Study of the Liebau effect for use in extracorporeal blood circulation devices

Abstract

The Liebau effect is a phenomenon capable of generating a net flow without the need for valves. The mechanisms of the Liebau effect, impedance pumping and asymmetric pumping, involve a complex fluid-mechanical problem with many variables that influence the direction and amplitude of flow. However, Liebau effect pumps are devices with characteristics suitable for many applications, including the pumping of biofluids. Moreover, these pumps are easier to build. The research carried out during this doctoral thesis focuses on the study of the Liebau effect and its potential application in extracorporeal blood circulation assist devices. Much of the work focuses on the analysis of asymmetric pumping, which is the least studied mechanism of the Liebau effect. A deeper understanding of the Liebau effect will facilitate the design of such pumps.

El efecto Liebau es un fenómeno capaz de generar un flujo neto sin necesidad de válvulas. Los mecanismos del efecto Liebau, el bombeo por impedancia y el bombeo asimétrico, entrañan un problema fluidomecánico complejo, con muchas variables involucradas en el fenómeno y todas con influencia en el sentido y amplitud del flujo. No obstante, las bombas de efecto Liebau son dispositivos con características idóneas para muchas aplicaciones, entre ellas el bombeo de biofluidos. Además, son sencillos de construir. La investigación desarrollada durante esta tesis doctoral se centra en el estudio del efecto Liebau y su potencial aplicación en dispositivos de asistencia a la circulación sanguínea extracorpórea. Gran parte del trabajo se centra en el análisis del bombeo asimétrico, que es el mecanismo del efecto Liebau menos estudiado. La comprensión más profunda del efecto Liebau, facilitará el diseño de este tipo de bombas.