在异质瘤结节中进行腹腔内化疗期间药物输送的基于图像的建模

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 数学瘤学数学瘤学
• 药理动力学 药理动力学

背景情况:

• 腹膜内 (IP) 化疗对于腹膜癌症至关重要,但在药物透到瘤中面临挑战.
• 瘤病理生理学和异质血管系统复杂化药物输送效率.
• 实验研究是有限的;数学建模为研究提供了具有成本效益和效率的替代方案.

研究的目的:

• 开发和使用一个数值模型来研究IP化疗期间的药物输送.
• 将瘤异质性,包括血管,药物结合和细胞吸收纳入模型.
• 分析瘤血管网络对药物分发和治疗结果的影响.

主要方法:

• 使用图像处理开发了一个数值模型,从实际患者扫描中重建瘤几何形状.
• 嵌入的参数,如药物结合和癌细胞吸收.
• 模拟60分钟的多克索鲁比IP治疗,以评估药物度,透率和细胞活力.

主要成果:

• 该模型预测自由药物度的曲线下的面积 (AUC) 为295.18mol·m−3·s−1.
• 药物透率,以半幅度 (W1/2) 表示,范围为0.11至0.14毫米.
• 预计到模拟治疗结束时,20.4%的癌细胞将被杀死.
• 异质瘤血管系统显著影响了间歇性流体的速度,压力和药物度分布.

结论:

• 瘤血管异质性是影响IP化疗中药物输送的关键因素.
• 开发的数值模型为药物透率和疗效提供了宝贵的见解.
• 这种方法显示了个性化治疗规划的潜力,用于围癌的患者特异性研究.