Effect of Blade Thickness on Hemodynamics and Hemolysis: A Case Study of Pediatric Centrifugal Blood Pumps

叶轮 溶血 离心泵 剪应力 生物医学工程 体外膜肺氧合 材料科学 血流动力学 蜗壳 结构工程 机械工程 工程类 计算机科学 外科 复合材料 医学 麻醉 免疫学
作者
Navideh Abbasnezhad,Farid Bakir
出处
期刊:Journal of biomechanical engineering [ASM International]
卷期号:147 (2) 被引量:2
标识
DOI:10.1115/1.4067009
摘要

Blood pumps, critical components in ventricular assist devices and extracorporeal membrane oxygenation systems, are primarily evaluated based on their ability to minimize blood damage through optimized design. Despite extensive research, the impact of impeller blade thickness and the proximity of rotating and stationary surfaces remains insufficiently explored. This study presents a comprehensive analysis, combining experimentally validated numerical simulations with an advanced Lagrangian approach, to compare the hemodynamic and hemolytic performance of three centrifugal pumps. These pumps share identical volutes but differ in impeller blade thickness. The selected operating point-a blood flow rate of 1 l/min and a pressure differential of 60 mm Hg-was chosen for its clinical relevance, particularly in pediatric applications. Computational fluid dynamics (CFD) simulations were employed to evaluate hemodynamic performance, while Lagrangian postprocessing was used to estimate the hemolysis index (HI) by tracing fluid particle trajectories. These analyses provided detailed insights into velocity, pressure, and shear stress (SS) distributions, with special attention given to critical regions near clearance gaps and solid boundaries. The results reveal a significant increase in hemolysis risk in these regions, especially as the size of opposing rotating and stationary surfaces increases. The pump with the thickest blades (pump 3) exhibited the poorest performance, with shear stress and hemolysis index negatively impacted by the increased blade thickness. Although specific to the pumps studied, these findings offer valuable guidance for the optimal design of blood pumps and suggest that the analytical approach could be applied to other sensitivity studies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
北极星发布了新的文献求助10
1秒前
gsokok完成签到,获得积分10
2秒前
XXGG完成签到 ,获得积分10
2秒前
萝卜青菜完成签到 ,获得积分10
2秒前
cdercder应助蓝天采纳,获得30
3秒前
眼睛大的念桃完成签到,获得积分10
3秒前
乔翼娇完成签到 ,获得积分10
9秒前
18秒前
灵巧的以亦完成签到 ,获得积分10
18秒前
孙一完成签到,获得积分10
19秒前
Ruby于完成签到 ,获得积分10
20秒前
CharlesRoue完成签到,获得积分10
22秒前
Jun发布了新的文献求助10
22秒前
不回首完成签到 ,获得积分10
24秒前
木句木己完成签到,获得积分10
25秒前
槿曦完成签到 ,获得积分10
27秒前
29秒前
lzh完成签到 ,获得积分10
32秒前
喵喵666完成签到,获得积分10
33秒前
jscshoping完成签到 ,获得积分10
43秒前
48秒前
豆豆完成签到 ,获得积分10
49秒前
lichunrong完成签到,获得积分10
50秒前
小蜗牛发布了新的文献求助10
52秒前
Jun完成签到,获得积分20
53秒前
杜嘟嘟完成签到,获得积分10
54秒前
笑点低的凉面完成签到,获得积分10
54秒前
专注笑珊完成签到,获得积分10
56秒前
追光少年完成签到,获得积分10
57秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
57秒前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得20
57秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
57秒前
杆儿完成签到,获得积分10
59秒前
jianglili完成签到 ,获得积分10
1分钟前
芍药完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lizh187完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李振博完成签到 ,获得积分10
1分钟前
研友_GZ3zRn完成签到 ,获得积分0
1分钟前
章诚完成签到,获得积分10
1分钟前
佰斯特威发布了新的文献求助20
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7231854
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8858109
关于积分的说明 18684273
捐赠科研通 6897283
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3191714
关于科研通互助平台的介绍 2361333
邀请新用户注册赠送积分活动 2166058