Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №1, 2015 / с. 20-23

Влияние пульсирующего потока и обратной очистки на скорость потока плазмы при плазмаферезе. Часть 1. Теория

                                

А. Остадфар, Э. Равич


Аннотация

Первый этап фильтрация крови в почках включает в себя отделение твердых частиц (клеток крови и белков) от жидкой части крови (плазмы). Проектирование и изготовление имплантируемой искусственной почки требует глубоких теоретических знаний и экспериментальных данных, описывающих этот процесс. В статье рассмотрена теория обратной очистки, рассматривающая зависимость потока пермеата от времени, в течение которого происходит фильтрация крови поперечным потоком. Представленный метод позволяет снизить уровень загрязнения мембранного фильтра. Предлагаемый подход предполагает использование внутренней энергии человеческого тела (пульсации крови) для обеспечения колебаний диафрагмы насоса, необходимых для фазы обратной очистки в процессе фильтрации. В статье приведены результаты исследования влияния на скорость потока пермеата таких параметров, как скорость поперечного потока, число Уомерсли, перепад давления и время фильтрации.


Сведения об авторах

Али Остадфар, научный сотрудник,
Эндрю Равич, Ph.D., профессор, Школа технических наук, Университет Саймона Фрейзера, Ванкувер, Канада,
e-mail: ali_ostadfar@sfu.ca

Список литературы

1. Altmann J., Ripperger S. Particle deposition and layer formation at the crossflow microfiltration / Membr. Sci. 1997. Vol. 124. PP. 119-128.
2. Ostadfar A., Rawicz A.H. Glomerular Plasmapheresis Design for an Implantable Artificial Kidney // Journal of Medical and Biological Engineering. Special Issue on Innovations in Clinical Devices. 2012. Vol. 32 (4). PP. 273-278.
3. Sondhi R., Lin Y.S., Alvarez F. Crossflow filtration of chromium hydroxide suspension by ceramic membranes: Fouling and its minimization by backpulsing // J. Membr. Sci. 2000. Vol. 174. PP. 111-122.
4. Vigneswaran S., Boonthanon S., Prasanthi H. Filter backwash recycling using crossflow microfiltration // Desalination. 1996. Vol. 106. PP. 31-38.
5. Natasuka S., Nakate I., Miyano T. Drinking water treatment by using ultrafiltration hollow fiber membranes // Desalination. 1996. Vol. 106. PP. 55-61.
6. Kennedy M., Kim S.M., Mutenyo I., Broens L., Schippers J. Intermittent crossflushing of hollow fiber ultrafiltration systems // Desalination. 1998. Vol. 118. PP. 175-188.
7. Lua W.-M., Tung K.-L., Pan C.-H., Hwang K.-J. Crossflow microfiltration of mono-dispersed deformable particle suspension // J. Membr. Sci. 2002. Vol. 198. PP. 225-243.
8. Solomon B., Castino F., Lysaght M., Colton C., Friedman L. Continues flow membrane filtration of plasma from whole blood // Trans. Am. Soc. Artif. Intern. Organs. 1978. Vol. 24. PP. 21-26.
9. Onishi M., Shimura K., Seita Y., Yamashita S. Design of a new plasma separation membrane by Graft Copolymerization // Radiat. Phys. Chem. 1995. Vol. 46. PP. 219-223.
10. Meares P., Page K. Oscillatory fluxes in highly porousmembranes // Proc. B. Soc. Lond. 1974. Vol. 339. PP. 513-532.
11. The Biomedical Engineering HandBook/ Second Edition. Section 30.2 / Ed. Bronzino J.D. CRC Press LLC, 2000.
12. Amornsamankul S., Wiwatanapataphee B., Wu Y.H., Lenbury Y. Effect of Non Newtonian behavior of blood on pulsatile flows in stenotic arteries // Int. J. Biol. Life Sci. 2005. Vol. 1. PP. 42-46.
13. Chabra R.P., Richardson J.F. Non-Newtonian Flow and Applied Rheology // Engineering Applications. 2008. Second edition. P. 14.
14. Baskurt O., Hardeman M., Rampling M., Meiselman H. Handbook of Homology and Hemodynamics. – IOS press, October 2007.
15. Truskey G.A., Yuan F., Katz D.F. Transport Phenomena in Biological Systems. – Prentice Hall, 2008.
16. Westerhof N., Stergiopulos N., Noble M.I.M. Snapshots of Hemodynamics: An aid for clinical research and graduate education. – Springer Science and Business Media, Inc., 2005. P. 29.
17. Waite L., Fine J.P.E. Applied bio fluid mechanics. – The McGraw-Hill Companies, 2007. PP. 18 and 221.
18. Gabrusa E., Szaniawska D. Application of backflushing for fouling reduction during microfiltration of yeast suspensions // Desalination. Elsevier B.V. 2009. Vol. 240. PP. 46-53.
19. Cakl J., Bauer I., Dolecek P., Mikulasek P. Effects of backflushing conditions on permeate flux in membrane crossflow microfiltration of oil emulsion // Desalination. 2000. Vol. 127. PP. 189-198.
20. Stauffer P.H. Flux Flummoxed: A Proposal for Consistent Usage // Ground Water. 2006. Vol. 44. PP. 125-128.
21. Malbrancq J.M., Jaffrin M.Y. Plasma filtration through a microporous membrane // ASAIO J. 1984. Vol. 7. PP. 16-24.
22. Gomaa H.G., Raob S., Al-Taweel A.M. Intensification of membrane microfiltration using oscillatory motion // Sep. Purif. Technol. 2011. Vol. 78. PP. 336-344.
23. Olsson A., Stemme G., Stemme E. A numerical design study of the valveless diffuser pump using a lumped-massmodel // J. Micromech. Microeng. 1999. Vol. 9. PP. 34-44.
24. Akoum O.A., Jaffrin M.Y., Ding L., Paullier P., Vanhoutte C. A hydrodynamic investigation of microfiltration and ultrafiltration in a vibrating membrane module // J. Membr. Sci. 2002. Vol. 197. PP. 37-52.
25. Laser D.J., Santiago J.G. A review of micropumps // J. Micromech. Microeng. 2004. Vol. 14. PP. R35-R64.