Experimentelle und numerische Evaluierung thrombosegefährdeter Bereiche in Herzklappenprothesen

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Die Thrombosierung von medizinischen Implantaten, insbesondere Herzklappenprothesen, ist trotz medikamentöser Therapie die häufigste komplikationsbedingte Herausforderung. Die Ursachen strömungsinduzierter Thrombose sind bislang unzureichend verstanden, was die Entwicklung effektiver Beurteilungsmethoden erschwert. Eine gezielte experimentelle und numerische Evaluierung der lokalen Thromboseneigung von Herzklappenprothesen könnte hier Abhilfe schaffen. Da es an adäquaten experimentellen Methoden mangelt, wurde ein Kreislaufsimulator für Herzklappen (THIA3) sowie eine Methodik zur In-vitro-Untersuchung initialer Thrombosierung entwickelt und validiert. Diese Methodik ermöglicht eine reproduzierbare Thrombosierung der getesteten Prothesen innerhalb von vier Stunden, wobei die Validität durch den Vergleich mit Tierversuchen und Literaturdaten belegt wurde. Für die Korrelation thrombogener Strömungen wurden numerische Simulationen an zwei Herzklappenprothesen in Aortenposition durchgeführt und mittels Particle Image Velocimetry (PIV) validiert. Die hydrodynamischen Randbedingungen und Klappenbewegungen wurden aus Experimenten im THIA3 abgeleitet. Die Ergebnisse zeigen eine gute Korrelation hinsichtlich der Thrombogenität für beide Klappen und belegen, dass die Methode eine vielversprechende Evaluierungsmöglichkeit der lokalen Thromboseneigung in Herzklappen bietet, die wertvolle Informationen für das Design neuer Klappenprothesen