Simulación computacional para la separación de partículas lípidos de la sangre por medio de la fuerza de radiación acústica

Abstract

El interés en los microfluidos ha conducido a muchas ventajas potenciales en los progresos tecnológicos actuales de ingeniería. Las ondas acústicas en frecuencias de ultrasonidos se vienen utilizando para procesar y separar pequeñas partículas por diferencia de densidades y compresibilidades por medio microdispositivos de laboratorio integrado. La separación de partículas en sistemas microfluidos ha sido demostrada por empleo de centrifugación, magnetofóresis, hidrodinámica, dielectrofóresis y acustifóresis. La acustifóresis es una técnica que permite la separación de micropartículas en suspensión empleando la fuerza de radiación acústica. Creando dentro de la microcámara del fluido un modo de resonancia fundamental que proporciona un campo nodal de presión acústica, para que ocurra la separación de partículas debe existir una diferencia entre las propiedades físicas de densidad y compresibilidad, conllevando a un desplazamiento lateral en la trayectoria de partículas en una nueva trayectoria laminar definida. Este método es notablemente ventajoso pues no requiere ningún tratamiento previo de las partículas y se pueden aplicar virtualmente a toda clase de partículas. La magnitud de la fuerza de radiación acústica sobre las partículas no ejerce daño sobre ellas, debido a su magnitud de acción periódica y de respuesta producida en el medio fluido conductor. Como la fuerza de radiación acústica ejercida, conduce al movimiento interno de partículas en el fluido y su eventual impulsión a lo largo de una trayectoria predeterminada deseada, se planteara el efecto de resonancia en la microcámara y las ecuaciones de trayectoria que describen el desplazamiento de partículas y la determinación de la concentración final basándose en la simulación computacional. Asimismo se realiza la comparación de la simulación computacional con los datos experimentales que han obtenido por esta técnica en la Universidad de Southampton, Universidad de Lund. Se plantea la acción de la frecuencia de actuación sobre la fuerza de radiación acústica y finalmente la separación de partículas constituyentes de la sangre eritrocitos‐lípidos mediante simulación computacional y se compara con los datos y fotografías que fueron obtenidas en la Universidad de Lund.

Interest in microfluidics has led many potential benefits in the current technological engineering. The acoustic waves at ultrasonic frequencies have been used to process and separate small particles of different densities and compressibilities laboratory using integrated microdevices. The separation of particles in microfluidic systems been has demonstrated by use of centrifugation, magnetophoresis, hydrodynamics dielectrophoresis and acoustophoresis. The acoustophoresis is a technique that allows separation of microparticles in suspension using acoustic radiation force. Creating within the fluid microcamera one fundamental resonant mode nodal provides a sound pressure field, for particle separation to occur there must be a difference between the physical properties of density and compressibility, leading to a lateral displacement in the trajectory of particles in a laminar new trajectory defined. This method is remarkably advantageous as it requires no pretreatment of the particles and applied can be to virtually all types of particles. The magnitude of the acoustic radiation force exerted on the particles no damage on them, due to their magnitude of periodic action and response produced in the conductive fluid medium. As the acoustic radiation force exerted, leading to internal motion of particles in the fluid and their eventual discharge along a predetermined path desired to be brought into resonance effect the microchamber and trajectory equations describing the particle displacement and determining the final concentration based on computer simulation. It also makes the comparison of computer simulation with experimental data have been obtained by this technique at the University of Southampton, University of Lund. This raises the action of the actuation frequency of the acoustic radiation force and finally the separation of constituent particles of the blood erythrocytes and lipid through computational simulation and compared with the data and photographs were obtained at the University of Lund.