Multiscale modelling and nonlinear simulation of vascular tumour growth.
Multiscale modelling and nonlinear simulation of vascular tumour growth.
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DOI：
10.1007/s00285-008-0216-9
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发表时间：
2009-04
影响因子：
1.9
通讯作者：
Lowengrub, John
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Macklin, Paul;McDougall, Steven;Anderson, Alexander R. A.;Chaplain, Mark A. J.;Cristini, Vittorio;Lowengrub, John
在这篇文章中，我们提出了一个新的多尺度数学模型的实体肿瘤生长的一个改进的模型与肿瘤诱导的血管生成模型的肿瘤侵袭。我们进行多尺度模型的非线性模拟，证明了血管网络的发展和重塑，通过网络的血流和肿瘤进展之间的耦合的重要性。与临床观察结果一致，肿瘤细胞增殖产生的流体静力学应力关闭了大部分血管网络，显著影响了血流、随后的网络重塑、营养物质向肿瘤的输送以及随后的肿瘤进展。此外，肿瘤细胞的细胞外基质降解被认为对血管网络的发展和肿瘤的生长反应都有显着的影响。特别是，新发育的血管倾向于包裹肿瘤，而不是穿透肿瘤，因此在输送营养方面效果较差。
In this article, we present a new multiscale mathematical model for solid tumour growth which couples an improved model of tumour invasion with a model of tumour-induced angiogenesis. We perform nonlinear simulations of the multi-scale model that demonstrate the importance of the coupling between the development and remodeling of the vascular network, the blood flow through the network and the tumour progression. Consistent with clinical observations, the hydrostatic stress generated by tumour cell proliferation shuts down large portions of the vascular network dramatically affecting the flow, the subsequent network remodeling, the delivery of nutrients to the tumour and the subsequent tumour progression. In addition, extracellular matrix degradation by tumour cells is seen to have a dramatic affect on both the development of the vascular network and the growth response of the tumour. In particular, the newly developing vessels tend to encapsulate, rather than penetrate, the tumour and are thus less effective in delivering nutrients.
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