مدل سازی پدیده رشد تومور فاقد رگ با رویکرد مدل ساختاری با استفاده از روش المان محدود

مدل سازی ریاضی پدیده رشد سرطان همانند مدلسازی سایر پدیده های بیولوژیکی این امکان را فراهم می کند تا بسیاری از متغیرهایی که قابل اندازه گیری نمی باشند و نقش مهمی در طی این فرایند ایفا می کنند را پیش بینی و کمی سازی نمود. در پژوهش حاضر مدل المان محدودی از پدیده رشد تومور فاقد رگ با در نظر گرفتن مدل ساختاری بافت و تنش های ایجاد شده در آن، ارائه شده است که نتایج حاصل از آن مطابقت خوبی با نتایج تجربی دارند. در مدل ارائه شده، ساختار تومور و بافت پیرامون آن به صورت یک ماده هایپر الاستیک فرض شده که به مرور زمان بافت تومور رشد می کند. تنش های ناشی از رشد به صورت تابعی از غلظت مواد غذایی و اکسیژن، محتوای جامد تومور و نرخ تکثیر و مرگ سلولی در نظر گرفته شده اند. با استفاده از این مدل می توان تنش های ایجاد شده در بافت در حین فرایند رشد را پیش بینی کرده و فعل و انفعالات میان تومور و بافت پیرامون آن را بررسی نمود. نتایج حاصل از مدل نشان می دهند که تنش های ایجاد شده در تومور به مرور زمان موجب کاهش نرخ رشد تومور می شود. همچنین به منظور بررسی قابلیت های مدل، تاثیر مدول حجمی بافت به عنوان یک عامل تعیین کننده در میزان تراکم ناپذیری بافت، بررسی شده است. بررسی ها نشان می دهند که افزایش مدول حجمی بافت که به معنای افزایش تراکم ناپذیری بافت است، میزان تنش های ایجاد شده در آن را افزایش می دهد که با توجه به اینکه بافت های بیولوژیکی شامل مقادیر قابل توجهی آب می باشند، نتایج واقع گرایانه تری را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

Avascular tumor growth ، Finite Element Modeling ، Bulk modulus ، Hyperelastic material ، رشد تومور فاقد رگ ، مدل المان محدود ، مدول حجمی ، ماده هایپر الاستیک