剪力流場中的溶血研究

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Title:	剪力流場中的溶血研究
Other Titles:	Hemolysis in Shear Flow
Authors:	盧博堅
Contributors:	淡江大學水資源及環境工程學系
Keywords:	溶血;溶血指數;Couette 流場;黏滯性應力;雷諾應力;血液實驗
Date:	2007
Issue Date:	2009-03-16 17:01:00 (UTC+8)
Abstract:	人工器官如心室輔助器、人工心瓣、導管等，會在心血管中造成非生理性的流況，這些流況所產生的血流應力會引發血液的破壞，特別是紅血球的損傷，稱為溶血(hemolysis)。一般以溶血指數(Index of Hemolysis)IH(%)來表示，此溶血指數是切應力大小及暴露時間的函數。Giersiepen et al.(1990)依據Wurzinger et al.(1986)的實驗導出的溶血指數模式，IH(%)＝ 0.785 exp 3.62 105 2.416 t 。此模式廣被應用在計算流體(CFD)對新設計人工器官的評估上。Wurzinger et al.(1986)的實驗為同心圓內桶轉動之Couette 黏度儀，為了避免不穩定的Taylor 渦流的產生，其操作範圍暴露時間為0-700ms，應力範圍為0-255Pa，此範圍太狹窄而不符合現有人工器官的生理範圍，以致CFD 所計算的溶血指數高估了實際的實驗值。本計畫的目的即是要修正此模式，並增大其應用的範圍。本計畫將以外圓桶的轉動取代內圓桶的轉動，此種運作方式可增大其均勻Couette flow 的範圍。而不至於引進不穩定的Taylor vortex。而暴露時間將由血液的入流及出流量來控制。本計畫將分三年進行：第一年為均勻剪力流場的建立，將使用流場可視化及雷射都卜勒流速儀，量測間隙內之流場，以確定在期望的剪應力範圍內可產生均勻的剪力流場。第二年將採用新鮮的豬的血液進行溶血的測試，而血液的損傷將以溶血指數來加以量化，並求其和應力大小及暴露時間的溶血指數模式。第三年將以一簡單的拘限紊流射流場來驗證第二年導出的溶血指數模式，以探討如何從層流應力所得的模式，應用到紊流場的雷諾應力對血球的破壞。
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