Бондаренко Марина Анатоліївна. Математичне моделювання дифузії і споживання кисню і глюкози в злоякісних пухлинах. : Дис... канд. наук: 03.00.02 - 2002.
Анотація до роботи:
Бондаренко М.А. Математичне моделювання дифузії і споживання кисню і глюкози в злоякісних пухлинах. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 03.00.02– біофізика. - Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, м.Харків, 2002.
На основі математичного моделювання процесів дифузії та споживання кисню в пухлині одержані аналітичні залежності концентрації кисню від координати для пухлин різної форми і для різних модельних припущень про характер залежності швидкості споживання кисню клітинами від його концентрації. На основі порівняння модельних розрахунків з експериментальними даними визначено основні параметри моделей. Проведено аналіз відмінності параметрів моделей при різних геометричних формах пухлин та зроблено висновок про можливість використання моделі пухлини плоского шару як оціночної для довільних форм пухлин та як базової для моделювання дифузії та споживання глюкози пухлиною. Розраховано закон розподілу концентрації кисню у пухлинах сферичної та плоскої форм і обчислено величину фракції гіпоксичних клітин для цих пухлин.
Побудовано математичну модель дифузії і споживання глюкози в пухлині. Ця модель враховує залежність цих процесів від ступеня оксигенації пухлинних клітин.
Побудовані математичні моделі дифузії кисню в пухлині та його споживання клітинами пухлини, які враховують залежність швидкості такого споживання від концентрації кисню, і дозволяють визначити для пухлин деяких простих геометричних форм розподіл концентрації кисню в пухлинній тканині і умови виникнення і розміри зон некрозу.
Порівняння результатів моделювання для різних форм пухлин показує, що значення основних параметрів моделей, одержані для найпростішої моделі пухлини (пухлини у формі плоского шару), придатні для оцінки цих параметрів у випадку пухлин довільної форми.
Порівняння результатів модельних розрахунків з експериментальними даними щодо пухлинних тяжів при раку легенів, дозволило оцінити значення параметрів моделей.
Результати модельних розрахунків товщини "живого шару" клітин у зростаючих сфероїдах задовільно узгоджуються з експериментальними даними і можуть інтерпретуватися як підтвердження наявності в пухлині частин із різними залежностями швидкості споживання кисню від його концентрації.
Розрахований на основі побудованих моделей закон розподілу концентрації кисню в пухлині та значення величини фракції гіпоксичних клітин приводять до висновку, що оптимальним з точки зору задач променевої терапії є використання при моделюванні уявлення про форму пухлини як про плоский шар і припущення про наявність лінійної залежності швидкості споживання кисню пухлинними клітинами від його концентрації.
Розроблені моделі дифузії глюкози в пухлинах і її споживання пухлинними клітинами, які враховують залежність швидкості споживання глюкози від величини оксигенації тканини, дозволили одержати аналітичні вирази для оцінки розподілу у пухлині концентрації глюкози, швидкості вироблення пухлинними клітками АТФ і можуть бути теоретичною основою для моделювання кінетики пухлин.
Математичний опис кінетики розвитку пухлини і розподілу пухлинних клітин за величиною радіочутливості дозволяє розробити методи кількісної оцінки розподілу концентрацій кисню і глюкози в пухлинних тканинах, які потрібні для теоретичного визначення оптимальних режимів фракціонування дози при променевій терапії онкологічних захворювань.
Публікації автора:
Книгавко В.Г., Бондаренко М.А., Буц В.Г. Диффузия кислорода в злокачественной опухоли на раннем этапе ее развития (этапе сфероида).//Вісн. Харк. Ун-ту. - 2000. - № 497. -Біофізичний вісник.-Вип.2(7). - С.55-59.
Бондаренко М.А., Книгавко В.Г., Гордиенко В.Г., Проценко Е.В., Книгавко А.В. Моделирование процессов диффузии и потребления кислорода в тяжах злокачественных опухолей.// Вісн. Харк. Ун-ту. - 2001.-№ 525. -Біофізичний вісник.– Вип. 1(8). – С. 81-85.
Книгавко В.Г., Бондаренко М.А., Проценко Е.В., Книгавко А.В. Моделирование влияния распределения кислорода в злокачественной опухоли на процесс потребления в ней глюкозы.// Физика живого. - 2001. – Т.9, №1. – С. 79-84.
Книгавко В.Г., Бондаренко М.А., Гордиенко В.Г., Проценко Е.В. Сопоставление моделей процессов диффузии и потребления кислорода в опухолях плоской и сферической формы.//Вісн.Харк.Ун-ту.- 2001. - № 528.- Біофізичний вісник.-Вип. 2(9).- С. 76-78.
Книгавко В.Г., Бондаренко М.А., Проценко Е.В., Мещерякова О.П. Математическая модель диффузии в злокачественной опухоли глюкозы и ее потребления опухолевыми клетками. //Физика живого. - 2001. – Т. 9, № 2. – С. 89-96.
Бондаренко М.А., Книгавко В.Г., Буц В.Г., Гладкова О.М. Моделирование процесса диффузии кислорода в опухоли на начальном этапе ее развития (этапе сфероида).// Тез. докл. I Нац. конгресса по онкологии. – Кишинев (Молдова). – 2000. – С.325.
Проценко Е.В., Бондаренко М.А. Математическое описание процессов диффузии кислорода в злокачественных опухолях цилиндрической формы.// Тез. докл. Конф. Молодих вчених Харк. держ. мед.ун-ту "Медицина третього тисячоліття". – Харків. – 2001. – С. 33.
Бондаренко М.А., Книгавко В.Г., Гордиенко В.Г. Оценка вариабельности параметров при математическом моделировании процессов диффузии кислорода в опухолях разной формы.// Тез. докл. IX междунар. Научно-техн. Конф. "Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов." - Щелкино (АР Крым, Украина).-2001.–С.201-203.
Бондаренко М.А., Книгавко В.Г., Проценко Е.В. Моделирование процессов диффузии и потребления кислорода и глюкозы клетками злокачественных опухолей.// Book of Abstr. Third Intern. Conf. "Tools for Mathematical Modelling".- St. Petersburg (Russia). – 2001. – P.78.
Бондаренко М.А., Арсеньев А.В., Книгавко В.Г., Проценко Е.В. Изучение распределения кислорода в опухолях разной формы и оценка при этом вариабельности моделей, описывающих изучаемые процессы. // Тез. докл. I Евраз. Конгр. и V Нац. конф. по медицинской физике и инженерии "Медицинская физика – 2001".- Москва (Россия).- 2001.- С. 61-62.
Книгавко В.Г., Бондаренко М.А., Проценко Е.В. Моделирование процессов формирования гетерогенности клеток злокачественной опухоли по степени их радиочувствительности.//Тез. докл. науч. конф. "Новые технологии в медицинской радиологии".–С.-Петербург (Россия).– 2001.–С.115-116.
