing. Lars Krenkel

https://bfm.rcbe.de

Als Teil der Fakultät Maschinenbau der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH Regensburg) sowie des Regensburg Center of Biomedical Engineering (RCBE) und des Regensburg Center of Health Sciences and Technology (RCHST) sind im Lehr- und Forschungsgebiet Biofluidmechanik (BFM) die Kompetenzen der numerischen und experimentellen Strömungsmechanik konzentriert. Die Forschungsschwerpunkte liegen dabei grundsätzlich auf Strömungen in biologischen/medizinischen Systemen, wobei jedoch auch Themen aus der technischen Strömungsmechanik abgedeckt werden.

Forschungsschwerpunkte:

  •  numerische und experimentelle Strömungsmechanik
  • Strömungen in biologischen/medizinischen Systemen

 

Betreute Projekte:

Vorträge und Präsentationen

Kranz M., Wagner M., Krenkel L., Müller T., Lubnow M., Philipp A. und K. Lehle:

Clot Localization within Membrane Lungs using different Imaging Methods and Histological Clot Characterization as a way to prevent Thrombosis in Extracorporeal Membrane Oxygenation, EuroELSO Congress 2023, Extracorporeal Life Support Organization (ELSO), Lisbon, Portugal, 26.-29- April 2023.

Michael Kranz

Michael Kranz

Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg

Koordination

Treten Sie mit uns in Kontakt. Wir freuen uns auf Ihre Fragen und Anregungen zum Verbundkolleg Gesundheit.

Dr. Sabine Fütterer-Akili

Dr. Sabine Fütterer-Akili

Koordinatorin BayWISS-Verbundkolleg Gesundheit und BayWISS-Verbundkolleg Economics and Business

Universität Regensburg
Zentrum zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses
Universitätsstraße 31
93053 Regensburg

Telefon: +49 941 9435548
gesundheit.vk@baywiss.de

Claudia Le Floc'h

Koordinatorin BayWISS-Verbundkolleg Gesundheit und BayWISS-Verbundkolleg Economics and Business

Universität Regensburg
Zentrum zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses
Universitätsstraße 31
93053 Regensburg

Telefon: +49 941 9435548
gesundheit.vk@baywiss.de