Pomiary płynności i mikrolepkości elementów morfotycznych krwi u osób ze sztuczną zastawką serca

• Autorzy: Szyller-Tracz M. , Żakowska I. , Jóźwik K.

Warianty tytułu

EN

Measurements of fluidity and microviscosity of morphotic elements of patients with an artificial heart valve

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Warstwa Nanokrystalicznego Diamentu (NCD) została wykorzystana w przypadku protez/urządzeń mających kontakt z komórkami krwi (np. sztuczne zastawki serca). Warstwy węglowe wykazują dobre właściwości biozgodności oraz hemozgodności. W prezentowanych badaniach użyta została technika spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR) do pomiarów płynności i lepkości wnętrza elementów morfotycznych, w szczególności erytrocytów. Parametry (opisujące płynność lipidów błonowych) ostały określone na podstawie widm EPR. Zmiany w płynności lipidów błonowych i lepkości wnętrza krwinek czerwonych zostały zbadane przy pomocy spektroskopii EPR przy użyciu znaczników spinowych: trzech kwasów tłuszczowych (kwasów 5-, 12-, 16-doksylostearynowych) oraz Tempaminy. Celem niniejszej pracy było przedstawienie metod pomiaru parametrów krwinek czerwonych oraz opracowanie statystyczne uzyskanych wyników. Prezentowane metody mogą zostać użyte do zbadania oddziaływań warstw NCD z komórkami krwi. Przepływ przez sztuczną zastawkę serca jest związany z występowaniem większych wartości naprężeń ścinających działających na powierzchnię komórek oraz w konsekwencji zmian w strukturze lipidów i białek plazmatycznych. Zmiany w płynności lipidów błonowych krwinek czerwonych (RBC) mogą obniżać ich deformację oraz zwiększać ich agregację, a w konsekwencji mogą prowadzić do zmian właściwości reologicznych krwi ludzkiej.

EN

Nanocrystalline Diamond Coatings (NCD) have been developed for blood cell contacting-implants/devices (e.g. artificial heart valves). Carbon surfaces have good biocompatibility and haemocompatibility. In this study the technique of electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy was used for measurements of fluidity and internal viscosity of morphotic elements, especially erythrocytes. Parameters (describing the membrane lipid fluidity) were determined using EPR spectra. Changes in the membrane lipid fluidity and internal viscosity of red blood cells were examined by means of EPR spectroscopy using spin labelled: three fatty acids (5-, 12-, 16-doxylstearic acids) and Tempamine. The aim of this study was to present the method of measurements of red blood cells and the statistical post-processing of the obtained results. These methods could be used to examine interactions between a NCD layer and blood cells. The blood flow through an artificial heart valve is connected with high values of the shear stress as acting on cell surfaces and, in consequence, by changes in the structure of membrane of lipids and proteins. Changes in plasma membranes of red blood cells (RBC) can decrease their deformation and increase their aggregation and, in consequence can lead to alterations in the rheological properties of human blood.

Słowa kluczowe

PL

sztuczna zastawka serca; krwinki czerwone; erytrocyty; płynność lipidów błonowych; AHV; RBC

EN

AHV; RBC; artificial heart valves (AHV); red blood cells; erythrocytes; membrane lipid fluidity

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
• Czasopismo: Inżynieria Biomateriałów
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 7, nr 35-36
• Strony: 56--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., wykr.

Twórcy

autor

Szyller-Tracz M.

• Politechnika Łódzka, Instytut Maszyn Przepływowych, Zespół Aparatury Medycznej, ul. Wólczańska 219/223, 93-005 Łódź, Polska

autor

Żakowska I.

• Politechnika Łódzka, Instytut Maszyn Przepływowych, Zespół Aparatury Medycznej, ul. Wólczańska 219/223, 93-005 Łódź, Polska

autor

Jóźwik K.

