شبيه‌سازي سه‌بعدي رشد تومور مغزي گليوما با استفاده از روش ميدان فازي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

تومورهاي سرطاني، يكي از مهم‌ترين و پيچيده‌ترين عارضه‌هايي است كه در دهه‌هاي اخير توجه زيادي را به خود جلب كرده است. اين تومورها با رشد غيرقابل كنترل سلول‌ها متمايز مي‌شوند و مي‌توانند به بافت‌هاي سالم اطراف نفوذ كنند. در اين ميان، مطالعه و درك رفتار تومورها براي توسعه روش‌هاي درماني مؤثر ضروري است. به دليل مشكلاتي همچون زمان‌بر بودن آزمايش‌هاي تجربي و خطرات روش‌هاي آزمايشگاهي، تحقيقات درباره سرطان با استفاده از روش‌هاي محاسباتي آغازشده است. از جمله كميت‌هاي تأثيرگذار بر رشد تومور مي‌توان به مواردي همچون رگ‌زايي، سيكل سلولي، رفتار دوگانه بين فنوتايپ تكثير شونده و مهاجر، تأثير ميكرومحيط تومور و ميزان اكسيژن و گلوكز قابل دسترس سلول‌هاي سرطاني اشاره كرد. در پژوهش حال حاضر، با استفاده از روش ميدان فازي به شبيه‌سازي برخي رفتار تومورها پرداخته شده است. اين رفتارها شامل شبيه‌سازي رشد سلولي، واكنش تومور به گراديان مواد مغذي و همچنين بررسي تغييرات شكل تومور در واكنش به انتشار فاكتورهاي القايي هيپوكسي است. فازهاي اين پژوهش شامل سلول‌هاي سالم و سلول‌هاي سرطاني است. همچنين در اين پژوهش، نفوذ سلول‌هاي تومور به محيط اطراف شبيه‌سازي شده است. اين مرحله از شبيه‌سازي اهميت زيادي دارد زيرا نفوذ تومور به بافت‌هاي اطراف يكي از مراحل كليدي در پيشرفت سرطان است. نتايج حاصله نشان مي‌دهد كه اين روش توانايي قابل‌توجهي در شبيه‌سازي رشد تومور با ميزان محاسبات كمتر نسبت به روش‌هاي گسسته را داراست. طبق نتايج حاصل‌شده در پژوهش حال حاضر، در مدل‌هايي كه رفتار دوگانه سلول‌ها در نظر گرفته مي‌شود، سلول‌هاي سرطاني با نفوذ بيشتري در محيط پخش‌شده و مساحت بيشتري را تحت تأثير قرار مي‌دهند. همچنين، افزايش نفوذپذيري و كاهش چسبندگي سلولي منجر به رشد شاخه‌اي شكل تومور و گسترش بيشتر سلول‌هاي سرطاني مي‌شود. در شبيه سازي‌هاي مربوط به اين قسمت، اين تغيير منجر به 11 برابر شدن شعاع ناحيه مهاجر و 5/3 برابر حجم تومور شده‌است. درنهايت، اضافه شدن فاكتورهاي هيپوكسي نيز تغييرات مهمي را باعث مي‌شود كه ازجمله آن مي‌توان به متوقف شدن مهاجرت سلول‌ها پس از طي مسافتي محدود اشاره كرد. اين موضوع نيز تا 80 درصد باعث كاهش سرعت رشد ناحيه مهاجر مي‌شود. همچنين افزايش 30 درصدي آستانه مهاجرت سلول‌ها و افزايش 40 درصدي ترشح فاكتورهاي القايي هيپوكسي نيز به ترتيب تا 30 و 68 درصد موجب افزايش شعاع ناحيه مهاجر مي‌شود.

229812

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان