Logowanie do System sprawozdań KDM

Koncepcja nowego modelu agentowo-naprężeniowego tkanki

Kierownik projektu: Eligiusz Postek

Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN w Warszawie

Warszawa

Streszczenie projektu

Proponowane badania pozwolą na rozwinięcie zintegrowanego środowiska modelowania dla wieloaspektowych symulacji wzrostu próbek tkanek o realistycznych rozmiarach. Stanie się możliwe obserwowanie struktury rosnącej tkanki oraz ewolucji naprężeń. Rozwój naprężeń jest ważny jeśli weźmiemy pod uwagę wiele medycznych problemów takich jak gojenie ran, nakłuwanie czy tez rozwój komórek kancerogennych. Podstawowymi elementami środowiska będą dwa jego główne składniki. Pierwszym składnikiem będzie program FLAME (Flexible Large-scale Agent-based Modelling Environment), który powstał jako pierwsze środowisko agentowe służące modelowaniu złożonych systemów implementowane na komputerach dużej mocy. Drugim składnikiem środowiska jest program komputerowy oparty o mieszany model metod elementów dyskretnych (MED) i metody elementów skończonych (MES) to jest MED/MES, która to metodologia została zmodyfikowana dla potrzeb zadania. W projekcie uwzględni się modele tkanki rzędu tysięcy podatnych komórek uwzględniające ich idealizowaną wewnętrzną strukturę. Program FLAME zawiera informacje o cyklu komórkowym. FLAME steruje rozwojem tkanki podając informację o aktualnym położeniu komórek, ich różnicowaniu, podziale i śmierci. Składnik MED/MES oblicza stan przemieszczeń i naprężeń w bieżącym stadium wzrostu tkanki. Zostaną zastosowane modele komórek uwzględniające wstępnie sprężony cytoszkielet. Modelowanie cytoszkieletu oraz uwzględnienie interakcji międzykomórkowych jest złożonym zadaniem zintegrowania modelu agentowego z modelem fizycznym tkanki, które zostanie wykonane na równoległych komputerach dużej mocy (KDM). Sprzężenie między modelowaniem agentowym i analizą naprężeń biorąc pod uwagę podatne poszczególne komórki włączając ich strukturę wewnętrzną jest innowacyjne oraz zgodnie z naszą najlepszą wiedzą tego rodzaju symulator nie został jeszcze zbudowany. Sądzimy, że stworzenie proponowanego symulatora pomoże w zaoszczędzeniu żywego materiału do badań redukując liczbę zwierząt laboratoryjnych. Część eksperymentów będzie mogła być przeprowadzana przy użyciu modeli komputerowych, "in virtuo".

Publikacje

  1. Postek E., Dubois F., Mozul R., Canadas P, Modelling of a Collection of Non-Rigid Particles with Smooth Discrete Element Method, SolMech 2016, 40th Solid Mechanics Conference 1, (2016) 1

Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk   |   tel. 58-347-24-11
email: office@task.gda.pl   |   NIP: 584-020-35-93