摘要
机械循环支持装置使用过程中出现的胃肠道出血是一种严重的临床并发症，其产生与血管性血友病因子(von Willebrand Factor，VWF)的功能降低有关。VWF是一种与凝血相关的血浆蛋白，其功能的降低主要表现为高分子量VWF的降解。国内外学者对于机械循环支持装置导致的VWF损伤进行了诸多研究，大多聚焦于造成损伤的力学因素。然而，除力学因素外，VWF损伤还可能受到界面因素的影响。本课题采用实验研究、数值模拟等方法，考虑力学因素和界面因素的综合作用，研究流动状态下材料表面微结构对VWF损伤的影响，主要研究内容及结果如下: (1)研究剪切流动条件下不规则的材料表面微结构即粗糙度对VWF损伤的影响。结果表明，综合考虑红细胞损伤以及VWF损伤的情况，若要最大限度地减少VWF损伤，机械循环支持装置内部材料表面粗糙度Ra值应小于0.4μm。此外，研究还表明高分子量VWF的降解与VWF瑞斯托霉素辅因子活性降低之间存在一致性。 (2)研究剪切流动条件下规则的材料表面微结构特征参数高宽比对VWF损伤的影响。结果表明，高宽比超过一定范围的材料表面微结构能显著降低VWF损伤。此外，剪切应力只是VWF损伤过程中的一个诱导因素，真正导致VWF损伤的必要前提是VWF的粘附，减少V盯在材料表面的粘附能够很好的降低VWF损伤。因此，在设计机械循环支持装置内部材料表面时，可以考虑在不明显增加剪切应力的情况下，在局部构建具有一定高宽比的微结构。 (3)研究剪切流动条件下规则的材料表面微结构分布对VWF损伤的影响。结果表明，随着材料表面微结构排布的加密，材料表面朝疏水性方向发展，VWF损伤也随之明显减少。因此，在设计机械循环支持装置内部材料表面时，可以考虑增加一定排布密度的微拓扑结构布局来改变材料表面的亲疏水性，进而达到减少VWF损伤的目的。 研究结果为全面评估力学因素和界面因素造成的VWF损伤提供了重要参考，也为机械循环支持装置的优化设计提供了除结构优化之外的新思路。
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