Evaluación Rápida de la Hemólisis Relativa en Medio de Incertidumbres de Entrada en Flujo Laminar
Autores: Gholizadeh, Nasim; Wang, Ryan; Gautham, Gayatri; Krishnamoorthy, Gautham
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Evaluación Rápida de la Hemólisis Relativa en Medio de Incertidumbres de Entrada en Flujo Laminar
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Hemólisis
Modelo de ley de potencias
Incertidumbres
Modelos de viscosidad
Coeficientes
Tiempos de exposición al estrés
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Predecir los valores absolutos de hemólisis utilizando el modelo de ley de potencias para guiar el diseño de dispositivos médicos se ve obstaculizado por incertidumbres derivadas de cuatro fuentes de entradas del modelo: perfiles de velocidad de entrada/upstream, modelos de viscosidad sanguínea, coeficientes de hemólisis de ley de potencias y la obtención de tiempos de exposición al estrés precisos. En medio de todas estas incertidumbres, permitir evaluaciones y predicciones rápidas de hemólisis relativa seguiría siendo valioso para evaluar prototipos de diseño de dispositivos. Para lograr este objetivo, los datos de hemólisis del marco de modelado euleriano se generaron primero a partir de simulaciones de dinámica de fluidos computacional que abarcan cinco modelos de viscosidad sanguínea, cuatro conjuntos de coeficientes de hemólisis de ley de potencias, condiciones de flujo de velocidad completamente desarrolladas así como en desarrollo, y una amplia gama de tensiones cortantes, tasas de deformación y tiempos de exposición al estrés. También se realizaron predicciones de hemólisis correspondientes en un marco lagrangiano mediante la integración numérica de las variaciones espaciales de la tensión cortante y el tiempo de residencia bajo la suposición de flujo de fluido newtoniano completamente desarrollado. Las predicciones de hemólisis absolutas (de ambos marcos) fueron proporcionales entre sí e independientes del modelo de viscosidad sanguínea. Además, las tendencias de hemólisis relativa no dependían de los coeficientes de hemólisis de ley de potencias. Sin embargo, la precisión en las tensiones cortantes en condiciones de flujo en desarrollo es necesaria para evaluaciones precisas de hemólisis relativa.
Descripción
Predecir los valores absolutos de hemólisis utilizando el modelo de ley de potencias para guiar el diseño de dispositivos médicos se ve obstaculizado por incertidumbres derivadas de cuatro fuentes de entradas del modelo: perfiles de velocidad de entrada/upstream, modelos de viscosidad sanguínea, coeficientes de hemólisis de ley de potencias y la obtención de tiempos de exposición al estrés precisos. En medio de todas estas incertidumbres, permitir evaluaciones y predicciones rápidas de hemólisis relativa seguiría siendo valioso para evaluar prototipos de diseño de dispositivos. Para lograr este objetivo, los datos de hemólisis del marco de modelado euleriano se generaron primero a partir de simulaciones de dinámica de fluidos computacional que abarcan cinco modelos de viscosidad sanguínea, cuatro conjuntos de coeficientes de hemólisis de ley de potencias, condiciones de flujo de velocidad completamente desarrolladas así como en desarrollo, y una amplia gama de tensiones cortantes, tasas de deformación y tiempos de exposición al estrés. También se realizaron predicciones de hemólisis correspondientes en un marco lagrangiano mediante la integración numérica de las variaciones espaciales de la tensión cortante y el tiempo de residencia bajo la suposición de flujo de fluido newtoniano completamente desarrollado. Las predicciones de hemólisis absolutas (de ambos marcos) fueron proporcionales entre sí e independientes del modelo de viscosidad sanguínea. Además, las tendencias de hemólisis relativa no dependían de los coeficientes de hemólisis de ley de potencias. Sin embargo, la precisión en las tensiones cortantes en condiciones de flujo en desarrollo es necesaria para evaluaciones precisas de hemólisis relativa.