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超级计算机+3D打印 模拟癌细胞血液扩散或成真

2016-03-21 16:44
月城清浅
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  近日,杜克大学的研究人员们通过超级计算机创建了一个极具现实感的人体血管网,可模拟整个人体的血液流动。为了检验其精确性,他们3D打印了其中的主动脉。

  

  利用3D打印动脉,研究人员将虚拟动脉中的血液流动与3D打印复制品中的真实流动进行了比较。结果证明,他们在实体复制品中看到的流动模式与模拟软件匹配得很好。

  据悉,实验中用到的血液流动方式分为两种:脉动方式,以及模拟人体内由心脏推动血液循环的方式。两种方式的实验结果都没让人失望。这个超级计算机模拟系统被命名为“Harvey”——主要是为了纪念17世纪最先发现人体血液循环的医生William Harvey。实际上Harvey计算机代码的核心是一个3D框架,它是在对一位病人进行全身CT和MRI扫描的基础上创建的。

  研究人员借助系统模拟每一个大于1毫米的动脉里的血液流动,其分辨率可以达到9微米(0.009毫米),这是一个大的进步。

  在治疗心血管疾病过程中,往往会使用到支架等植入物,该项目的目标之一就是测试这些干预措施会对整个血液系统产生哪些影响。为了进行物理比较,研究人员利用3D打印技术创建了主动脉的一个塑料版本,流体可以在其中活动,为了便于跟踪它的流动,研究小组还在里面加入了发光颗粒。

  最终的结果如下图所示,Harvey的模拟与物理实验的结果非常一致:

  据了解,研究人员接下来希望用毛细血管把整个网络连接起来,进一步从流体建模发展到预测所有单个血细胞的运动,3D打印也将继续发挥其不可替代的作用。如果这项目标可以实现的话,意味着模拟单个癌细胞血液扩散也将成为现实。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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