在血液透析、ECMO等体外生命支持系统中，器械表面凝血是影响其临床使用的共性问题。近日，清华大学机械系微流体与界面课题组在关于透析器中血流摩擦诱发凝血及调控方法研究方面取得进展。
该研究利用研发的荧光原子力显微镜丈量血小板表面摩擦力和相应的血小板激活状态。当血小板在表面滑动时，血流界面摩擦力会打开血小板表面的整合素αIIbβ3，从而触发凝血反应；而当血小板在表面滚动时，滚动摩擦只引起整合素头部的旋转，无法触发其构象的展开，从而抑制了血小板的激活。在体外血液透析实验中，通过调控血小板的滚滑运动有效地减少了凝血风险，如图所示。
这项研究是该课题组继发现血流界面摩擦导致ECMO中疲劳溶血现象之后，在血液摩擦学领域的又一突破，为下一代安全、高效的体外生命支持系统提供了表面抗凝设计新路径。
相关研究成果以“Biomechanical Anticoagulation by Spherical Platelets in Extracorporeal Systems”为题，发表在《美国国家科院刊》(PNAS)上。论文第一作者为机械系2022级博士生季睿，第二作者为李永健副教授，通讯作者为陈皓生教授。
论文链接：
www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2535113123
基于血小板球化的抗凝策略示意图及其机制
（A）在体外生命支持系统如透析器中的应用。图中血小板发生可逆性球形化，从而抑制透析器内的血栓形成
（B1-B2）基于荧光AFM系统丈量摩擦力对血小板整合素构象变化的影响
（C1）滑动过程中，通过αIIbβ3传递的切向力导致整合素发生构象展开
（C2）滚动过程中，占主导地位的法向力作用于αIIbβ3，但不会引起其展开
