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Aspectos Bio-Mecánicos y Bio-Rheológicos de las Células Rojas en Forma de Media Luna en la Microcirculación: Un Enfoque de Modelado Matemático

Autores: Chaturvedi, Purnima; Kumar, Rohit; Shah, Sapna Ratan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Aspectos Bio-Mecánicos y Bio-Rheológicos de las Células Rojas en Forma de Media Luna en la Microcirculación: Un Enfoque de Modelado Matemático


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Enfermedad de células falciformes
Glóbulos rojos
Herramienta de diagnóstico basada en microfluídica
Vaso-oclusión
Modelo biomecánico
Microcirculación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La enfermedad de células falciformes (ECF) es una enfermedad monogénica hereditaria caracterizada por glóbulos rojos distorsionados que causan vaso-oclusión y vasculopatía. Actualmente, la electroforesis de hemoglobina y la genotipificación se utilizan como pruebas de rutina para el diagnóstico de la ECF. Estas técnicas requieren laboratorios especializados y son costosas. La herramienta de diagnóstico basada en microfluidos de bajo costo atrae gran atención para el cribado de la deformabilidad de los glóbulos rojos (GR). En el presente estudio, se ha aplicado la teoría de la lubricación para desarrollar un modelo biomecánico de microcirculación con propiedades reológicas alteradas de la sangre falciforme en el capilar, que es más pequeño en tamaño en comparación con el diámetro celular, para explicar la naturaleza multifactorial y la patogénesis de la vaso-oclusión en la ECF. Las ecuaciones gobernantes se han resuelto analíticamente para condiciones de contorno realistas y se han simulado utilizando MATLAB. Encontramos que la velocidad axial de la célula disminuye con una disminución en la deformabilidad y la compliance. La altura de la película lubricante predice la deformación de la célula con respecto a la presión local en la microcirculación. La fuga de retorno y la fuerza de arrastre dependen de manera no lineal del radio de la célula deformada con la viscosidad variable del plasma y el número de Reynolds. Las predicciones del modelo de este estudio son coherentes con los resultados experimentales. Los parámetros analizados proporcionan perspectivas únicas con nuevas posibilidades para diseñar una intervención terapéutica efectiva basada en microfluidos para la ECF.

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