Cell exclusion in couette flow:evaluation through flow visualisation and mechanical forces

Article English OPEN
Leslie, Laura J.; Marshall, Lindsay J.; Devitt, Andrew; Hilton, Andrew; Tansley, Geoff D.;

Cell exclusion is the phenomenon whereby the hematocrit and viscosity of blood decrease in areas of high stress. While this is well known in naturally occurring Poiseuille flow in the human body, it has never previously been shown in Couette flow, which occurs in implan... View more
  • References (10)

    1.  Palmer AA. Axial drift of cells and partial plasma skimming in blood flowing through glass slits.  American Journal of Physiology ‐‐ Legacy Content. 1965;209(6):1115‐22.  Fujiwara H, Ishikawa T, Lima R, Matsuki N, Imai Y, Kaji H, et al. Red blood cell motions in highhematocrit  blood  flowing  through  a  stenosed  microchannel.  Journal  of  Biomechanics.  2009;42(7):838‐43. 

    Sugii Y, Okuda R, Okamoto K, Madarame H. Velocity measurement of both red blood cells and  plasma of in vitro blood flow using high‐speed micro PIV technique. Measurement Science and  Technology. 2005;16(5):1126. 

    Vidakovic S, Ayre P, Woodard J, Lingard N, Tansley G, Reizes J. Paradoxical Effects of Viscosity  on the VentrAssist Rotary Blood Pump. Artificial Organs. 2000;24(6):478‐82.  Sutera S. Flow‐induced trauma to blood cells. Circ Res. 1977;41(1):2‐8.  Kawahito K, Nose Y. Hemolysis in different centrifugal pumps. Artif Organs. 1997;21(4):323‐6.  Patrick M, Chen C‐Y, Frakes D, Dur O, Pekkan K. Cellular‐level near‐wall unsteadiness of highhematocrit erythrocyte flow using confocal μPIV. Experiments in Fluids. 2011;50(4):887‐904.  James NL, Wilkinson CM, Lingard NL, Meer ALvd, Woodard JC. Evaluation of Hemolysis in the  VentrAssist Implantable Rotary Blood Pump. Artificial Organs. 2003;27(1):108‐13.  Watanabe  N,  Arakawa  Y,  Sou  A,  Kataoka  H,  Ohuchi  K,  Fujimoto  T,  et  al.  Deformability  of  human red blood cells exposed to a uniform shear stress as measured by a cyclically reversing  shear flow generator. Physiol Meas. 2007;28(5):531‐45. 

    Nanjappa BN, Chang H‐K, Glomski CA. Trauma of the Erythrocyte Membrane Associated with  Low Shear Stress. Biophysical Journal. 1973;13(11):1212‐22.  Leverett LB, Hellums JD, Alfrey CP, Lynch EC. Red blood cell damage by shear stress. Biophys J.  1972;12(3):257‐73. 

    Paul R, Apel J, Klaus S, Schügner F, Schwindke P, Reul H. Shear Stress Related Blood Damage in  Laminar Couette Flow. Artificial Organs. 2003;27(6):517‐29.  Lee SS, Antaki JF, Kameneva MV, Dobbe JG, Hardeman MR, Ahn KH, et al. Strain Hardening of  Red  Blood  Cells  by  Accumulated  Cyclic  Supraphysiological  Stress.  Artificial  Organs.  2007;31(1):80‐6. 

    Muijderman EA. Spiral groove bearings library Pt, editor. New York: Springer‐Verlag; 1966. 199  p. 

    Zou  Q,  Tian  Y,  Liu  X,  Wen  S,  Barber  GC.  Study  of  Flow  Characteristics  of  Lubricant  in  SpiralGroove Bearings by the Fluorescent Method. Tribology Transactions. 2005;48(2):259 ‐ 63.  Kink  T,  Reul  H.  Concept  for  a  new  hydrodynamic  blood  bearing  for  miniature  blood  pumps.  Artificial Organs. 2004;28(10):916‐20. 

    Lowe  G,  Fowkes  F,  Dawes  J,  Donnan  P,  Lennie  S,  Housley  E.  Blood  viscosity,  fibrinogen,  and  activation  of  coagulation  and  leukocytes  in  peripheral  arterial  disease  and  the  normal  population in the Edinburgh Artery Study. Circulation. 1993;87(6):1915‐20.  Wells  RE,  Jr.,  Merrill  EW.  Influence  of  flow  properties  of  blood  upon  viscosity‐hematocrit  relationships. J Clin Invest. 1962;41:1591‐8. 

    Wells  RE,  Merrill  EW.  Shear  Rate  Dependence  of  the  Viscosity  of  Whole  Blood  and  Plasma.  Science. 1961;133(3455):763‐4. 

    Chien  S.  Shear  Dependence  of  Effective  Cell  Volume  as  a  Determinant  of  Blood  Viscosity.  Science. 1970;168(3934):977‐9. 

  • Related Organizations (4)
  • Metrics
Share - Bookmark