Wie Blutzellen sich verformen und erholen, wenn sie durch winzige Kanäle wandern

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Bluttests im Labor werden häufig durchgeführt, indem die Proben durch kleine Kanäle gezwungen werden.

Wenn die Kanäle sehr klein sind, wie in mikrofluidischen Geräten, werden die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) deformiert und entspannen sich nach dem Verlassen des Kanals wieder in ihre ursprüngliche Form.

Die Art und Weise, wie die Verformung und Relaxation erfolgt, hängt sowohl von den Fließeigenschaften als auch von den mechanischen Eigenschaften der äußeren Membran der Zelle ab.In der dieswöchigen Ausgabe der Zeitschrift Biomicrofluidics wird über eine Methode zur Charakterisierung der Formerholung gesunder menschlicher Erythrozyten berichtet, die durch einen mikrofluidisch verengten Kanal fließen.

Diese Untersuchung ergab eine Kopplung zwischen den mechanischen Eigenschaften der Zelle und den hydrodynamischen Eigenschaften der Strömung.

Darüber hinaus könnte die Methode zwischen gesunden und mit dem Malariaparasiten infizierten Erythrozyten unterscheiden.

Dies deutet auf eine mögliche neue Technik zur Diagnose der Krankheit hin.Das mikrofluidische Gerät bestand aus einem schmalen Kanal, der von einer Reihe von sägezahnförmigen, breiteren Bereichen durchsetzt war.

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Eine Lösung von RBCs wird durch das System gepumpt, indem von einem Ende Druck ausgeübt wird.

Während die Zellen durch den Kanal wandern, werden sie mit einem Mikroskop beobachtet.

Die Bilder werden mit einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen und zur Analyse an einen Computer geschickt.Wenn ein RBC in einen engen Kanal eintritt, nimmt es eine Fallschirm-ähnliche Form an.

Wenn es in einen weiten Bereich austritt, dehnt es sich in Strömungsrichtung aus, bis es auf die nächste Verbreiterung trifft und durch die Strömung wieder gedehnt wird.Am endgültigen Austritt wurden zwei unterschiedliche Formerholungsverhalten beobachtet, abhängig von der Fließgeschwindigkeit und der Viskosität des Mediums.

Bei hoher Fließgeschwindigkeit und Viskosität werden die Zellen bei ihrem letzten Austritt aus dem Kanal gedehnt und nehmen dann wieder ihre ursprüngliche Form an.

Bei geringerer Geschwindigkeit und Viskosität wird die Fallschirm-ähnliche Form jedoch direkt beim Ausstieg wieder hergestellt.Die Ermittler fanden heraus, dass die hydrodynamischen Bedingungen, bei denen der Übergang zwischen diesen beiden unterschiedlichen Erholungsverhaltens auftritt, von den elastischen Eigenschaften der….

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