肿瘤生长动力学模型与肿瘤生物力学的研究方法涉及多尺度、多学科的交叉融合，以下是当前主要的方法分类及技术特点：
一、多尺度生物力学建模
1. 分子尺度
通过分子动力学模拟研究细胞表面受体（如整合素）与细胞外基质（ECM）的结合力，以及细胞间受配体相互作用。例如，建立整合素-ECM连接的力学模型，揭示力信号转导机制。
分析机械敏感分子（如T细胞受体、黏着斑蛋白）在力刺激下的构象变化及其对肿瘤细胞行为的调控。
2. 细胞尺度
采用离散型细胞模型或连续介质模型，量化肿瘤细胞的非线性弹性、黏弹性及收缩力特性。实验技术包括原子力显微镜（AFM）测量细胞刚度。
研究细胞-ECM力学耦联效应，例如通过三维培养模拟肿瘤微环境的力学异质性。
3. 组织与器官尺度
利用有限元分析（FEA）模拟肿瘤组织的应力分布，包括间质液压力（IFP）和残余应力的累积效应。
对比肿瘤与正常组织的刚度和黏弹性差异，结合影像学数据（如超声弹性成像）进行定量分析。
二、动力学模型与数学框架
1. 生长速率模型
基于体积增长公式（如 \\( v = v_0 e^{kt} \\)），结合影像学数据拟合肿瘤生长速率常数 \\( k \\)，预测不同分化程度肿瘤的增殖趋势。
引入反应-扩散方程描述化疗药物在肿瘤组织中的浓度梯度分布，优化给药策略。
2. 转移与侵袭模型
采用偏微分方程（PDE）模拟浸润性生长的树根状扩散模式，评估手术切除范围对复发风险的影响。
构建机械-化学耦合模型，分析ECM刚度对肿瘤细胞迁移的促进作用。
三、实验与临床验证技术
1. 体外模型
使用器官芯片或3D生物打印技术模拟肿瘤微环境，研究力学刺激对细胞增殖和代谢的影响。
通过微流控装置模拟血流剪切力，观察循环肿瘤细胞的力学适应性。
2. 动物模型
皮下或原位荷瘤模型（如免疫缺陷小鼠）结合活体成像技术，动态监测肿瘤生长曲线及转移灶形成。
基因编辑技术（如CRISPR）构建力学相关基因敲除模型，验证力敏感通路的作用。
四、临床应用与治疗靶点
1. 力学靶向治疗
开发抑制ECM交联的药物（如Pamrevlumab），降低肿瘤硬度以增强化疗渗透性。
利用力医学原理设计新型手术方案，如通过残余应力释放减少术后复发。
2. 预后评估工具
整合力学标志物（如组织刚度、IFP）与基因组数据，构建Nomogram列线图预测患者生存率。
- 开发AI辅助的力学特征分析平台，提升早期诊断准确性。
