Mathematische Modellierung von Sekundärströmungsphänomenen in Abschnitten großer Arterien

Zusammenfassung

Im pulsatilen Strömungsfeld in Arterien können im wesentlichen zwei Typen wandnaher Strömungszonen beobachtet werden, die für die Atherogenese von Bedeutung sind. Diese Zonen sind durch eine relativ langsame Rückströmung (sekundäre Strömung) beziehungsweise durch einen hohen Geschwindigkeitsgradienten und durch die daraus resultierende hohe Scherspannung an der inneren Arterienwand charakterisiert. Durch diese Phänomene der zähen Strömung können verschiedene pathologische Mechanismen begünstigt oder ausgelöst werden. Vielfach beziehen sich diese Mechanismen auf die Aktivierung, Anlagerung, Aggregation von Blutteilchen (vor allem von Thrombozyten), auf die Beeinflussung der Wandchemie, auf ein mechanisches Trauma der Wand oder auf eine lokale Permeabilitätsänderung.

Zur Untersuchung dieser Strömungsphänomene bei niedrigen bis mäßigen Reynolds-Zahlen sind numerische Methoden effizient anwendbar. Bei der hier durchgeführten Computersimulation des pulsierenden Blutflusses in Abschnitten »großer« Arterien werden zur Vereinfachung spezifische blutrheologische Eigenschaften nicht berücksichtigt. In einer logischen Erweiterung der Studien erfolgt die Einbeziehung Nicht-Newtonscher Viskositätseigenschaften.

Die mathematischen Ergebnisse sollten zusammen mit experimentellen Befunden zu Erkenntnissen führen, die zur Abgrenzung des im allgemeinen noch sehr unterschiedlich beur-teilten hämodynamischen Einflusses auf sklerotische und thrombotische Vorgänge beitragen. Eine damit in direktem Zusammenhang stehende Anwendung theoretischer Ergebnisse bezieht sich auf die Ermittlung optimaler Strömungsführungen in künstlichen Gefäßabschnitten.

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