Krv ako tekuté spojivové tkanivo predstavuje kvapalinu s mimoriadnymi tokovými, t. j. reologickými vlastnosťami. Udržanie reologických vlastností krvi – medzi ktoré patrí aj viskozita a šmykové napätie – vo fyziologických hodnotách je potrebné pre správnu reperfúziu a zásobovanie ostatných tkanív potrebnými živinami a pre odplavovanie vzniknutých metabolitov [1].
V našom výskume sme skúmali zmenu reologických vlastností plnej ľudskej krvi po pridaní dendritických nanočastíc, konkrétne 2 typov amfifilných fosforových dendrimérov (AFDD) nultej generácie s cyklotrifosfázenovým jadrom, pričom tieto AFDD sa líšili terminálnymi skupinami – pyrrolidín a piperidín. Dendritické nanočastice sú hyperrozvetvené polyméry s komplexnou štruktúrou, ktoré môžu interagovať s krvnými elementami a ovplyvniť tak viskozitu krvi a jej reologické vlastnosti.
Vzorky krvi boli poskytnuté pre každé pohlavie od 6 dobrovoľníkov v dobrom zdravotnom stave vo veku 21 až 29 rokov. Počas nášho experimentu sme pomocou modulárneho kompaktného reometra MCR 102 (Anton Paar) merali zmeny viskozity a šmykového napätia čistej krvi a po titrácii AFDD s výslednými koncentráciami 2 µmol L–1, 10 µmol L–1 a 25 µmol L–1 v rozsahu miery šmyku 1 s–1 až 1000 s–1. Tieto miery šmyku simulovali rýchlosti toku krvi v krvnom riečisku ľudského tela [2]. Namerané dáta sme štatisticky vyhodnotili a fitovali pomocou Herschel-Bulkley matematického modelu, ktorý sa v našich predošlých merania a analýzach preukázal ako vhodný model na fitovanie viskozitných a tokových kriviek krvi, najmä v oblasti nízkej miery šmyku [3]. Preukázali sme štatisticky signifikantný rozdiel medzi faktormi pohlavia a koncentrácií AFDD pri viskozitných a tokových krivkách. Rozdiel medzi pôsobením vybraných typov AFDD bol štatisticky signifikantný v skupine žien, ale nepreukázal sa štatisticky signifikantný v skupine mužov, čo pokladáme za zaujímavé zistenie a skúmanie tejto otázky by mohlo byť predmetom ďalšieho výskumu.
Náš výskum prináša dôležité poznatky o tokových vlastnostiach krvi a môže byť použitý v biomedicínskom výskume pre testovanie znášanlivosti nanočastíc s ľudskou krvou vo všeobecnosti a upozorňuje na najväčšie rozdiely v závislosti na pohlaví a koncentrácii, ktoré sme pozorovali v oblasti nízkej miery šmyku. Táto oblasť simuluje prietok krvi v oblasti ciev s menším priemerom. Zmeny, ktoré sme pozorovali korelujú so zmenami v krvnom obraze a koagulačných parametroch vplyvom nanočastíc vzniknutých samoagregáciou amfifilných fosforových dendrónov [4]. Pozorované zmeny priamo alebo nepriamo súvisia s fyzikálnymi interakciami nanočastíc vzájomne medzi sebou a s plazmatickými proteínmi a krvnými bunkami. Porozumenie zmien reologických vlastností krvi je kľúčové nie len pre hodnotenie krvnej znášanlivosti samotných nanočastíc, ale aj pre lepšie pochopenie rôznych patologických stavov, ako sú napríklad kardiovaskulárne ochorenia.
Práca je umožnená vďaka jednorázovému mimoriadnemu štipendiu FMFI UK „Testovanie hemolytického a proagregačného účinku dendritických nanočastíc a ich vplyvu na viskozitu a reológiu krvi“ a projektom APVV: SK-BY-RD-19-0019, NAWA EUROPARTNER PPI/APM/2018/1/00007/U/001, a Grantom Univerzity Komenského UK/437/2021 a UK/430/2023 a z časti z APVV-22-0264.
AFDD skúmané v tejto práci boli syntetizované a poskytnuté tímom prof. Jean-Pierre Majorala z Univerzity Toulouse a Laboratoire de Chimie de Coordination du CNRS vo Francúzsku.