MICRO-ESCALA TURBULENTA: O PARÂMETRO CHAVE PARA AVALIAR O TRAUMA MECÂNICO AO SANGUE EM PEQUENAS BOMBAS ROTATIVAS DE SANGUE
URBULENT MICROSCALE: THE KEY PARAMETER TO EVALUATE MECHANICAL BLOOD TRAUMA IN TINY ROTARY BLOOD PUMPS
Pinotti, Marcos
Cad. Eng. Bioméd., vol.13, n2, p.7-16, 1997
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Resumo
A implantação de bomba axial na cavidade torácica é wna promisora tendência no suporte à falência cardíaca. Entretanto, o compromisso entre as dimensões externas do dispositivo, os níveis de tensão de cisalhamento induzidos nas células do sangue e o conswno de energia devem ser adequadamente balanceados para se obter uma operação segura in vivo. No que diz respeito ao trauma mecânico ao sangue, o maior desafio no projeto de bombas de pequena dimensão é encontrar um compromisso razoável entre a necessidade de um espaçamento finito entre o topo da hélice e a carcaça e a relativa importância deste espaçamento como fonte de escoamento secundário. Conceitos relacionados à cascata de energia turbulenta foram utilizados para destacar as fontes de hemólise em bombas rotativas de sangue de pequena dimensão. A conexão entre dissipação viscosa a nível celular e a medida de tensões turbulentas, assim como seu uso potencial para aperfeiçoamento do projeto da bomba axial, foram discutidos neste trabalho.
Palavras-chave
Previsão da Hemólise, Dispositivo Implantável, Bomba Axial, Microescala turbulenta, Tensões de Reynolds
Abstract
The implantation ofaxial flow pump in the chest cavity is a promising new trend on supporting the failing heart. However, the compromise between the external device dimensions, the leveis of induced shear stresses on blood cells and the energy consumption must be properly tuned to obtain a reliable in vivo operation. Regarding mechanical blood trauma, the major challenge in designing tiny pumps is to find an attractive compromise between the need for a finite clearance between the rotor tip and the housing and the relative importance of such gap as a source of leakage flow. Turbulent energy cascade concepts were used to give some highlights underlying the sources of hemolysis in tiny rotary blood pumps. The link between viscous dissipation at the cellular scale and the measurable turbulent quantities, as well as its potential use for design improvement ofaxial flow pumps were also discussed.
Keywords
Hemolysis prediction, Implantable device, Axial flow pump, Turbulent microscale, Reynolds stresses