مدل‌سازی و شبیه‌سازی فرآیند رشد عروقی تومور

Abstract

تومور در مرحلة رشد غیرعروقی نمی‌تواند بدون منبع خون­رسانی بیش از چند میلی‌متر رشد کند و برای رشد بیشتر باید فرآیند رگ‏زایی را آغاز کند. از سوی دیگر، تومور عروقی که عروق ‌خونی در آن نفوذ کرده است، با فراهم شدن اکسیژن به‌سرعت رشد می‌کند. در این مطالعه، مدل ریاضی گسسته‌ای از فرآیند رگ­زایی تومور همراه با اثرات جریان خون در شکل­گیری شبکة دوبعدی موردنظر ارائه‌شده‌ است. این ساختار با یک مدل وفقی مکان‌یابی جوانه‌های عروقی در طول رگ اصلی، در ابتدای فرآیند رگ­زایی ترکیب‌شده است و سپس پیشروی جوانه‌های عروقی در ماتریس خارج سلولی و نفوذ آن‌ها به داخل تومور و همچنین نفوذ جریان خون از­طریق ساختار مویرگی مدل ‌شده است. در این مدل سه مرحلة مکان‌یابی جوانه‌ها در طول رگ اصلی، پیشروی آن‌ها و جریان خون باهم ترکیب‌ شده‌اند. سپس بر­اساس شبکة عروقی به‌دست ‌آمده، انتقال اکسیژن و بقیة مواد لازم برای رشد بیشتر تومور شبیه‌سازی‌شده است. همچنین فرض­شده است رشد تومور درنتیجة تکثیر سلول‌های تومور اتفاق می‌افتد. مراحل رشد تومور و رگ­زایی به‌وسیلة تغییرات محیط میکرو شامل تراکم اکسیژن، فاکتور رگ­زایی تومور و ماتریس خارج سلولی باهم ترکیب ‌شده‌اند. همچنین سعی شده است تا تطبیق مکانی و زمانی مناسبی در پارامترهای مدل ایجاد شود.