حل همزمانجريان درون‌بافتي در تومور و جريان خون در شبكه مويرگيبازسازي شده ناشي از تومور

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

امروزه مدل‌سازي تومورها و نتايج شبيه‌سازي آنها براي پيش‌بيني چگونگي انتقال دارو به سلول از طريق مويرگ‌ها و بافت‌ها به‌كار مي‌رود. اين مدل-سازي شامل بررسي جريان ميان بافتي (جريان پخش و جابه جايي در ماتريس فراسلولي) و جريان عبوري از مويرگ ها، ايجاد شده توسط تومور است. در اين مقاله مدل جامعي از جريان در بافت توموري و نرمال در برگيرنده آن با در نظر گرفتن مقياس‌هاي مختلف، (جريان جابه‌جايي خون در مويرگ ها به عنوان كوچك ترين مقياس تا جريان سيال ميان بافتي) ارايه شده است. در اين مقاله براي اولين بار به كمك مدل رياضي، شبكه مويرگي ناشي از تومور با دو رگ والد در اطراف آن توليد شده است. در ادامه، با در نظر گرفتن خواص ريولوژي ناپيوسته خون در مويرگ ها و تطابق‌پذيري قطر مويرگ ها به عوامل جرياني و متابوليكي، جريان خون در شبكه مويرگي، مدل‌سازي شده است. اين جريان همزمان با جريان ميان بافتي كه از طريق جريان عبور از ديواره مويرگ به هم متصل شده‌اند، حل شده است. نتايج، فشار ميان بافتي بالا در ناحيه توموري و همچنين شبكه مويرگي نامتناجس را كه از عوامل اختلال در دارورساني به تومورها هستند پيش بيني كرده است.

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.