Multiscale homogenization for fluid and drug transport in vascularized malignant tissues

均质化(气候) 微尺度化学 毛细管作用 流体力学 多孔介质 平流 偏微分方程 机械 多尺度建模 混合理论 物理 经典力学 材料科学 数学 数学分析 多孔性 化学 热力学 生物多样性 生态学 数学教育 计算化学 统计 混合模型 复合材料 生物
作者
Raimondo Penta,Davide Carlo Ambrosi,Alfio Quarteroni
出处
期刊:Mathematical Models and Methods in Applied Sciences [World Scientific]
卷期号:25 (01): 79-108 被引量:68
标识
DOI:10.1142/s0218202515500037
摘要

A system of differential equations for coupled fluid and drug transport in vascularized (malignant) tissues is derived by a multiscale expansion. We start from mass and momentum balance equations, stated in the physical domain, geometrically characterized by the intercapillary distance (the microscale). The Kedem–Katchalsky equations are used to account for blood and drug exchange across the capillary walls. The multiscale technique (homogenization) is used to formulate continuum equations describing the coupling of fluid and drug transport on the tumor length scale (the macroscale), under the assumption of local periodicity; macroscale variations of the microstructure account for spatial heterogeneities of the angiogenic capillary network. A double porous medium model for the fluid dynamics in the tumor is obtained, where the drug dynamics is represented by a double advection–diffusion–reaction model. The homogenized equations are straightforward to approximate, as the role of the vascular geometry is recovered at an average level by solving standard cell differential problems. Fluid and drug fluxes now read as effective mass sources in the macroscale model, which upscale the interplay between blood and drug dynamics on the tissue scale. We aim to provide a theoretical setting for a better understanding of the design of effective anti-cancer therapies.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
xiao迪发布了新的文献求助10
2秒前
李浩发布了新的文献求助10
2秒前
宴究生完成签到,获得积分10
2秒前
朝颜发布了新的文献求助20
2秒前
2秒前
李健应助干净听莲采纳,获得10
3秒前
cc关闭了cc文献求助
3秒前
3秒前
可乐发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
杨依宁完成签到,获得积分20
5秒前
自觉柠檬发布了新的文献求助10
5秒前
orixero应助qifeng采纳,获得10
6秒前
英俊的铭应助润泉采纳,获得10
6秒前
小胡完成签到 ,获得积分10
6秒前
随机昵称完成签到,获得积分10
6秒前
kyanite发布了新的文献求助10
6秒前
初景发布了新的文献求助10
7秒前
超神的节奏完成签到,获得积分10
7秒前
101发布了新的文献求助30
7秒前
波波发布了新的文献求助10
8秒前
大模型应助畅快的荣轩采纳,获得10
8秒前
现代的乐天完成签到,获得积分10
8秒前
黑羊Lisa完成签到,获得积分10
8秒前
时尚的半仙完成签到,获得积分10
9秒前
essential发布了新的文献求助10
10秒前
钟小熊完成签到,获得积分10
10秒前
故事的角色完成签到,获得积分10
10秒前
无聊的代曼完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
wzj发布了新的文献求助10
11秒前
ninjawhale完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
The Cambridge Handbook of Intellectual Property and Upcycling 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7211359
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8843915
关于积分的说明 18663584
捐赠科研通 6863835
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3182831
关于科研通互助平台的介绍 2343412
邀请新用户注册赠送积分活动 2157191