DFG-Verbund zur Erforschung der Physik von Blutströmungen wird verlängert

Die Art und Weise, wie Blut durch die Gefäße strömt, spielt eine wesentliche Rolle bei der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Die Physik pulsierender Blutströmungen wird seit 2019 von einem interdisziplinären Team erforscht. Das Projekt wurde nun verlängert.

Blut ist heterogener als Wasser ist und wird von einer Pumpe, dem Herzen, angetrieben, es pulsiert. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Physik, Ingenieurwissenschaften und Medizin mehrerer Universitäten erforschen die physikalischen Grundlagen solcher pulsierenden Strömungen. Nach einer ersten Förderperiode seit 2019 wird das Projekt FOR 2668 „Instabilitäten, Bifurkationen und Migration in pulsierender Strömung“ nun für weitere drei Jahre verlängert und in diesem Zeitraum mit rund 2,3 Millionen Euro gefördert. Sprecher ist der Experimentalphysiker Prof. Christian Wagner von der Universität des Saarlandes, die 850.000 Euro der Gesamtfördersumme erhält.

Es sind Krankheiten, die viele Menschen betreffen und an denen auch viele Menschen sterben: Ablagerungen in den Blutgefäßen, Thrombosen und ähnliche Leiden, bei denen sich Feststoffe im Blutkreislauf ablagern und den Blutfluss behindern, so dass am Ende das Herz-Kreislauf-System zusammenbricht. Diese Ablagerungen entstehen unter anderem dort, wo das Blut nicht mehr ideal strömen kann. Genaue Kenntnisse des Strömungsverhaltens von Blut könnten also dabei helfen, die Ursachen dieser Krankheiten besser zu verstehen – und mittelfristig auch, diese Krankheiten zu vermeiden oder effektiver zu therapieren.

Die genauen Zusammenhänge dieses Strömungsverhaltens von pulsierenden Flüssigkeiten untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Deutschland (Universitäten Bremen, Bayreuth und Oldenburg sowie das Helmholtz-Institut Nürnburg-Erlangen), Österreich (IST in Klosterneuburg bei Wien) und der Schweiz (eidgenössische Forschungsanstalt WSL in Zürich) in einem gemeinsamen, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierten Verbundforschungsprojekt.

Wagner erläutert die Ergebnisse der ersten Förderperiode (2019–2022) und blickt auf den nun beginnenden zweiten Abschnitt der Kooperation: „Wir haben festgestellt, dass Turbulenzen und die Reibung an der Außenhülle in pulsierenden Strömungen tatsächlich deutlich anders sind als bei stetig fließenden Flüssigkeiten, die mit derselben Durchschnittsgeschwindigkeit fließen“, so der Physiker. „Außerdem beginnen wir zu verstehen, wie sich einzelne Blutzellen in pulsierenden Strömungen verhalten. Das gibt uns die Möglichkeit, in der jetzt beginnenden Phase des Projekts komplexere Flüssigkeiten in größeren Modellen zu untersuchen.“

Ausgangspunkt für den Forschungsverbund ist der Grundgedanke, dass in den meisten Systemen, in denen Flüssigkeiten fließen, eine Pumpe für den Antrieb sorgt und die Flüssigkeit damit pulsiert, nicht gleichförmig strömt. Das ist nicht nur im menschlichen Körper so, sondern auch in den meisten technischen und industriellen Systemen, in denen Flüssigkeiten fließen. Dennoch basieren die meisten Forschungen zur Strömungsphysik bisher auf gleichförmig strömenden Flüssigkeiten. Pulsierende Flüssigkeiten sind dagegen noch recht unverstanden. Das möchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Forschungsgruppe ändern.