Tejido Sanguíneo en la Microescala: Modelado Comparativo de Interacción Fluido Estructura entre Hematíes y Plasma

Abstract

El tejido sanguíneo es el fluido biológico más importante del organismo humano y está compuesto esencialmente por plasma y glóbulos rojos. Su comportamiento mecánico en la microescala resulta de interés en el diseño de nuevas aplicaciones médicas. Se presenta un estudio comparativo de su modelado microscópico mediante dos enfoques empleando técnicas numéricas diferentes para capturar la interacción fluido-estructura. En ambos, el plasma se modela como un fluido simple y los hematíes mediante geometrías con características semejantes a las de eritrocitos normales en dos dimensiones. En un modelo, las propiedades materiales de los glóbulos rojos se consideran utilizando modelos de sólidos hiperelásticos y se resuelve numéricamente siguiendo la posición de la interfaz a través de una malla móvil. En otro, los hematíes se modelan con membranas basadas en redes de resortes discretos utilizando el método de frontera inmersa. Para la resolución numérica se emplean códigos de terceros, cerrados y abiertos, y se muestran resultados comparativos de ambos modelos resaltando fortalezas y debilidades. El modelo de frontera inmersa, no obstante, resulta computacionalmente menos costoso.