肿瘤血管生成的二维数值模拟

血管生成(angiogenesis),指从已存在的血管网络中成长出新的血管网络。肿瘤毛细血管生成在肿瘤的生长、转移等阶段发挥着重要的作用。在此过程中内皮细胞积极参与其中的各个阶段:首先是各种各样的肿瘤促血管生成因子的释放(tumorangiogenesisfactors,TAF),激活内皮细胞;新生的内皮细胞在一系列的内部和外部因素的调节下向着肿瘤迁移,最终新生成的毛细血管到达肿瘤并穿越它。目前对肿瘤内及其周围的毛细血管网络了解很少,这给临床上对肿瘤的研究和治疗带来一定困难。本文考虑内皮细胞与胞外间质的相互作用、对TAF的响应,根据肿瘤内外的生理和病理条件描述肿瘤促血管生成的特点,并根据肿瘤内的复杂特性建立二维离散数学模型,研究肿瘤内部的毛细血管网络的生成。数值模拟的结果显示该模型在一定程度上可以产生符合真实的肿瘤内外的毛细血管分层特点的网络,同时也给后续的研究提供了一定的依据。

实体肿瘤血液动力学的三维数值模拟

目的数值研究实体肿瘤内外三维微血管网及间质内的血液动力学。方法数值生成实体肿瘤内外三维微血管网,根据Poiseuille定律和Darcy定律分别计算微血管内压强及肿瘤组织间质压、组织液流速。结果肿瘤外部微血管内压强迅速降低,肿瘤内部微血管压强变化很小,可视为常数;肿瘤组织间质压呈现‘内高且平,外低且陡’的分布,组织液流速与之相反。结论本模型得到了较为有效的肿瘤内外三维血管网结构;血液动力学计算结果与生理实际基本吻合,为研究肿瘤内药物输运提供了可信的模型及方法。