Krev je životně důležitou tělní tekutinou. Krevní částice, kterým říkáme červené krvinky, roznášejí po našem těle kyslík. Bez něj by neprobíhaly důležité chemické reakce, během kterých se uvolňuje energie, a naše tělo by selhalo. Krev v těle proudí složitým systémem žil, arterií a kapilár. Ty si můžeme představit jako trubky nebo hadice. Stejně jako když se poškodí hadice – nebo v našem případě žíla –, dochází k úniku tekutiny a vznikají problémy.
Aby se zabránilo krvácení (krev vytéká z poškozených částí oběhového systému), má krev schopnost ztuhnout (vytvořit sraženinu neboli koagulovat) a za určitých podmínek se vzniklé poškození i zacelí. Tento přirozený proces se ale může zvrtnout, krev se v oběhovém systému srazí a vytvoří trombus (krevní sraženinu), který brání proudění krve nebo její tok zcela zastaví. Tím může dojít k závažným onemocněním, jako jsou srdeční infarkt nebo mrtvice. V případě aneurysmatu (rozšíření arterií ve slabých místech jejich stěn, které mohou s fatálními následky prasknout) pak může vlivem sraženiny dojít k jeho prasknutí, nebo naopak stabilizaci.
Srážení krve je složitý proces, který zahrnuje řadu chemických reakcí mezi krevními destičkami a dalšími chemickými látkami. Krevní destičky procházejí přeměnou a začnou se shlukovat, aby utěsnily poškozenou cévu. Umělé implantáty (například kardiovaskulární implantáty typu umělých kardiostimulátorů, srdečních chlopní a stentů nebo ortopedických implantátů, jako jsou umělé kloubní náhrady kyčlí a vnitřní fixátory na opravu kostí – plechy, šrouby, dráty a hřeby) mohou také při kontaktu s krví způsobovat problémy. Krev může začít na jejich povrchu koagulovat. Cílem výzkumu Marka Čapka z Karlovy univerzity v Praze a jeho kolegů je využít matematické modelování k pochopení složitých procesů srážení krve a potíží, které může zapříčinit.
Komplikovaná souhra mezi chemickými reakcemi a samotným tokem krve vyžaduje výpočty matematických modelů, které jsou velice náročné na výpočetní kapacity. S využitím paralelního programování, superpočítačů a expertízy IT4Innovations národního superpočítačového centra je však možné je řešit. V budoucnu mohou výsledky pomoci neurochirurgům při rozhodování, zda je nutné aneurysma operovat, nebo je bezpečné ho nechat být. Ideální řešení, i když ne zcela ekonomické, by bylo vytvořit matematický a výpočetní model pro každého pacienta s aneurysmatem zvlášť.
Modely srážení krve mohou pomoci také při vývoji implantátů – tvar a složení budou uzpůsobeny tomu, aby na jejich povrchu koagulace neprobíhala. Dále může být tento výzkum použit k vývoji nových léků proti srážlivosti krve, které mohou pomoci předcházet nebo zabránit nemocem kardiovaskulárního systému, jakými jsou infarkt a mrtvice. Superpočítače tak pomáhají zlepšit kvalitu života.
