Modelado y Simulación Computacional Mediante MEF de Unidades Microscópicas para Fraccionamiento de Tejido Sanguíneo Humano

Abstract

El fraccionamiento del tejido sanguíneo humano, o sangre, resulta de importancia para la bioingeniería en el diseño de nuevas aplicaciones. En este trabajo, se evalúan una serie de modelos microfluídicos mediante el método de elementos finitos (MEF) con interacción fluido-estructura (IFE) destinados a fraccionar un modelo de tejido sanguíneo (plasma con glóbulos rojos en suspensión) en dos partes, una como fluido simple (plasma) y otra como fluido complejo (plasma con glóbulos rojos en suspensión en mayor concentración respecto de la original). Se realizan ensayos in silico en la microescala empleando configuraciones de flujo entre placas paralelas con obstáculos, flujo en canales de sección circular y flujo en canales con bifurcaciones. El plasma se modela como un fluido simple similar al plasma sanguíneo. Los componentes celulares se modelan mediante geometrías con características semejantes a las de glóbulos rojos normales, y sus propiedades materiales se tienen presentes utilizando modelos de sólidos hiperelásticos.