مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

حل همزمان جریان درون‌بافتی در تومور و جریان خون در شبکه مویرگی بازسازی شده ناشی از تومور

نویسندگان
1 دانشجوی دوره دکتری مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
3 عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
امروزه مدل‌سازی تومورها و نتایج شبیه‌سازی آنها برای پیش‌بینی چگونگی انتقال دارو به سلول از طریق مویرگ‌ها و بافت‌ها به‌کار می‌رود. این مدل سازی شامل بررسی جریان درون بافتی (جریان پخش و جابه جایی در ماتریس فراسلولی) و جریان عبوری از مویرگ ها، ایجاد شده توسط تومور است. در این مقاله مدل جامعی از جریان در بافت توموری و نرمال در برگیرنده آن با در نظر گرفتن مقیاس‌های مختلف، (جریان جابه‌جایی خون در مویرگ ها به عنوان کوچک ترین مقیاس تا جریان سیال درون بافتی) ارائه شده است. در این مقاله برای اولین بار به کمک مدل ریاضی، شبکه مویرگی ناشی از تومور با دو رگ والد در اطراف آن تولید شده است. در ادامه، با در نظر گرفتن خواص رئولوژی ناپیوسته خون در مویرگ ها و تطابق‌پذیری قطر مویرگ ها به عوامل جریانی و متابولیکی، جریان خون در شبکه مویرگی، مدل‌سازی شده است. این جریان همزمان با جریان درون بافتی که از طریق جریان عبور از دیواره مویرگ به هم متصل شده‌اند حل شده است. نتایج، فشار درون بافتی بالا در ناحیه توموری و همچنین شبکه مویرگی نامتناجس را که از عوامل اختلال در دارورسانی به تومورها هستند پیش بینی کرده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A simultaneously solution of interstitial fluid flow in tumor tissue and blood flow in remodeled microvascular network induced by tumor

نویسندگان English

Mostafa Sefidgar 1
Hossein Bazmara 1
Majid Bazargan 2
S. Mojtaba Mousavi Naeenian 2
Madjid Soltani 3
1 PhD Student, Department of Mechanical Engineering, K. N. T. university of technology
2 Assoc. Professor, Department of Mechanical Engineering, K. N. T. university of technology, Tehran, Iran.
چکیده English

Nowadays, solid tumor modeling and simulation results are used to predict how therapeutic drugs are transported to tumor cells by blood flow through capillaries and fluid flow in tissues. This model involves processes such as fluid diffusion, convective transport in extracellular matrix, and extravasation from blood vessels. In this paper, a complete model of interstitial fluid flow in tumor and normal tissue is presented with considering multi scale of solution such as blood flow through a capillary (as the smallest scale) to interstitial flow (as the biggest scale). The advanced mathematical model is used to generate a capillary network induce by tumor with two parent vessel around the tumor for the first time. In the following, the blood flow is modeled through the network with considering the non-continuous behavior of blood rheology and adaptability of capillary diameter to hemodynamics and metabolic stimuli. This flow is simultaneously simulated with interstitial flow which is coupled to blood flow through capillary with extravascular flow. The results predict elevated interstitial pressure in tumor region and heterogeneous capillary network which are introduced as barriers to drug delivery.

کلیدواژه‌ها English

Tumor
Remodeled capillary network
Interstitial fluid flow
Blood flow through capillaries