生理参数及药物注射方式对球形实体肿瘤中药物输运的影响

目的　研究球形实体肿瘤中生理参数对药物输运的影响，以及探讨有较好效果的药物注射方式。方法　设肿瘤中毛细血管网成球对称分布，肿瘤中的毛细血管表面积和肿瘤体积之比为半径的函数。肿瘤间质为多孔介质，化学药物透过毛细血管壁进入肿瘤间质，在肿瘤间质中输运满足扩散方程。肿瘤外正常组织富含血管和淋巴，药物能被淋巴管吸收，药物输运采用改进的药代动力学模型。用肿瘤中各部位药物浓度维持在最小药物浓度MEC水平以上的时间曲线面积(AUC)来衡量药物的效果。结果　增大肿瘤间质中毛细血管对药物的通透性P，提高药物在肿瘤间质的扩散系数D，AUC的值均增大。在给出的六种给药方式中，分时段连续滴注和等时间间隔一次性注射的给药方式，它们的AUC值最大。结论　增大肿瘤间质中毛细血管对药物的通透性，提高药物在肿瘤间质的扩散系数，以及采用分时段连续滴注和等时间间隔一次性注射的给药方式，有利于肿瘤的治疗。     

实体肿瘤药物输运与给药方式的集中参数模型及实验研究

目的研究不同给药方式对实体肿瘤抗癌药物疗效的影响,并通过动物实验验证。方法分别建立体内药代动力学和肿瘤内药物输运的集中参数模型,模拟单次快速注射和等时间间隔三次快速注射时肿瘤间质组织药物浓度Ct随时间的变化。实验小鼠分为两组,分别进行抗癌药羟基喜树碱(HCPT)单次快速注射和等时间间隔3次快速注射,观察其肿瘤内药物平均浓度。对数值模拟结果和动物实验结果进行比较。结果数值模拟结果显示,对于相同总量药物,等量等间隔的三次给药,肿瘤间质组织药物浓度Ct高于单次给药。动物实验的实测结果相同。结论3次给药的效果显著优于单次给药。集中参数模型基本能够定量反映不同给药方式的效果。     

冠状动脉中氧输运的数值模拟研究

利用正常人的CT数据,通过图像分割和重建建立右侧冠状动脉的真实三维几何模型;利用专业的网格划分软件ICEM CFD 12.0对几何模型进行计算网格的划分;利用商用CFD软件Fluent12.0对模型中的血液流动和氧输运进行数值模拟,获得了在入口的平均速度为0.2m/s的定常流情况下,冠状动脉内的流线图、壁面切应力分布图、重要截面上的速度分布和氧浓度分布图。数值模拟结果发现,在血管曲率较大的区域和血管分叉区域的血液流动较为复杂,存在二次流、回流和死水区;在弯曲血管附近靠近内侧的区域的氧浓度显著降低、浓度梯度也降低。这些结果与临床上观察到的这些区域易形成冠状动脉粥样硬化斑块的结论相吻合。     

基质力学环境影响下实体肿瘤血管生成的二维数值模拟

目的考察肿瘤内外不同的力学环境对实体肿瘤血管生成过程中内皮细胞迁移运动的影响,数值生成毛细血管网络图。方法考虑内皮细胞(EC)和细胞外基质(ECM)两相,将ECM设为线性黏弹性体,ECM位移由EC牵引力、ECM黏弹性力及外力构成的力平衡方程得出。通过对EC运动方程的离散,数值生成肿瘤内外血管网络。结果考虑肿瘤内外力学环境对内皮细胞运动的影响,可以获得相对真实的分层毛细血管网络:在肿瘤外层富含毛细血管,越靠近肿瘤中心,血管越稀少。结论考虑力学环境影响的模型在一定程度上可以产生符合生理真实的肿瘤内外毛细血管网络,同时也给后续的研究提供了一定的依据。     

细胞外基质力学性质对实体肿瘤血管生成影响的数值模拟

考虑细胞外基质ECM力学性质对实体肿瘤血管生成的影响,数值模拟肿瘤内外血管网络.将肿瘤外正常组织ECM和肿瘤组织ECM均设为线弹性体,考虑内皮细胞的扩散运动、对肿瘤血管生成因子TAF的趋化性响应、对粘连蛋白FN趋触性响应以及对流运动,进行数值模拟.计算结果表明模型能够获得较为真实的分层毛细血管网络.     