• Politechnika Łódzka, Instytut Maszyn Przepływowych, Zespół Aparatury Medycznej, ul. Wólczańska 219/223, 93-005 Łódź, Polska

Bibliografia

• [1] Singh A, Ehteshami G, Massia S, He J, Storer RG, Raupp G., Glial cell and fibroblast cytotoxicity study on plasma-deposited diamond- like carbon coatings. Biomaterials. 24(28), Dec., (2003), 5083-9.
• [2] Kumari TV, Anil Kumar PR, Muraleedharan CV, Bhuvaneshwar GS, Sampeur Y, Derangere F, Suryanarayanan R., In vitro cytocompatibility studies of Diamond Like Carbon coatings on titanium., Biomedical Materials and Engineering,12(4), (2002), 329- 38.
• [3] Mitura S., Mitura A., Niedzielski P. and Couvrat P., Nanocrystalline Diamond Coatings, Chaos, Solitons & Fractals 10(12), (1999), 2165-2176.
• [4] Bąkowiicz K., Mitura S., Biocompatibility of NCD., Journal of Wide Bandgap Materials, 9(4), April (2002), 261-272.
• [5] Andersen T. S., Johansen P., Paulsen P. K., Nygaard H., Hasenkam J.M., Indication of cavitation in mechanical heart valve patients., The Journal of Heart Valve Disease, 12(6), Nov. (2003), 790-796.
• [6] Biancucci BA, Deutsch S, Geselowitz DB, Tarbell JM. In vitro studies of gas bubble formation by mechanical heart valves. The Journal of Heart Valve Disease., 8(2), Mar., (1999), 186-96.
• [7] Garrison LA, Lamson TC, Deutsch S, Geselowitz DB, Gaumond RP, Tarbell JM. An in-vitro investigation of prosthetic heart valve cavitation in blood. The Journal of Heart Valve Disease., 3 Suppl 1, Apr., (1994), S8-22.
• [8] Jóźwik K:, Bakteryjne zapalenie wsierdzia a zastawki serca., Nowa Klinika, 7(10), (2000), 1052-1056.
• [9] Tong E., An overview of artificial heart valve replacement in infants and children., Journal of Cardiovascular Nursing, 6(3), Apr. (1992), 30-43.
• [10] Dobrowolska A., Jóźwik K., Required properties of artificial heart valves., Mechanics and Mechanical Engineering. International Journal., 4(1), (2000), 39-44.
• [11] Jóźwik K., Nawrat Z., Eksperymentalne badania przepływu przez dyskową zastawkę serca z warstwą NCD., Cieplne Maszyny Przepływowe. No 117, (2000), 317-323.
• [12] Górnicki A., Gutsze A., In vitro effects of ozone on human erythrocyte membranes: An EPR study., 47(4), (2000), 963-971.
• [13] Gwoździński K., A spin label study of the action of cupric and mercuric ions on human red blood cells., Toxicology, 65, (1991), 315-323.
• [14] Żakowska I., Jóźwik K., Pieniążek A., Gwoździński K., Zmiany parametrów krwinek czerwonych u osób ze sztuczną zastawką serca., Materiały V Sympozjum Modelowanie i Pomiary w Medycynie, MPM'2003, Maj (2003).
• [15] Mors P.D, Determining intracellular viscosity from the rotational motions of spin labels., Methods in Enzymology 127, (1986), 239-249.
• [16] Gwoździński K., Żakowska I., Olejniczak J., Pawlicki L., Red blood cell membrane alteration in ischaemia heart disease., (2000), 38-241.
• [17] Brzeszczyńska J., Gwożdziński K., Erythrocyte membrane damage induced by t-buthyl hydroperoxide., Current Topics in Biophysics 22 (Supplement B), (1998), 238-241.
• [18] Zawodnik I.B, Lapshina EA, Bartosz G, Soszyński M, Bryszewska M., Hypochlorus acid damages erythrocyte membrane proteins and alters lipid bilayer structure and fluidity., Free Radicals in Medicine 15, 30(4), (2001), 363-9.