Microfluidos Inerciales Computacionales: Diseño Óptimo para la Separación de Partículas
Autores: Saha, Suvash C.; Francis, Isabella; Nassir, Tanya
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Microfluidos Inerciales Computacionales: Diseño Óptimo para la Separación de Partículas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Transfusión de sangre
Dispositivos microfluídicos
Glóbulos rojos
Glóbulos blancos
Separación pasiva de células
Dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Tras la aparición de muchas enfermedades asociadas a transfusiones de sangre, se están diseñando y optimizando cada vez más nuevas tecnologías de separación celular pasiva, como los dispositivos microfluídicos, para separar glóbulos rojos (GR) y glóbulos blancos (GB) de la sangre total. Estos sistemas permiten el diagnóstico rápido de enfermedades sin depender de instrumentos de hematología complicados y costosos, como microscopios de flujo, analizadores de coagulación y citómetros. Se han explorado teóricamente, computacionalmente y experimentalmente el efecto de inercia y el impacto de fuerzas hidrodinámicas intrínsecas, la fuerza de arrastre de Dean (FD) y la fuerza de elevación inercial (FL) en la migración de partículas dentro de canales confinados curvados y complejos. Este estudio tuvo como objetivo optimizar las dimensiones de un canal microfluídico para la rápida propagación y separación de partículas. Se probaron varias geometrías en espiral con diferentes secciones transversales utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD) para separar dos tipos de partículas que representan GR y GB. Las tres geometrías elegidas consisten en una sola entrada, dos salidas y tres giros en espiral, cada una con una altura de sección transversal diferente (120, 135 y 150 um). La separación de partículas se logró con éxito en el microcanal de 135 um de altura, mientras que otros microcanales demostraron tipos de partículas mezcladas en las salidas.
Descripción
Tras la aparición de muchas enfermedades asociadas a transfusiones de sangre, se están diseñando y optimizando cada vez más nuevas tecnologías de separación celular pasiva, como los dispositivos microfluídicos, para separar glóbulos rojos (GR) y glóbulos blancos (GB) de la sangre total. Estos sistemas permiten el diagnóstico rápido de enfermedades sin depender de instrumentos de hematología complicados y costosos, como microscopios de flujo, analizadores de coagulación y citómetros. Se han explorado teóricamente, computacionalmente y experimentalmente el efecto de inercia y el impacto de fuerzas hidrodinámicas intrínsecas, la fuerza de arrastre de Dean (FD) y la fuerza de elevación inercial (FL) en la migración de partículas dentro de canales confinados curvados y complejos. Este estudio tuvo como objetivo optimizar las dimensiones de un canal microfluídico para la rápida propagación y separación de partículas. Se probaron varias geometrías en espiral con diferentes secciones transversales utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD) para separar dos tipos de partículas que representan GR y GB. Las tres geometrías elegidas consisten en una sola entrada, dos salidas y tres giros en espiral, cada una con una altura de sección transversal diferente (120, 135 y 150 um). La separación de partículas se logró con éxito en el microcanal de 135 um de altura, mientras que otros microcanales demostraron tipos de partículas mezcladas en las salidas.