恶性肿瘤是最危险的杀手之一。肿瘤微血管网和组织结构的复杂性使其血液动力学及大分子药物传递的基础理论研究进展缓慢。同时,由于肿瘤内高压强、高阻力和低对流形成药物传递的屏障,使药物难以到达靶细胞,因此肿瘤化学药物治疗不易达到预期效果。本项目根据实体肿瘤(Solid Tumor)解剖学结构和生理学,结合血管生成(Angiogenesis)原则数值生成既符合生理实际又适合进行血液动力学和大分子药物传递数值计算的微血管网,建立肿瘤微血管网-间质模型。利用CFD方法进行微血管网血流、跨毛细血管交换和间质流动及大分子药物传递的数值计算,得到血管血流和间质液流的速度、压强和大分子药物的浓度分布,分析它们的耦合作用,以及生理参数和控制参数变化的影响,研究使间质压强、药物浓度分布达最适宜状态、药物易于进入靶细胞的参数范围和控制方法。进行动物实验比较。为肿瘤化学治疗提供合理有效的施药方案。
恶性肿瘤是人类死亡最重要的杀手之一,我国政府已将肿瘤防治研究列入国家2006-2020中长期科学和技术发展纲要。由于血管系统的复杂结构和间质高压、高阻和低对流,药物传递到靶细胞遇到了很大的障碍。本项目研究目标是建立可用于肿瘤血液动力学实际分析的微血管网模型;研究微血管网血液流动,间质内流体流动和大分子药物的传递;提出肿瘤化学药物合理优化的施药方案,为临床作参考。本项目根据解剖学,应用连续-离散混合方法,数值建立了可用于肿瘤血液动力学分析的微血管网模型。微血管生成扩展深入到肿瘤内部在国际上是首次。微血管网生成分别考虑了力学环境,方向任意性,目前未见报道。 基于数值生成的微血管网,研究微血管网血液流动-跨微血管壁的交换-间质内流体流动和大分子药物的传递,同时计及了血液流变学。和国际研究比较,本研究具有耦合性,综合性和全面性的特点。在此基础上,研究了大分子药物在肿瘤内的传递,得到了"根据不同肿瘤及药物MEC,应分别采用短时间集中注射方式和长时间低药量缓慢注射方式"的结论。动物(鼠)实验验证了上述理论结论。本项目第一次实现了Dynamics施药策略。