在二维有限元模型中分析肿瘤生长与血管生成的动态关系

采用一种新颖的二维计算模型，我们模拟了血管生成与肿瘤生长动力学之间的反馈。分析朝向肿瘤来源血管生成碱性成纤维细胞生长因子 bFGF 浓度梯度形成的血管及其延伸，我们假设在血管到达肿瘤表面之前，由此产生的肿瘤生长模式是对称的、以共同中心点为圆心的圆形。然而，在血管到达肿瘤表面后，我们假设该特定癌变区域的生长速率相较于缺乏新生血管化的肿瘤表面部分加快。因此，产生的不对称肿瘤生长模式偏向供养血管所在位置。模拟结果显示随时间推移血管密度增加、血管分支长度减小、以及血管分支架构的分形性增加。有趣的是，随时间推移分形维数呈现 S 形模式，由于血管长度与密度的不同特征，在肿瘤生长早期和晚期增速率降低。在后期，较高血管分形性导致肿瘤切片体积显著增加的发现，为血管模式对癌症生长的功能性影响提供了进一步的计算机模拟证据。