《Biophysical Journal》：A phase-field model for viscoelastic compressible tumor growth
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摘要不断生长的肿瘤会对其局部微环境中的力学应力产生并作出响应。组织重排可以释放这些力学应力，使组织表现出类似流体的特性。此外，机械力转导与生化信号之间的复杂耦合会导致多样的生长模式。为预测这些非线性相互作用的结局，我们开发了一种相场模型来模拟肿瘤在周围介质中的生长，并考虑了肿
摘要
不断生长的肿瘤会对其局部微环境中的力学应力产生并作出响应。组织重排可以释放这些力学应力，使组织表现出类似流体的特性。此外，机械力转导与生化信号之间的复杂耦合会导致多样的生长模式。为预测这些非线性相互作用的结局，我们开发了一种相场模型来模拟肿瘤在周围介质中的生长，并考虑了肿瘤的弹性和粘性性质以及它们的压缩性。我们将粘弹性力学行为的连续介质模型与一种可扩散的促生长营养因子的浓度以质量守恒的方式进行耦合。此外，相场方法是一种稳定且灵活的方法来描述任意形状肿瘤的动态行为。我们在径向对称几何结构中证明了相场模型向尖锐界面模型的收敛性，并可观察到肿瘤向稳态发展的过程。然而，我们的结果表明，这些稳态对称肿瘤在二维和三维中会受到对称性破缺不稳定性影响，其主要由两种机制驱动：（i）由于营养因子梯度引起的差异性生长而产生的弹性屈曲不稳定性，以及（ii）由凋亡相关的体积损失产生的不稳定性。此外，组织流动性和压缩性可导致肿瘤拓扑结构的改变。我们的建模框架提供了一种稳健的方法论，用于研究组织力学和生长因子信号如何影响实体瘤的进展和侵袭潜力。
L. Zieger | M. Wu | C. Wei | J. Lowengrub | S. Aland
德国弗莱贝格科技大学数学与计算机学院，09599 弗莱贝格，德国
