Der Einfluss kurzfristiger Mikrogravitation auf humane kardiovaskuläre Zellen während eines Parabelflugs - Akronym Circulation 2
Die Erforschung des Weltraums bringt verschiedene Komplikationen für den menschlichen Körper mit sich. Ein Problem ist die erhebliche Beeinträchtigung des Blutflusses durch die mikrogravitationsbedingte Verlagerung von Flüssigkeiten. Diese negative Auswirkung auf die Herz-Kreislauf-Gesundheit macht sich zunächst am Gefäßendothel bemerkbar, das als Schnittstelle zwischen Blut und Gewebe fungiert.
Um den Endothelzellen unter Mikrogravitation zu untersuchen, haben wir ein Modell entwickelt, dass geometrisch Blutgefäße des Menschen nachahmt. Das entwickelte System erzeugt mechanisch einen eine pulsierende Flüssigkeitsströmung die den Blutfluss simuliert und physiologisch relevante Scherkräfte auf die in dem System anhaftenden Endothelzellen ausübt.
Ein Prototyp dieses Systems wurde im Rahmen der 45. DLR-Parabelflugkampagne im Jahr 2025 getestet, wobei seine Wirksamkeit erfolgreich nachgewiesen wurde. Das System wurde basierend auf unseren Erfahrungen mit dem ersten Prototyp optimiert und wird nun im Rahmen der 47. DLR-Parabelflugkampagne im September 2026 eingesetzt.
Zusammenfassend ermöglicht unser System die Untersuchung von Endothelzellen unter nahezu physiologischen Bedingungen und liefert somit Einblicke in die mechanotransduktiven und mikrobiologischen Reaktionen des Endothels auf veränderte Schwerkraftbedingungen bei realistischen Druck- und Strömungsbedingungen. Wir erwarten, dass unser System Aufschluss über relevante Veränderungen im Verhalten von Endothelzellen während eines Raumflugs gibt. Dies könnte die Entwicklung von Diagnose- und Behandlungstechniken für Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowohl im Weltraum als auch auf der Erde unterstützen.