恶性肿瘤研究新进展——生理屏障的发现

近年来发明的生物疗法,如单克隆抗体(Mabs),增长因子(GFs)等,由于它们在体外对癌细胞有效的杀伤能力而被称为“突破性药物”,“神奇炮弹”.但当这些药物用于病人体内时则疗效较差.从事肿瘤结构研究达15年之久的Jain博士最近指出,药物在体内疗效不好的原因是肿瘤内部产生了三个生理屏障:①非均匀的血液供给;②组织间隙中的高压;③组织间隙中的大传质距离.这些屏障使药物很难到达肿瘤内核区.尤其是对于从人体免疫系统提取的象单克隆抗体这类药物更严重,因为免疫系统的细胞和分子比一般药物分子大得多.因此,要使治癌药物在体内完成预期医疗效果,必须发展克服生理屏障的方法. 本文对生理屏障进行了全面描述,希望引起我国癌症研究者的注意和生物力学工作者的兴趣.      

动脉粥样硬化成因和大分子跨血管的传质

动脉硬化形成机理是当前心血管系统中主要关心的问题。30多年来对这个问题的研究已取得了很大进展。本文介绍了当前最重要的两个课题,即动脉壁细胞对血液流动的反应和大分子跨血管壁传质的研究成果。指出一些现已认为不对的旧认识和目前关于动脉硬化的新观点,以及当前的热门课题。      

UNSTEADY／STEADY NUMERICAL SIMULATION OF THREE-DIMENSIONAL INCOMPRESSIBLE NAVIER-STOKES EQUATIONS ON ARTIFICIAL COMPRESSIBILITY

A mixed algorithm of central and upwind difference scheme for the solution of steady/unsteady incompressible Navier-Stokes equations is presented. The algorithm is based on the method of artificial compressibility and uses a third-order flux-difference splitting technique for the convective terms and the second-order central difference for the viscous terms. The numerical flux of semi-discrete equations is computed by using the Roe approximation. Time accuracy is obtained in the numerical solutions by subiterating the equations in pseudotime for each physical time step. The algebraic turbulence model of Baldwin-Lomax is ulsed in this work. As examples, the solutions of flow through two dimensional flat, airfoil, prolate spheroid and cerebral aneurysm are computed and the results are compared with experimental data. The results show that the coefficient of pressure and skin friction are agreement with experimental data, the largest discrepancy occur in the separation region where the lagebraic turbulence model of Baldwin-Lomax could not exactly predict the flow.     

三维非定常/定常不可压缩流动N-S方程基于人工压缩性方法的数值模拟

基于人工压缩性方法提出—中心与迎风混合的算法,以数值模拟N-S方程的定常/非定常解．对半离散方程的左端采用中心差分, 方程右端数值流量采用迎风Roe近似算法,其精度可达三阶．湍流模式利用Baldwin-Lomax代数模式．计算例子包括二维平板、机翼剖面、扁椭球、颅动脉瘤等．计算结果表明,压力和摩擦系数与实验符合,在分离涡旋区计算值与实验有差别,这或许是由于湍流模式不够精确的缘故．     

药物从柱型高聚物基体内扩散释放的活动边界问题

采用修正积分法,得到了药物从柱形高聚物基体内扩散释放的活动边界问题的近似解析解,给出了扩散边界和药物释放分数的计算公式及其在不同初装浓度下的计算结果。计算结果与实验结果是一致的。进而,对药物从片形、柱形、球形等不同几何形状的基体内的释放问题进行了对照,分析了基体的不同几何形状对药物释放的影响。还给出了药物从柱形基体内扩散释放的有效时间的近似计算公式。这对临床实验具有一定的指导意义,也为进一步研究药物从柱型高聚物基体内扩散释放问题以及缓释制剂的设计提供了理论工具。     

The influence of cardiovascular dynamic coupling on the blood pulse wave propagation in human body

I.IntroductionPeoplehavedonequiteafewresearchesaboutthepulsewavepropagationinarteries.Womersleyl'lhasputforwardtheformulaofpressureandflowincylilldricaltubesanalytically,Lambertl'l,Streeter,etal.t3]andAnliker,etal.141havecarriedoutsomenumericalcomputationofbloodnowonthebasisofonedimensiontubeflowequation.otherauthorshavestudiedthepropagationcharacterofpulsewaveinarterieswithspreadlinetheoryandcharacteristiclinemethod,andhavemadesomeprogress.However,summarizingallthepreviouswork,theyalltaketh…     

心室-血管的动态耦合

心血管系统是一个复杂的耦合系统,研究心脏和血管之间的相互作用有助于揭示心血管疾病的机理及发病规律。左心室的E(t)-R模型和体动脉树的T-Y管模型被用来研究心室-血管的动态耦合,得到了与生理实验符合得很好的结果。并详细探讨了各参数对心功能的影响及最优耦合问题,所得结果具有临床应用价值。     

连续流式电泳浓度场的三维分析

本文研究含不同微粒的缓冲液通过方形连续流式电泳室时在横向电场作用下的分离问题,首次全面考虑了三维的温度场,速度场和浓度场的相互作用,通过数值模拟揭示了微重力环境及通常重力条件下各参数的影响。文中还提出一种拟三维算法,能使数值模拟的工作量大大减小而所得结果与三维算法的结果一致。     

三维非定常水的跨血管壁流动与大分子的跨血管壁传质

对水的跨血管壁流动与大分子的跨血管对流-扩散传质提出一个统一的三维非定常模型,研究了内皮细胞在转换过程中形成漏的缝隙后的大分子跨壁传质,其浓度随时间的增长,内皮细胞截面形状对浓度分布的影响及生理参数对浓度分布的影响,采用解析方法求出了水跨壁流动的速度场与压力场的分析解,根据以前学者对血管壁的超微结构研究,将血管壁分为4层,用数值模拟方法求解了低密度脂蛋白（LDL）、血清白蛋白（albumin）以及辣根过氧化酶（HRP）三种大分子在各层的浓度分布,结果表明,随着时间的增长,在不同时刻,低剪切流中内皮细胞截面形状接近圆形时,大分子在漏的缝隙处浓度大小和分布范围,都大于高剪切流中内皮细胞截面被拉长时的情形;弹性层厚度等参数显著地影响传质,浓度分布随时间的增长与轴对称结果类似,即漏的缝隙处有一明显的浓度尖峰,在两侧浓度迅速减少,浓度尖峰值和浓度分布的范围随着时间的增长而降低与变小,这些结果对了解动脉粥样硬化形成的机理有重要意义。     

弯曲血管涡旋分离区的确定

弯曲血管中动脉粥状硬化和涡旋区的产生密切相关.本文在牛顿粘性不可压缩流体作定常层流运动的前提下,采用动量积分关系式方法和准常曲率的概念.对曲率小,曲率变化不太大的弯曲血管,得到了确定分离点和再附点位置的方程.据此可确定最早分离的地方及对应的临界雷诺数以及对不同方位角分离点和再附点依赖于雷诺数R_e的曲线.分析所得结果表明,分离首先发生在曲率变化最剧烈的最外侧(或最内侧),随着R_e数的增加分离区向主流的上下游.方位角和矢径方向延伸从而形成三维的分离泡,分离泡在三个方向上的尺寸随着R_e数的增加不断地扩大本文所得的结果还从理论上阐明了实验观察到的下述饶有趣味的事实:对于对称的弯曲血管,如果在上游外侧有一分离泡,则在下游内侧与其对称的地方必有另一分离泡存在.