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Research Project

ANEURYSM - Hemodynamic Study in Cerebral Aneurysms

Authors

Publications

Flow of red blood cells suspensions through hyperbolic microcontractions
Publication . Faustino, Vera; Pinho, Diana; Yaginuma, Tomoko; Calhelha, Ricardo C.; Kim, Geyong; Arana, Sergio; Ferreira, Isabel C.F.R.; Oliveira, Mónica S.N.; Lima, Rui A.
The present study uses a hyperbolic microchannel with a low aspect ratio (AR) to investigate how the red blood cells (RBCs) deform under conditions of both extensional and shear induced flows. The deformability is presented by the degree of the deformation index (DI) of the flowing RBCs throughout the microchannel at its centerline. A suitable image analysis technique is used for semi-automatic measurements of average DIs, velocity and strain rate of the RBCs travelling in the regions of interest. The results reveal a strong deformation of RBCs under both extensional and shear stress dominated flow conditions.
I Encontro de Jovens Investigadores do Instituto Politécnico de Bragança: livro de resumos
Publication . Martins, Anabela (Ed.)
Encontro de Jovens Investigadores do Instituto Politécnico de Bragança: livro de resumos
Microscale flow dynamics of red blood cells in microchannels: an experimental and numerical analysis
Publication . Lima, Rui A.; Fernandes, Carla S.; Dias, Ricardo P.; Ishikawa, Takuji; Imai, Yohsuke; Yamaguchi, Takami
The blood flow dynamics in microcirculation depends strongly on the microvascular networks composed with short irregular vessel segments which are linked by numerous bifurcations. This paper presents the application of a confocal micro-PTV system to track RBCs through a rectangular polydimethysiloxane (PDMS) microchannel with a bifurcation. By using a confocal micro-PTV system, we have measured the effect of bifurcation on the flow behaviour of both fluorescent particles diluted in pure water and RBCs in concentrated suspensions. After performing simulations with the commercial finite element software package POLYFLOW, some experimental results were compared with the numerical results and the limitations of these simulations were outlined.
Visualization and measurement of red blood cells flowing in microfluidic devices
Publication . Rodrigues, Raquel Oliveira; Pinho, Diana; Faustino, Vera; Yaginuma, Tomoko; Bento, David; Fernandes, Carla S.; Garcia, Valdemar; Lima, Rui A.
Several experimental techniques were performed in the past years using in vitro environments, in an attempt to not only understand the blood flow behaviour in microcirculation but also develop microfluidic devices as an alternative clinical methodology to detect blood diseases. Hence, the visualization and measurement of red blood cells (RBCs) flowing in a microfluidic device are important to provide not only essential information about hydrodynamic characteristics of the blood but also vital information to diagnose the initial symptoms of diseases during clinical investigations. For instance, RBC rigidity has been correlated with myocardial infarction, diabetes mellitus, hypertension, and also other haematological disorders and diseases that affect RBC deformation more directly, such as, hereditary spherocytosis, sickle cell anaemia and malaria. Regarding a better understanding of the RBCs deformation and motion, we present in this paper a compilation of studies made in our research group, using several microfluidic devices with different microchannel geometries and fabrication techniques (i.e., soft-lithography, xurography and hybrids) that focus in the shear and extensional flow behaviour, either in healthy or chemically stiffed RBCs.
Desenvolvimento de fluidos bifásicos análogos ao sangue: estudo reológico, escoamento em microcanais e simulações numéricas
Publication . Calejo, Joana A.C.; Lima, Rui A.; Campo Deaño, Laura; Galindo Rosales, Francisco J.; Sevilla Santiago, Alejandro
O sangue humano consiste numa suspensão de elementos celulares (glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas) numa solução aquosa chamada plasma. Por diversas razões, o estudo do escoamento do sangue tem proporcionado um amplo interesse por parte da comunidade científica em desenvolver fluidos reologicamente análogos ao sangue. Numa primeira fase deste trabalho, foram desenvolvidos fluidos bifásicos com propriedades reológicas análogas ao sangue por meio de estudos de reometria de corte e de sedimentação de micropartículas. Estes análogos são compostos por micropartículas esféricas de polimetilmetacrilato (PMMA) de 6 μm e 10 μm de diâmetro com diferentes concentrações (1% e 5% w/w) dispersas em uma solução polimérica de goma de xantano. Os resultados obtidos foram bastante promissores uma vez que os fluidos análogos apresentaram um comportamento reológico de corte semelhante ao sangue. Na segunda fase foram fabricados microcanais com uma estenose através da técnica de xurografia, com o objetivo de estudar experimentalmente a queda de pressão dos fluidos análogos do sangue e visualizar o escoamento dos mesmos. Com o auxílio de um sistema de microscopia foi possível comparar o escoamento de um destes fluidos (5% de micropartículas com 6 μm de diâmetro) com o escoamento sanguíneo com 5% de glóbulos vermelhos (GVs). Os resultados correspondentes à visualização dos escoamentos de ambos os fluidos confirmaram a existência de uma camada livre de células (CLC) a jusante da contração, analogamente ao escoamento do sangue real. Por último foram realizadas simulações numéricas com o intuito de comparar com os resultados experimentais das quedas de pressão obtidos nos microcanais. Verificou-se que os fluidos com 5% de micropartículas apresentam maior queda de pressão.

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Funding agency

Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Funding programme

5876-PPCDTI

Funding Award Number

PTDC/EME-MFE/099109/2008

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