陆军研究可能有助于改善癌症治疗和治疗战斗伤口

陆军研究是第一个使用微生物学程序开发计算模型，该程序可用于改善新型癌症治疗和治疗战斗伤口。使用称为电穿孔的技术，将电场施加到细胞上以增加细胞膜的渗透性，允许将化学物质，药物或DNA引入细胞中。例如，电化学疗法是一种尖端的癌症治疗方法，它使用电穿孔作为将化学疗法输送到癌细胞的手段。

该研究由美国陆军资助，由加利福尼亚大学圣巴巴拉分校和法国波尔多大学的研究人员进行，开发了一种用于模拟组织规模复杂生物电相互作用的并行模拟的计算方法。

以前，大多数研究都是针对单个细胞进行的，每个细胞都按照一定的规则行事。

“当你考虑大量的这些时，这些聚合体会表现出新颖的连贯行为，”加州大学圣地亚哥分校的研究员Pouria Mistani说。“正是这种新兴现象对于在组织规模上发展有效理论至关重要 - 从许多个体元素的耦合中产生的新行为。”

这项发表在“计算物理学杂志”上的新研究由美国作战能力发展司令部的陆军研究实验室资助，陆军研究实验室称为ARL，通过其陆军研究办公室。

“数学研究使我们能够研究细胞的生物电效应，以开发新的抗癌策略，”陆军研究办公室数学科学部主任约瑟夫迈尔斯博士说。“这项新的研究将能够对各种候选药物的细胞，癌症或健康细胞的进化和治疗进行更准确和有效的虚拟实验。”

研究人员表示，使这成为可能的关键因素是开发先进的计算算法。

“有很多数学可以用于算法的设计，可以考虑数以万计的良好分辨的细胞，”加州大学圣地亚哥分校机械工程和计算机科学系的教授Frederic Gibou说。

另一个潜在的应用是使用电脉动加速战斗伤口愈合。

“这是一个激动人心的，但主要是未探索的领域，源于发展生物学前沿的深层讨论，即电影如何影响形态发生，” - 或导致生物体发展其形状的生物过程 - 吉布说。“在伤口愈合方面，目标是外部操纵电线索，引导细胞在受伤区域生长更快，并加速愈合过程。”

这些应用中的共同因素是它们的生物电物理性质。近年来，已经确定生物体的生物电性质在其形态和生长的发展中起关键作用。

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