شبيه‌سازي توزيع فشار اكسيژن و غلظت نانو ذره اف مايزو در بافت با استفاده از شبكه

Simulation of oxygen pressure and nanoparticle FMISO concentration in tissue by considering a real capillary network

امروزه با ‌‌استفاده از شبيه‌سازي بافت طبيعي و چگونگي نفوذ مواد در داخل بدن، محل توده سرطاني قابل پيش‌بيني مي‌باشد. همچنين با در نظر گرفتن بافت سرطاني، روند رشد آن نيز قابل ارزيابي است. جريان عبوري درون مويرگ، تأثير آن بر بافت‌هاي مجاور و نفوذ مولكول‌ها از ديواره مويرگ ازجمله مواردي است كه در اين نوع از مدل‌سازي‌ها در نظر گرفته مي‌شود. سلول‌هاي سرطاني به دليل نرخ سريع تكثير سلولي، داراي سطح پاييني از اكسيژن مي‌باشند. اين كمبود اكسيژن هيپوكسي نام دارد. به همين دليل با ‌استفاده از روش‌هاي تهاجمي و غيرتهاجمي مختلف، ميزان اكسيژن در تمامي قسمت‌هاي بدن اندازه‌گيري مي‌شود. دستگاه پت ازجمله نمونه‌هايي است كه با‌ استفاده از ردياب‌هاي مشخص به‌صورت غيرتهاجمي وضعيت توزيع اكسيژن را در قسمت‌هاي مختلف بدن نمايش مي‌دهد. در اين مقاله با در نظر گرفتن شبكه مويرگي واقعي، جريان خون در آن شبيه‌سازي‌شده است. در ادامه، با در نظر گرفتن تأثيرات آن بر بافت، فشار اكسيژن و غلظت ردياب به‌طور هم‌زمان مدل‌سازي شده‌اند. در آخر نيز غلظت ردياب در دو حالت آزاد و متصل به سلول‌ها در نقاط مختلف بافت نمايش داده‌ شده و تغييرات آن بازمان نيز بررسي‌شده است.

Today using the simulation of normal tissue and the process of diffusion mechanism, the location of tumor is predictable. Considering the tumor tissue, cancer cell growth can be evaluated. The fluid flow through the capillary, its effects on the adjacent tissue and the diffusion of molecules from capillary wall to tissue are considered in the modeling formulations. Due to the high rate of dividing cells in tumor tissue, they have low level of oxygen which is called Hypoxia. Hence, different invasive and noninvasive methods have been utilized in order to measure the oxygen level in the body. The PET device evaluates the oxygen distribution with specific tracers throughout the body. In the present research, considering a real capillary network, the blood flow is simulated. Afterward, the oxygen pressure and the concentration of tracer are simulated simultaneously. Finally, the variation of free and bound tracer concentration over the time are investigated.