在微流体体外膜氧化器原型中对血液溶解的实证和计算评估

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 流体动力学 流体动力学
• 医疗器械开发 医疗器械开发

背景情况:

• 传统的血液透析和氧化技术面临着局限性.
• 微流体设备为便携式,低体积的血液治疗提供了潜力.
• 微流体中的小尺寸可能会导致非生理学剪切和层状流,影响血液成分.

研究的目的:

• 在基于微流体膜的氧化器中以计算方式预测血解.
• 将计算预测与经验血解数据进行比较.
• 在不同的剪切条件下评估不同溶血模型参数集的准确性.

主要方法:

• 开发并模拟了基于微流体膜的四种变种氧化器.
• 使用 ANSYS Fluent 运用计算流体动力学 (CFD).
• 使用了九个基于剪压的参数集,用于功率定律血液溶解模型.
• 在循环循环中进行实证测试,以测量血液溶解.

主要成果:

• 在九个测试的血液溶解模型参数中,有三个超预测了血液溶解 (5-10倍) 与实验相比.
• 三组参数在低切削条件下显示出更高的准确性,在高切削条件下显示出三组参数.
• 经验测试显示血解显著降低 (<2 ppm) 比传统的氧化器 (>10 ppm).

结论:

• 具有知情的参数选择的计算建模可以补充微流体设备开发的实证测试.
• 在各种剪切条件下精确预测血液溶解对于设计高效的微流体血液接触装置至关重要.
• 低器件诱导的血液溶解在生理流速对未来的微流体氧化器和透析器来说是有希望的.