Comparative study of blood coagulation kinetics and thrombus formation by rheological and electrorheological methods.
Authors: Антонова Н.М. , Иванов И.М. , Виндбергер У.Б. , Паскова В.К. 
Published: February 2021

Цель исследования: изучить механизмы формирования и тромбодинамические свойства кровяного сгустка при
тромбообразовании in vitro и представить сравнительное исследование кинетики тромбообразования с помощью реологических и электрореологических методов в условиях постоянного и осциллирующего сдвигового вискозиметрического течения; оценить свертывание цельной и консервированной крови, ее вязкоупругие свой ства и влияние фибриногена и декстранов на формирование сгустка. Материалы и методы. Вязкость и удельную электропроводимость нормальной и консервированной с CPD-A1-адениновым раствором крови измеряли ротационным вискозиметром Low Shear 30 Contraves (LS30) с коаксиальными цилиндрами и копией измерительной системы MS1/1 со встроенными электродами (разработана на базе LS30) в условиях постоянного сдвигового потока и в электрическом поле. Вязкоупругие свойства нормальной цельной крови исследовали с помощью реометра Physica MCR 301 (Anton Paar, Austria) в условиях осциллирующего синусоидального потока. Результаты. Представлены результаты кинетики динамической вязкости и удельной электропроводимости консервированной крови в процессе коагуляции в условиях постоянного сдвигового потока и в электрическом поле. Исследованы вязкоупругие свойства цельной крови в условиях синусоидального осциллирующего вискозиметрического течения и представлены зависимости упругого модуля G' (storage modulus) и модуля потерь G'' (loss modulus), а также нормальных сил как функция времени при свертывании. Приводятся данные эффекта фибриногена и декстрана на упругий модуль G' и на модуль потерь G'' цельной крови в процессе коагуляции. Заключение. В условиях вискозиметрического течения при низких скоростях сдвига кинетика тромбообразования характеризуется начальным этапом постепенного увеличения кажущейся вязкости и уменьшения удельной электропроводимости крови и периодом интенсивной коагуляции, характеризирующимся экспоненциальным ростом вязкости и параллельным уменьшением удельной электропроводимости исследуемого образца. Установлено, что коагулирующая цельная кровь обладает нелинейными вязкоупругими свойствами. Кинетика образования сгустка в условиях осциллирующего вискозиметрического течения крови характеризуется увеличением упругого модуля G' и модуля потерь G'' со временем. Одновременно зарегистрирована и отрицательная нормальная сила исследуемого образца в зазоре между пластинами при постоянной толщине зазора. Повышение содержание фибриногена ускоряет коагуляцию и увеличивает значения упругого модуля G' и модуля потерь G'', а также и нормальной силы коагулирующей цельной крови.

Objectives: to study the mechanisms of thrombus formation and thrombodynamic properties of a blood clot during coagulation in vitro and to present a comparative study of clot kinetics formation under conditions of steady and oscillating shear viscometric flow and at electric field by rheological and electrorheological methods; to evaluate the coagulation of whole and preserved blood, its viscoelastic properties and the effect of fi brinogen and dextrans on clot formation. Materials/ Methods. The viscosity and electrical conductivity of normal blood and blood preserved with CPD-A1-adenine solution were measured with a Low Shear 30 Contraves (LS30) rotational viscometer with coaxial cylinders and with a copy of the measuring system MS1 / 1 with builtin electrodes at a steady viscometric shear flow and in an electric field too. The viscoelastic properties of normal whole blood were investigated using a Physica MCR 301 rheometer (Anton Paar, Austria) at an oscillating sinusoidal flow. Results. Kinetics of the dynamic viscosity and electrical conductivity of preserved blood during coagulation at a steady shear flow and at electric field were obtained. The viscoelastic properties of whole blood were investigated under conditions of sinusoidal oscillating viscometric flow. The dependences of the elastic (storage) modulus G' and the loss modulus G'', as well as the normal coagulation forces as a function of time are presented. The effect of fibrinogen and dextran on the elastic modulus G' and the loss modulus G'' of whole blood during coagulation are presented. Conclusions. The kinetics of blood coagulation at low shear rates is characterized by a gradual increase of the apparent viscosity and a decrease in blood conductivity at the initial stage and an exponential increase in viscosity during intensive coagulation and a parallel decrease of conductivity too. It was established that coagulating whole blood exhibit nonlinear viscoelastic properties under conditions of sinusoidal blood flow. The kinetics of thrombus formation is characterized by increasing the elastic modulus G' (storage modulus) and the loss modulus G'' with time. The negative normal force in the gap between the plates is also registered at a constant thickness of the gap. An increase in fibrinogen content accelerates coagulation and increases the values of elastic modulus G' and loss modulus G', as well as of the normal force of coagulating whole blood.