Сравнительное изучение кинетики свертывания крови и тромбообразования реологическими и электрореологическими методами

УДК 616.151.4:57.013

  • Надя Младенова Антонова Институт механики Болгарской академии наук; Болгария, 1113 София, ул. академика Георгия Бончева, блок 4;
  • И.М. Иванов Институт механики Болгарской академии наук; Болгария, 1113 София, ул. академика Георгия Бончева, блок 4;
  • У.Б. Виндбергер Центр биомедицинских исследований, Медицинский университет Вены; Австрия, 1090 Вена, Borschkegasse, 8a
  • В.К. Паскова Институт механики Болгарской академии наук; Болгария, 1113 София, ул. академика Георгия Бончева, блок 4;
Ключевые слова: кинетика тромбообразования in vitro, вязкость, удельная электрическая проводимость, вязкоупругость, модуль сохранения (упругий модуль) и модуль потерь, нормальная сила

Аннотация

Резюме. Цель исследования: изучить механизмы формирования и тромбодинамические свойства кровяного сгустка при тромбообразовании in vitro и представить сравнительное исследование кинетики тромбообразования с помощью реологических и электрореологических методов в условиях постоянного и осциллирующего сдвигового вискозиметрического течения; оценить свертывание цельной и консервированной крови, ее вязкоупругие свойства и влияние фибриногена и декстранов на формирование сгустка. Материалы и методы. Вязкость и удельную электропроводимость нормальной и консервированной с CPD-A1-адениновым раствором крови измеряли ротационным вискозиметром Low Shear 30 Contraves (LS30) с коаксиальными цилиндрами и копией измерительной системы MS1/1 со встроенными электродами (разработана на базе LS30) в условиях постоянного сдвигового потока и в электрическом поле. Вязкоупругие свойства нормальной цельной крови исследовали с помощью реометра Physica MCR 301 (Anton Paar, Austria) в условиях осциллирующего синусоидального потока. Результаты. Представлены результаты кинетики динамической вязкости и удельной электропроводимости консервированной крови в процессе коагуляции в условиях постоянного сдвигового потока и в электрическом поле. Исследованы вязкоупругие свойства цельной крови в условиях синусоидального осциллирующего вискозиметрического течения и представлены зависимости упругого модуля G' (storage modulus) и модуля потерь G'' (loss modulus), а также нормальных сил как функция времени при свертывании. Приводятся данные эффекта фибриногена и декстрана на упругий модуль G' и на модуль потерь G'' цельной крови в процессе коагуляции. Заключение. В условиях вискозиметрического течения при низких скоростях сдвига кинетика тромбообразования характеризутся начальным этапом постепенного увеличения кажущейся вязкости и уменьшения удельной электропроводимости крови и периодом интенсивной коагуляции, характеризирующимся экспоненциальным ростом вязкости и параллельным уменьшением удельной электропроводимости исследуемого образца. Установлено, что коагулирующяя цельная кровь обладает нелинейными вязкоупругими свойствами. Кинетика образования сгустка в условиях осциллирующего вискозиметрического течения крови характеризуется увеличением упругого модуля G' и модуля потерь G'' со временем. Одновременно зарегистрирована и отрицательная нормальная сила исследуемого образца в зазоре между пластинами при постоянной толщине зазора. Повышение содержание фибриногена ускоряет коагуляцию и увеличивает значения упругого модуля G' и модуля потерь G'', а также и нормальной силы коагулирующей цельной крови.