放射治疗下实体肿瘤演变的数学模型和数值模拟

目的数值模拟研究放射治疗下放射敏感性系数、治疗频率、肿瘤细胞成熟年龄等因素对实体肿瘤放射治疗效果的影响。方法建立放射治疗下实体肿瘤演变的连续-离散混合数学模型,模型考虑肿瘤的微环境(氧、细胞外基质、基质降解酶)以及自身行为(增殖、凋亡、黏附)对肿瘤演变的影响,并引入线性二次模型描述肿瘤对放射治疗的响应,采用数值模拟方法模拟不同条件下肿瘤演变的过程,评价放射治疗的疗效。结果肿瘤的放射治疗效果与放射敏感性系数、肿瘤细胞成熟年龄正相关,而在放射剂量总量不变的情况下,高频治疗和低频治疗效果并没有特别明显的区别。结论模拟结果与临床结果相吻合,可为肿瘤放射治疗的理论及临床研究提供一种新的方法。     

抗血管生成药物Endostatin作用下实体肿瘤血管网络血液灌注数值模拟

目的 研究抗血管生成治疗肿瘤主要药物之一的血管生成抑制素ES (Endostatin) 对肿瘤血液灌注的影响.方法 在数值生成ES作用下肿瘤血管的基础上,设血液为不可压缩牛顿流体,用扩展的Poiseuille定律和Starling定律分别计算管内流量和跨壁流量,肿瘤内间质流动遵循Darcy定律,肿瘤微血管渗透率受Endostatin的影响,用差分法数值模拟在ES作用下肿瘤血管网络的血液灌注.结果 在ES作用下,肿瘤微血管生成减少,间质压力下降,压力梯度增大.结论 ES药物在减少肿瘤血管生成数量的同时,改变肿瘤血管渗透性,改善肿瘤血液动力学环境,有利于其他治疗肿瘤药物的输运.     

各向异性传导系数对实体肿瘤间质流体流动影响的二维边界元模拟

目的研究实体肿瘤组织间质各向异性传导系数对流体流动的影响。方法用图像处理方法建立具有实体肿瘤微血管形态和分布特征的二维微血管网络模型, 应用边界元方法数值计算多连通区域内组织液的流动及水力传导系数变化的影响。结果横向与纵向间质水力传导系数的不同, 对整个肿瘤内组织间质压强的分布有明显的影响; 不同函数形式分布的水力传导系数, 影响肿瘤局部区域内间质流体压强的分布。结论各向异性水力传导系数对实体肿瘤组织间质压强有明显影响, 与传导系数变化的范围和肿瘤内微血管网络的形态有关。     

实体肿瘤血管任意方向生成的二维数值模拟

目的　二维数值生成实体肿瘤任意方向生长的血管网，为研究实体肿瘤内血液动力学、药物输运以及抗血管生成提供更趋真实的微血管网络结构。方法　将新生血管芽尖的内皮细胞迁移方向由先前模型的上、下、左、右四个方向扩展为任意方向，建立相应的二维离散模型，数值模拟实体肿瘤微脉管系统的生成过程，比较模拟结果与相关实验数据的符合程度。结果　对盲肠肿瘤微血管网进行数值模拟，与改进前的模型和其他模型比较，本模型生成的肿瘤微血管网结构特征，如血管的走向、扭曲、分叉与融合等，更接近生理实际，与实验观测图像的相似度更高。结论　该模型可模拟实体肿瘤的微血管网生成，为肿瘤内血液微循环、药物传递以及抗血管生成的理论研究提供较为接近实际的微血管网络结构。     

二维弹性动脉瘤模型的血液动力学数值模拟与分析

本研究的目的在于探讨血液动力学参数对于动脉瘤形成、生长以及破裂的影响。从医学影像学图像出发,进行二维弹性动脉瘤模型的血液动力学数值模拟。将其结果与刚性动脉瘤结果在速度矢量场和切应力分布上进行对比,发现两者存在较大差异。主要表现在几个截面的速度分布有较大差异,其中一个出口的速度分布明显偏心,这将影响壁面的应力分布以及管壁物质交换。弹性和刚性模拟沿瘤壁的壁面切应力分布曲线走势基本相似,所不同的是两者的切应力数值特别是在瘤颈附近存在较大差异。通过分析阐明弹性壁模型更加符合临床与病理生理实际。研究结果对于分析动脉瘤形成、生长破裂以及预后有重要的临床应用价值。     

实体肿瘤内毛细血管-跨毛细血管壁-组织间质相耦合的不定常流动及对药物传递的影响

目的研究实体肿瘤内毛细血管-跨毛细血管壁-组织间质内流体不定常耦合流动对流场的影响及对药物传递的促进作用。方法建立耦合流动模型,毛细血管内流动遵循Navier-Stokes方程;跨血管壁和间质内组织液流动遵循Starling定律和Darcy定律。在边值阶跃增压和叠加脉动流两种情况下研究不定常流动,半解析半数值求解。结果相对于毛细血管,组织间质内压强传递具有滞后性。血管内流动改变引起肿瘤组织结构的动态调整,该过程中跨壁压差与组织间质压梯度均有所提高。结论毛细血管边值阶跃增压产生的不定常流动有助于药物从管壁渗出进入组织内部,也有助于其在组织内扩散。     

