مدل محاسباتی توسعه یافته‌ی پخش اکسیژن ناشی از رگ‌زایی در یک تودینه‌ی سرطانی

بررسی و تحلیل دینامیک رشد و تغییرات تودینه های مهاجم در پاسخ به شرایط ریزمحیطی متفاوت جهت طراحی رویکرد های درمانی بسیار مهم است. رسیدن یک تودینه به حداکثر میزان رشد غیرعروقی سبب شروع رقابت یاخته های آن جهت رسیدن به منابع غذایی و اکسیژن بیش‌تر و آغاز فرایندهایی پیچیده در مسیر تحول آن می شود. درک توزیع اکسیژن در محیط تودینه برای مطالعه ی پیچیدگی های موجود در روند پیش‌رفت سرطان اهمیت ویژه ای دارد. مدل های فیزیکی موجود برای بررسی توزیع اکسیژن در تودینه ها بر اساس معادلات واکنش-پخش بوده که عامل هایی مانند تشکیل و توزیع شبکه ی عروقی جدید در آن موثر است. در این مطالعه یک مدل محاسباتی برای بررسی توزیع اکسیژن با توجه به تشکیل شبکه ی عروقی در یک تودینه ی کم اکسیژن شده ارائه گردیده است که نسبت به بسیاری از روش های معمول، محدودیت ها و پیچیدگی های محاسباتی بسیار کم‌تری دارد و حجم محاسبات را کاهش می دهد. در این مدل، پخش اکسیژن از شبکه ی عروقی درون تودینه با استفاده از حل معادله ی پخش اکسیژن به وسیله ی تغییر نگاه به شرایط مرزی و هم‌چنین حذف شرط هم‌گرایی در حل عددی معادله ی پخش شبیه سازی شده است. این مدل زمانی که با داده‌های بالینی کافی تکمیل شود می‌تواند به توسعه ی ابزارهای کارآمد در رویکرد درمانی برخی سرطان ها منجر شود.

a developed computational model of oxygen diffusion caused by angiogenesis in a cancer tissue

it is critical for developing treatment strategies to investigate and analyze the growth dynamics and changes of invasive tumors in response to various microenvironmental conditions. when a tumor reaches its maximum amount of non-vascular growth, its cells compete for more food and oxygen sources, triggering complex processes in its evolution. understanding the distribution of oxygen in the tumor environment is critical for unraveling the complexities of cancer progression. existing physical models for studying oxygen distribution in tumors are based on reaction-diffusion equations, which include factors such as the formation and distribution of the new vascular network. in this study, we presented a computational model to investigate the distribution of oxygen in a hypoxic tumor based on the formation of the vascular network, which has fewer limitations and computational complexity than many common methods and reduces the volume of calculations. when complete with sufficient clinical data, this model can lead to the development of efficient tools in the treatment strategy of some cancers.