نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

• محمود برزوئی ¹
• مجتبی عمادی بایگی ²
• محمد مردانی ¹
• حسن ربانی ¹

¹ گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهرکرد

² گروه ژنتیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهرکرد

چکیده

بررسی و تحلیل دینامیک رشد و تغییرات تودینه‌های مهاجم در پاسخ به شرایط ریزمحیطی متفاوت، جهت طراحی رویکرد‌های درمانی بسیار مهم است. رسیدن یک تودینه به حداکثر میزان رشد غیرعروقی سبب شروع رقابت یاخته‌های آن جهت رسیدن به منابع غذایی و اکسیژن بیشتر شده و فرآیندهای پیچیده‌ای را در مسیر تحول خود آغاز می‌کند. فهم توزیع اکسیژن در محیط تودینه برای مطالعه‌ی پیچیدگی‌های موجود در روند پیشرفت سرطان اهمیت ویژه‌ای دارد. مدل‌های فیزیکی موجود برای بررسی توزیع اکسیژن در تودینه‌ها بر اساس معادلات واکنش-پخش هستند که عامل‌هایی مانند تشکیل و توزیع شبکه‌ی عروقی جدید در آن مؤثر است. در این مطالعه، یک مدل محاسباتی برای بررسی توزیع اکسیژن با توجه به تشکیل شبکه‌ی عروقی در یک تودینه‌ی کم‌اکسیژن شده را ارائه کرده‌ایم که نسبت به بسیاری از روش‌های معمول، محدودیت‌ها و پیچیدگی-های محاسباتی بسیار کمتری دارد و حجم محاسبات را کاهش می‌دهد. این مدل، زمانی که با داده‌های بالینی کافی تکمیل شود، می‌تواند به توسعه‌ی ابزارهای کارآمد در رویکرد درمانی برخی سرطان‌ها منجر شود.

کلیدواژه‌ها

• دینامیک تودینه
• شبکه‌ی عروقی
• معادله‌ی واکنش-پخش
• توزیع اکسیژن

موضوعات

• مدل‌سازی رایانه‌ای زیستی / شبیه‌سازی رایانه‌ای زیستی

عنوان مقاله [English]

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

نویسندگان [English]

• mohamood borzouei ¹
• modjtaba emadi-baygi ²
• mohammad mardaani ¹
• hasan rabani ¹

¹ Department of Physics, Faculty of Basic Sciences, Shahrekord University

² Department of Genetics, Faculty of Basic Sciences, Shahrekord University

چکیده [English]

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.

کلیدواژه‌ها [English]

• Tumor dynamic
• Vascular network
• reaction-diffusion equation
• oxygen distribution