肿瘤微循环血管网的数值模拟及后期处理

目的通过数值模拟及后处理技术获取模拟的肿瘤微血管网络结构,为研究肿瘤血液动力学和药物输送提供更趋逼真的模拟微血管网模型。方法建立具有宿主动-静脉的肿瘤血管生成模型,其中考虑了血管分叉及管径变化等因素。对模型参数作了灵敏度分析以判断模拟结果的可调控性。同时检查了血管网的连通以确保网络结构的完整性。此外,对血管网作了后期平滑处理,以减少数值网络引起的流动阻力。结果模拟结果符合肿瘤微血管网的基本形态特征,同时具有完整的循环系统、局部可调控性、网络连通性、较好的平滑度等。结论该模型可为研究肿瘤血液动力学、药物输运以及血管靶向治疗提供更趋真实可靠的血管网络数值模型。     

Effect of fibroblast interferon on colony tumor growth of miscellaneous solid human tumors

Summary The antiproliferative effect of fibroblast interferon (IF-) on the colony tumor growth of 42 miscellaneous carcinomas (15 gastric, 11 breast, eight colon, five ovarian, three bronchial) and two malignant melanomas were assayed in a semisolid, double-layered agar culture system. Of the 44 evaluable experiments only four tumor specimens (three breast-, one gastric carcinoma) showed at least a 30% inhibition of colony formation due to application of interferon at concentration of 1,000 IU/ml or less. In these cases, a dose response relationship of the interferon effect was obvious. Yet, in the majority of carcinomas investigated, interferon had no antiproliferative influence on colony tumor growth and was markedly inferior to a simultaneously tested cytostatic agent (adriamycin). Our in vitro results contradict a general direct cytotoxic action of interferon on human solid carcinomas.     

Iron-oxide embedded solid lipid nanoparticles for magnetically controlled heating and drug delivery

This paper presents the development of magnetic lipid nanoparticles that could serve as controlled delivery vehicles for releasing encapsulated drugs in a desired manner. The nanoparticles are composed of multiple drugs in lipid matrices, which are solid at body temperature and melt around 45°C to 55°C. In addition, super-paramagnetic γ-Fe₂O₃ particles with sizes ranging from 5 to 25 nm are surface modified and dispersed uniformly in the lipid nanoparticles. In the prototype demonstration, lipid nanoparticles with average sizes between 100 and 180 nm were fabricated by high-pressure homogenization at elevated temperatures. When exposed to an alternating magnetic field of 60 kA/m at 25 kHz, a solution containing 2 g/L encapsulated γ-Fe₂O₃ particles showed a temperature increase from 37°C to 50°C in 20 min. Meanwhile, the dissipated heat melted the surrounding lipid matrices and resulted in an accelerated release of the encapsulated drugs. Within 20 min, approximately 35% of the encapsulated drug molecules were released from the lipid nanoparticles through diffusion. As such, the presented lipid nanoparticles enable a new scheme that combines magnetic control of heating and drug delivery, which could greatly enhance the performance of encapsulated drugs. A portion of this paper was presented in the 11th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, Paris, France, October 2007.     

缓释管组成结构对药物缓释速率的影响因素研究

为探究药物本身及缓释管组成结构等因素对药物缓释速率的影响,以孕酮、睾酮和雌二醇作为缓释试验药物,对硅胶缓释管的封堵方式、管长、管壁厚度以及所填充药物的方式等因素对药物缓释速率的影响进行了检测。实验结果表明,药物的结构对其本身的缓释速率具有决定性作用。硅胶缓释管的封堵方式、管长、管壁厚度及所填充药物的方式都对药物的缓释速率具有显著的调节作用,且调节作用的大小与药物本身缓释性能的大小成正比。另外,我们新研制的玻璃-硅胶缓释管释放面积小,药物储存能力大,特别适用于释放速率较快的药物在体内的长期缓释。     

壳聚糖水凝胶用于局部药物控释的研究进展

<正>大量的活性化合物具有作为药物治疗的潜力,但在临床应用上很少取得满意的效果,主要是因为它们在体内的生物利用度低[1]。这些复合物的生物活性主要取决于药物的输入方式和器官的生理代谢特征[2]。利用高分子化合物的疏水和     

T细胞免疫治疗实体肿瘤的临床试验疗效分析

过继性T细胞治疗(adoptive cell transfer therapy,ACT)是以肿瘤浸润淋巴细胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)、基因工程编辑的T细胞受体T细胞(T cell receptor engineered T cells,TCR-T)和嵌合抗原受体T细胞(ch...