Allgemein unterstützen oder ersetzen Dialysatoren die Nierenfunktion. Das Kernstück des Dialysators ist ein Hohlfaserbündel aus semipermeablen Membranen, durch welche dem Blut Schadstoffe entzogen werden.

Ziel der numerischen Simulation ist zum einen die Analyse der globalen und lokalen Strömungsverhältnisse und Stofftransportprozesse im Dialysator und darauf aufbauend die Charakterisierung und Optimierung der Clearance - Eigenschaften.

Methode - "Der virtuelle Dialysator" besteht aus einem 3D Modell des Gesamtdialysators zur Ermittlung der Geschwindigkeits- und Druckverteilung im Dialysat- und im Blutraum und einem lokalen Modell der Hohlfasern zur Berechnung des diffusiven und konvektiven Stofftransportes entlang und über die Membran.

Ergebnisse der Simulation zeigen, wie die Clearance Rate durch die Membraneigenschaften (Permeabilität), die Fasergeometrie und die Umströmung der Hohlfasern beeinflusst wird. Das Modell liefert genaue Vorhersagen zu den Clearance Raten aller relevanten Stoffe (Harnstoff, Kreatinin, Vitamin B12,...). Der virtuelle Dialysator bietet die Möglichkeit einer effizienten Dialysatoroptimierung durch Parameter- und Geometrievarianten und lässt schon vor dem Prototypenbau Vorhersagen zur Dialysefunktion und Hämokompatibilität zu.

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