红细胞在微通道中流动变形特征及医工应用

目的红细胞在储存过程或长周期循环挤压下会出现疲劳损伤,影响微循环血流动和输血疗效。探究典型疲劳损伤过程对红细胞几何形态、流动变形性能动态影响规律,为提高红细胞的输注疗效提供理论支撑。方法基于微管吮吸技术研究红细胞的几何特征(表面积、体积、球形度等)和力学性能(膜剪切模量和弯曲模量等),利用微流控芯片技术观察红细胞的流动变形特征,利用扫描电镜对红细胞膜表面形态进行成像并识别其细胞骨架结构。结果长周期循环挤压会对红细胞膜微结构造成影响,并进一步影响红细胞的几何形态(球形度增加、棘形/球形红细胞增多),致使其流动变形性能下降。通过系统分析红细胞在典型机械疲劳过程中的几何形态、力学性能和流动变形动态变化规律,探究了红细胞膜微观结构损伤对其力学及流动性能的跨尺度力学影响机制。结论明确了典型疲劳进程对红细胞质量变化及其对微循环过程的影响,为临床提高输血效果及降低输血相关的不良反应提供理论指导。