MicroBloodSystems - Blood rheology and blood cell migration in microfluidic systems

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Laminar blood flow in stenotic microchannels

Publication . Calejo, Joana A.C.; Garcia, Valdemar; Fernandes, Carla S.

In this work, Newtonian and non-Newtonian laminar blood flow in rectangular microchannels with symmetric and asymmetric atheroma were numerically studied. It was observed that the impact of symmetry of the atheroma is almost negligible and the non-Newtonian properties of blood leads to higher pressure drops and wall shear stresses than the ones obtained for Newtonian flows.

2015Conference object

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Motion of rigid particles flowing in a microfluidic device with a pronounced stenosis: trajectories and deformation index

Publication . Pinho, Diana; Rodrigues, Raquel Oliveira; Yaginuma, Tomoko; Faustino, Vera; Bento, David; Fernandes, Carla S.; Garcia, Valdemar; Pereira, Ana I.; Lima, Rui A.

Studies of in vitro blood flow behaviour in stenosis are essential not only as an attempt to understand this phenomenon, but also to develop microfluidic devices, as an alternative clinical methodology to detect blood diseases. Regarding a better understanding of the role that rigid Red Blood Cells (rRBCs) play in the blood flow behaviour, we have studied the trajectories and deformation of both, artificial rigid Red Blood Cells (arRBCs) and healthy ovine Red Blood Cells (RBCs), when subjected to a pronounced microstenosis. By using a high-speed video microscopy system, the present study was performed with different flow rates (1, 10 and 20 µl/min). The results have shown that healthy RBCs and arRBCs present deviations in their flow behaviour and deformation index, which might be a potential alternative clinical methodology to detect blood cells related diseases.

2014Conference paper

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Influência das propriedades reológicas do sangue em microcanal com contração simétrica

Publication . Silva, Susana S.T.; Caetano, Solange M.; Calejo, Joana A.C.; Fernandes, Carla S.

Neste trabalho recorreu-se à Dinâmica de Fluidos Computacional para simular escoamentos não-newtonianos em microcanais com estenose simétrica. Para descrever o comportamento não-newtoniano do sangue utilizou-se o modelo de Carreau, sendo os resultados obtidos considerando este modelo comparados com os obtidos para fluido newtoniano, o que permitiu avaliar o impacto das propriedades não-newtonianos nos escoamentos estudados.

2015Conference paper

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Influência das propriedades reológicas do sangue em microcanal com contração simétrica

Publication . Caetano, Solange M.; Silva, Susana Filipa Teixeira da; Calejo, Joana A.C.; Fernandes, Carla S.

Nas últimas décadas o interesse nos estudos da aterosclerose tem assumido um lugar de destaque na área da medicina pois, devido ao estilo de vida adotado pela sociedade moderna, esta patologia do sistema cardiovascular tornou-se numa das maiores causas de morte. Os estudos de escoamentos sanguíneos in vivo, e mesmo in vitro, levantam por vezes problemas por questões éticas, pelo que ferramentas numéricas têm vindo a ganhar espaço na área da hemodinâmica. Neste trabalho recorreu-se à dinâmica de fluidos computacional para simular escoamentos newtonianos e não-newtonianos em microcanais com estenose simétrica. Para tal foram realizadas simulações em canais de secção retangular com graus de estenose distintos, o que permitiu estudar a influência do grau de contração nas propriedades do escoamento sanguíneo. Para descrever o comportamento não-newtoniano do sangue utilizou-se o modelo de Carreau, sendo os resultados obtidos considerando este modelo comparados com os obtidos para fluido newtoniano, o que permitiu avaliar o impacto das propriedades não-newtonianos nos escoamentos estudados. Com este estudo, verificou-se que a existência de ateroma no microcanal altera os perfis típicos de queda de pressão e velocidade, verificando-se um aumento da queda de pressão e velocidade máxima com o aumento do grau de estenose. No que diz respeito à influência das propriedades não-newtonianas do sangue, constatou-se que estas não têm grande impacto nos perfis de velocidade, não se verificando o mesmo no que diz respeito às quedas de pressão pois estas assumem valores mais elevados quando se admitiu o modelo de Carreau para descrever a reologia do sangue.

2015Conference poster

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Laminar blood flow in stenotic microchannels

Publication . Calejo, Joana A.C.; Garcia, Valdemar; Fernandes, Carla S.

In this work, Newtonian and non-Newtonian laminar blood flow in rectangular microchannels with symmetric and asymmetric atheroma were numerically studied. It was observed that the impact of symmetry of the atheroma is almost negligible and the non-Newtonian properties of blood leads to higher pressure drops and wall shear stresses than the ones obtained for Newtonian flows.

2015Conference poster

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