超級計算機+3D打印 模擬癌細胞血液擴散或成真

　　近日，杜克大學(xué)的研究人員們通過(guò)超級計算機創(chuàng )建了一個(gè)極具現實(shí)感的人體血管網(wǎng)，可模擬整個(gè)人體的血液流動(dòng)。為了檢驗其精確性，他們3D打印了其中的主動(dòng)脈。

　　利用3D打印動(dòng)脈，研究人員將虛擬動(dòng)脈中的血液流動(dòng)與3D打印復制品中的真實(shí)流動(dòng)進(jìn)行了比較。結果證明，他們在實(shí)體復制品中看到的流動(dòng)模式與模擬軟件匹配得很好。

　　據悉，實(shí)驗中用到的血液流動(dòng)方式分為兩種：脈動(dòng)方式，以及模擬人體內由心臟推動(dòng)血液循環(huán)的方式。兩種方式的實(shí)驗結果都沒(méi)讓人失望。這個(gè)超級計算機模擬系統被命名為“Harvey”——主要是為了紀念17世紀最先發(fā)現人體血液循環(huán)的醫生William Harvey。實(shí)際上Harvey計算機代碼的核心是一個(gè)3D框架，它是在對一位病人進(jìn)行全身CT和MRI掃描的基礎上創(chuàng )建的。

　　研究人員借助系統模擬每一個(gè)大于1毫米的動(dòng)脈里的血液流動(dòng)，其分辨率可以達到9微米(0.009毫米)，這是一個(gè)大的進(jìn)步。

　　在治療心血管疾病過(guò)程中，往往會(huì )使用到支架等植入物，該項目的目標之一就是測試這些干預措施會(huì )對整個(gè)血液系統產(chǎn)生哪些影響。為了進(jìn)行物理比較，研究人員利用3D打印技術(shù)創(chuàng )建了主動(dòng)脈的一個(gè)塑料版本，流體可以在其中活動(dòng)，為了便于跟蹤它的流動(dòng)，研究小組還在里面加入了發(fā)光顆粒。

　　最終的結果如下圖所示，Harvey的模擬與物理實(shí)驗的結果非常一致：

　　據了解，研究人員接下來(lái)希望用毛細血管把整個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)，進(jìn)一步從流體建模發(fā)展到預測所有單個(gè)血細胞的運動(dòng)，3D打印也將繼續發(fā)揮其不可替代的作用。如果這項目標可以實(shí)現的話(huà)，意味著(zhù)模擬單個(gè)癌細胞血液擴散也將成為現實(shí)。