Untersuchungen von Blut als Mehrphasiges Fluid
Hintergrund
Bei der numerischen Untersuchung blutführender Systeme wird Blut meist als homogenes Fluid betrachtet, bei der keine Separationen der Blutbestandteile in der Strömung erfasst werden. Die Separation der Blutbestandteile ist jedoch ein bekannter Effekt, der z.B. bei der Durchströmung eines Rohres mit einem Durchmesser kleiner 100µm (Fåhräus-Lindquist-Effekt) auftritt. Dieses Phänomen kommt gerade in engen Spalten vor und wird in Lagerstellen mechanischer Herzklappen oder Rotationblutpumpen erwartet. An diesen Lagerstellen kann durch die Zellseparation eine Verringerung der Hämolyserate hervorgerufen werden und somit zu einem positiven Effekt führen Die Betrachtung von Blut als mehrphasiges Fluid bietet somit bei der Entwicklung und Optimierung von blutführenden Systemen ein erhebliches Potential und soll im Rahmen dieses Projekts untersucht
werden.
- Mikrokanal mit einem Durchmesser von 70µm und einem Hämatokritwert von 30%. Der Volumenfluss ist geringer als 0,1ml/h, wobei der zelluläre Bestandteil gut erkennbar ist
Methodik
Mikrokanäle unterschiedlicher Geometrien werden mit Durchmessern zwischen 50µm und 350µm hergestellt und mit Blut durchströmt. Mit einem digitalen Mikroskop werden Aufnahmen des Blutstroms gemacht und über eine Grauwertanalyse mittels Matlab ausgewertet. Bereiche mit einem hohen Erythrozytenanteil erscheinen dunkler als plasmareiche Bereiche. Der Profilschnitt des Grauwertbildes wird als Grauwertintensitätsprofil abhängig von verschiedenen Hämatokritwerten, Förderraten und Geometrievariationen dargestellt und systematisch untersucht.
