超級計算機(jī)+3D打印 模擬癌細(xì)胞血液擴(kuò)散或成真

　　近日，杜克大學(xué)的研究人員們通過超級計算機(jī)創(chuàng)建了一個極具現(xiàn)實(shí)感的人體血管網(wǎng)，可模擬整個人體的血液流動。為了檢驗(yàn)其精確性，他們3D打印了其中的主動脈。

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

　　據(jù)悉，實(shí)驗(yàn)中用到的血液流動方式分為兩種：脈動方式，以及模擬人體內(nèi)由心臟推動血液循環(huán)的方式。兩種方式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都沒讓人失望。這個超級計算機(jī)模擬系統(tǒng)被命名為“Harvey”——主要是為了紀(jì)念17世紀(jì)最先發(fā)現(xiàn)人體血液循環(huán)的醫(yī)生William Harvey。實(shí)際上Harvey計算機(jī)代碼的核心是一個3D框架，它是在對一位病人進(jìn)行全身CT和MRI掃描的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的。

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

　　在治療心血管疾病過程中，往往會使用到支架等植入物，該項(xiàng)目的目標(biāo)之一就是測試這些干預(yù)措施會對整個血液系統(tǒng)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)建了主動脈的一個塑料版本，流體可以在其中活動，為了便于跟蹤它的流動，研究小組還在里面加入了發(fā)光顆粒。

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

　　據(jù)了解，研究人員接下來希望用毛細(xì)血管把整個網(wǎng)絡(luò)連接起來，進(jìn)一步從流體建模發(fā)展到預(yù)測所有單個血細(xì)胞的運(yùn)動，3D打印也將繼續(xù)發(fā)揮其不可替代的作用。如果這項(xiàng)目標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)的話，意味著模擬單個癌細(xì)胞血液擴(kuò)散也將成為現(xiàn)實(shí)。