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Previous issue date: 2013-11-22 / In this dissertation, we present a detailed study of the model proposed by Hinow et al. 2009, in which, through a continuum model based on equations of reaction-diffusion type, the authors simulate the spatial dynamics of tumor growth. The dynamics of proliferating, hypoxic, necrotic and endothelial cells, extracellular matrix and nutrients are included in this model. An angiogenesis model is also included, allowing the evaluation of different treatment protocols for cancer through antiangiogenic and cytotoxic drugs. Numerical and computational models have been developed for this class of models.
Further examination of the model from Hinow et al. 2009 indicated some inconsistencies in the model. By adding new hypotheses, a new model is developed, overcoming the observed non-biological behaviors. The new model aggregates new dynamics, including the interactions between healthy cells and other tissues. One of the major contribution of this model is the proposal of a haptotactic term responsible for the directional movement of healthy cells towards dead cells. The inclusion of such term provides a more realistic approach to the treatment of the disease. As an example, healthy cells are able to return to regions formerly occupied by the tumor after a successful cytotoxic treatment. Several numerical experiments are presented to justify the development of such model and to show its behavior when different treatment protocols for the disease are considered. / Nesta dissertacao de mestrado apresentamos um estudo detalhado do modelo proposto por Hinow et al. 2009, no qual os autores por meio de um modelo continuo baseado em equacoes do tipo reacao-difusao simulam a dinamica espacial do crescimento tumoral. Neste modelo sao incluidas as dinamicas das celulas proliferativas, hipoxicas, necroticas e endoteliais, alem da matriz extracelular e de nutrientes. Um modelo de angiogenese e tambem incluido, permitindo a avaliacao de diferentes protocolos de tratamento da doenca por meio de drogas antiangiogenicas e citotoxicas. Modelos numericos e computacionais foram desenvolvidos para esta classe de modelos tendo como base formulacoes consistentes de elementos finitos. O estudo aprofundado do modelo de Hinow et al. 2009 indicou algumas inconsist^encias. A partir da inclusao de novas hipoteses um novo modelo foi desenvolvido, eliminando as situacoes nao-biologicas observadas. O novo modelo agrega novas dinamicas, incluindo as interacoes das celulas saudaveis com as demais do tecido. Uma das maiores contribuicoes do novo modelo proposto e a consideracao de um termo haptotatico responsavel pelo movimento direcional das celulas saudaveis na direcao das celulas mortas. A inclusao de tal termo propiciou uma abordagem mais realista do tratamento da doenca, captando por exemplo, apos o tratamento citotoxico, a retomada pelas celulas saudaveis da regiao outrora ocupada pelo tumor. Diversos experimentos numericos sao apresentados para justificar o desenvolvimento de tal modelo, assim como a simulacao de diversos protocolos de tratamento da doenca.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede-server.lncc.br:tede/182 |
| Date | 22 November 2013 |
| Creators | Souza, Raphael Vieira Menezes de |
| Contributors | Almeida, R.c., Costa, Michel Iskin da Silveira, Mancera, Paulo Fernando de Arruda |
| Publisher | Laboratório Nacional de Computação Cientifica, Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional, LNCC, BR, Serviço de Análise e Apoio a Formação de Recursos Humanos |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC, instname:Laboratório Nacional de Computação Científica, instacron:LNCC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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