Повреждение крови под действием напряжения сдвига при ламинарном течении Куэтта

Искусственные органы, контактирующие с кровью, обычно вызывают повреждение крови вследствие течения, прежде всего гемолиз эритроцитов. Известно, что выраженность повреждения зависит от сил сдвига и времени воздействия. Цель исследования — установить связь между этими характеристиками потока и фактическим гемолизом. Для этого разработали устройство Куэтта. Кровь отделяли от вторичных внешних факторов повреждения с помощью уплотнения на основе фторуглеродного материала. Скорость сдвига в зазоре регулировали частотой вращения внутреннего цилиндра, а время воздействия — объёмом крови, прокачиваемой через устройство в осевом направлении за единицу времени. Повреждение крови оценивали по индексу гемолиза (IH), рассчитанному на основании фотометрического измерения концентрации гемоглобина в плазме. Эксперименты проводили при времени воздействия texp от 25 до 1250 мс и напряжении сдвига τ от 30 до 450 Па; течение оставалось свободным от вихрей Тейлора. В широком диапазоне напряжений сдвига и времени воздействия повреждение крови было очень небольшим. Однако при напряжении сдвига τ ≥ 425 Па и времени воздействия texp ≥ 620 мс наблюдалось значимое увеличение повреждения крови. Максимальное значение гемолиза в исследованном диапазоне составило IH = 3,5%. В целом полученные показатели повреждения крови были ниже, чем в ранее опубликованных исследованиях с сопоставимыми устройствами. Измерения указывают на скорее резкое, то есть возникающее при достижении критических значений напряжения сдвига и времени воздействия, а не постепенное увеличение гемолиза — по крайней мере, в исследованном диапазоне этих параметров.