肿瘤生长背后的物理学

Duke大学的研究人员已经开发了一种预测性理论，可从新的角度来看患者的肿瘤生长。而不是专注于细胞生长的生物学机制，研究人员使用热力学和肿瘤的物理空间扩展到预测其从单个细胞的进化到复杂的癌细胞。

结果在1月15日出现生物系统。

“当科学家们考虑癌症时，思想的第一件事是生物学，他们倾向于忽视其增长模式的体质现实，”杜克大学医学院放射学教授Ehsan Squeri说。“肿瘤如何与周围环境互动的问题，并为其细胞提供营养素，这是迄今为止尚未集中在一起的故事的一个方面。”

“我们的理论利用了如何的基本概念自然系统成长并重新组织自己以获得更大的流动系统，“J.A.JONE.JONE.JONES在DUKE的机械工程教授杰出教授说。”这不仅解释了这种增长如何发生，而且也是必须发生的原因。“

新的工作是基于1996年的Bejan借助的建设性法，使得为一个系统生存，它必须发展以增加其流动的进入。例如，人体血管系统已经进化为提供血流量通过少数大动脉和许多小毛细血管的网络。河流系统，树枝和现代公路和道路网络都反映了工作的同样的力量。

在论文中，Bejan，Squi和Docual Student Thomas Sauer展示了肿瘤的增长和内部重组，因为它的发展是直接相关的，因为它需要更多地进入流动的营养，以及用于去除垃圾的导管。他们使用这些见解来预测细胞集群的增长作为结构的函数，并且还预测将从一个不同配置从一个不同的配置标记到接下来的临界簇尺寸。

为了验证他们的理论，研究人员将其预测与癌症和非癌性肿瘤生长模式的几项独立研究进行了比较。结果表明，他们的工作提供了对最小尺度上的细胞簇的生长以及如现象学模型中所述的增殖细胞的大规模动态提供了统一的观点。

“随着肿瘤的增长，流动系统足够大以通过肿瘤的血管形成来创造可见电流，”Bejan说。“我们的理论揭示了这些戏剧性过渡背后的物理学，并预测他们应该发生。”

在过去的15年里，同样一直在努力通过所谓的虚拟临床试验来测试新的干预措施和医疗程序的患者。这些试验模拟了患者和程序能够实现医疗评估，否则将过度昂贵或不道德。直到最近，这些虚拟患者所代表的肿瘤一直是静态的。但随着肿瘤生长的新理论，同样成功地创造了动态，种植肿瘤模型，可能为癌症研究开辟新途径。

目前正在生成的过程中瘤来自他的新模型的成长图像，将它们与从真实患者拍摄的图像混合，并测试放射科医生，看看它们是否可以判断差异。到目前为止，结果一直很有希望。

“如果肿瘤不会生长，模型就没有现实，”同样。“我们希望我们的平台能够准确模型肿瘤生长因此，我们可以回答非常真实的问题，其中需要患有患者的频率以确定他们的癌症是否正在增长或萎缩。“

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