Литература

  1. Kaibara M. Rheology of blood coagulation. Biorheology. 1996;33(2):101–17. DOI: 10.1016/0006–355X(96)00010–8.
  2. Riha P., Stoltz J.F. Coagulation and hemorheology. Clin Hemorheol Microcirc. 1997;17(4):251–9.
  3. RihaP.,LiaoF.,StoltzJ.F.Theeffectofrouleauxformationonblood coagulation. Clin Hemorheol Microcirc. 1997;17(4):341–6.
  4. Riha P., Wang X., Liao R., Stoltz J.F. Elasticity and fracture strain of blood clots. Clin Hemorheol Microcirc. 1999;21(1):45–9.
  5. Evans P.A., Hawkins K., Williams P.R. et al. Rheometry and associated techniques for blood coagulation studies. Med Eng Phys. 2008;30(6):671–9. DOI: 10.1016/j.medengphy.2007.08.005.
  6. Antonova N. Rheological aspects of the kinetics of blood coagulation. In: Proceedings of the Balkan Seminar on Rheology and 9th National Rheology Workshop. Sofia, Bulgaria, 2001. 172–9.
  7. Antonova N. Rheological coagulation test of blood and viscoelasticity of blood clots. In: Proceedings of the 9th National Congress on Theoretical and Applied Mechanics. Varna, Bulgaria, 2001. 136–41.
  8. Антонова Н. Реологические аспекты свертывания и времязависящие свойства крови в процессе консервации. Тромбоз, гемостаз и реология. 2002;(3):46–9.
  9. Ivanov I. Observations on the blood electrical conductivity changes at coagulation and under flow. In: Proceedings of 2nd Eurosummer School on Biorheology & Symposium on Micro-Mechanobiology of Cells, Tissues and Systems. Varna, Bulgaria, 2006. 77–80.
  10. Windberger U., Dibiasi Ch., Lotz E.M. et al. The effect of hematocrit, fibrinogen concentration and temperature on the kinetics of clot formation of whole blood. Clin Hemorheol Microcirc. IOS Press. 2020;75(4):431–45. DOI: 10.3233/CH-190799.
  11. Windberger U., Stoiber B., Pöschl C., van den Hoven R. A comparative approach to measure elasticity of whole blood by small amplitude oscillation. Rheology: Open Access. 2017;1(1):1000103.
  12. Alexandrova A., Antonova N., Konstantinova E.E. et al. Investigation of the kinetics of coagulation and morphological observations of blood clot formation. Series on Biomechanics. 2017;31(4):34–42.
  13. Антонова Н., Александрова А., Константинова Е.Э. и др. Сравнительное исследование тромбообразования с использованием реологических, электрореологических методов и атомно-силовой микроскопии. Сборник докладов ХIII Международной конференции «Методологические аспекты сканирующей зондовой микроскопии». Минск: Белорусская наука, 2018. 241–6. Режим доступа: http://www. itmo.by/pdf/byspm2018/Sbornik_2018_bypsm.pdf. [Дата доступа: 31.01.2020].
  14. Alexandrova A., Antonova N., Kyulavska M. et al. Hemorheological and atomic force microscopy studies on the experimental clot formations in patients with type 2 diabetes mellitus. Series on Biomechanics. 2018;32(3):63–73.
  15. Antonova N., Riha P., Zlatev R., Ivanov I. Experimental relationships between the blood conductivity and blood rheological properties. 3rd European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering. Prague, Czech Republic, 2005. IFMBE Proceedings Series. 2005;11(1):4247–52.

Биографии авторов

Надя Младенова Антонова , Институт механики Болгарской академии наук; Болгария, 1113 София, ул. академика Георгия Бончева, блок 4;

Антонова Надя Младенова — к. т. н., профессор, кафедра биомеханики, Институт механики БАН. E-mail: antonova@imbm.bas.bg. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1707-0235.

И.М. Иванов , Институт механики Болгарской академии наук; Болгария, 1113 София, ул. академика Георгия Бончева, блок 4;

Иванов И.М. — кандидат наук по биомеханике, ведущий ассистент, кафедра биомеханики, Институт механики БАН. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7519-9657.

У.Б. Виндбергер , Центр биомедицинских исследований, Медицинский университет Вены; Австрия, 1090 Вена, Borschkegasse, 8a

Виндбергер У.Б. — кандидат наук по ветеринарной медицине, доцент, Центр биомедицинских исследований, Медицинский университет Вены. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5800-9089.

В.К. Паскова , Институт механики Болгарской академии наук; Болгария, 1113 София, ул. академика Георгия Бончева, блок 4;

Паскова В.К. — кандидат наук по биомеханике, ассистент, кафедра биомеханики, Институт механики БАН. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1398-5614.

Ключевые слова

кинетика тромбообразования in vitro, вязкость, удельная электрическая проводимость, вязкоупругость, модуль сохранения (упругий модуль) и модуль потерь, нормальная сила

Опубликован
2020-12-08
Раздел
Оригинальные исследования