بررسی محاسباتی تاثیر چسبندگی بین سلول سرطانی و دیواره رگ بر حرکت سلول در رگ‌های خونی

سرطان بیماری‌ای است که باعث مرگ ومیر بسیاری در جهان شده است. علیرغم پیشرفت‌های وسیع پزشکی، هنوز شناخت کافی از سرطان وجود ندارد. بنابراین، نیاز قابل توجهی به مدلسازی‌های مهندسی برای شناخت بهتر آن احساس می شود. حرکت سلول سرطانی در خون و چسبندگی‌های آن در حین متاستاز، از پیچیده‎ترین ساز وکارهایی است که در بدن اتفاق می‌افتد. در این تحلیل یک مدل دوبعدی از حرکت سلول سرطانی توسعه داده شده است که در دو حالت مختلف در یک مسیر مستقیم در رگ خونی حل می‌شود. دو حالت تحلیل شامل وجود و عدم وجود چسبندگی بین سلول سرطانی و دیواره رگ در حضور چسبندگی بین سلول سرطانی و گلبول سفید است. این تحلیل‌ها با روش اجزای محدود و به کمک معادلات برهمکنش سیالجامد صورت می گیرد. در این تحلیل‌ها فرض شده است که خواص سلول‌ها و خون به‌صورت همگن هستند و سیال به صورت نیوتنی و تراکم ناپذیر است. همچنین سلول سرطانی به صورت صلب و گلبول سفید به صورت الاستیک خطی مدل شده است. تحلیل‌ها نشان می‌دهد که تاثیر وجود پیوندهای بین سلول و دیواره رگ به مراتب بیشتر از تاثیر پیوندهای بین سلول‌ها است. بررسی دقیق نمودارهای تحلیل های چسبندگی در کنار مسائل پزشکی نظیر دارورسانی به بیماران سرطانی، در درمان و پیشگیری از متاستاز سرطان تاثیر بسزایی دارد.

Computational Investigation of the Effect of Adhesion between Cancer Cells and Vessel Walls on the Movement of the Cells in Blood Vessels

Cancer is a disease that causes mortality in the world. Despite of improvements in medicine, there is not still sufficient knowledge of cancer. Therefore, there is a strong need for engineering modeling to understand it. The motion and adhesion of cancer cells in a blood vessel during metastasis is a complex mechanism that occurs in body. A two[1]dimensional model of the movement of cancer cells has been developed that is solved in two different modes in a straight line in a blood vessel. These modes are related to presence and absence of adhesion between cancer cell and blood vessel wall in presence of adhesion between cancer cell and white blood cell. The analysis is performed using FEM and FSI equations. It is assumed that the properties of blood and cells are homogeneous and fluid is incompressible and Newtonian. Cancer cell is modeled as a rigid body and white blood cell is assumed as linear elastic. The analysis shows that the influence of adhesion between the cell and the vessel wall is more important from cellcell adhesion. Through consideration in the adhesion charts along with medical issues such as drug delivery to patients can affect the treatment or prevention of metastasis.