Physical Aspects of Local Solid Tumor Growth

Krebszellen haben gemeinsame Eigenschaften, wie unbegrenztes Wachstumspotential und die Vermeidung von Apoptose. Krebs kann als systemische Erkrankung angesehen werden und es reicht daher nicht aus, molekulare Details von Krebs zu verstehen, sondern auch emergente physikalische Eigenschaften von Krebs auf mehreren Größenskalen von Genen über Zellen bis hin zu Geweben. Diese Arbeit konzentriert sich auf physikalische Eigenschaften die an der Krebsprogression, der Migration von Krebszellen und dem Krebswachstum beteiligt sind. Die Migration von Krebszellen führt zur Fähigkeit zur Metastasierung, der häufigsten Ursache für krebsbedingten Tod. Der Schlüssel zu diesem Prozess ist die Verformbarkeit von Krebszellen beim Durchqueren der dichten Mikroumgebung aus extrazellulärer Matrix und anderen Zellen. Der genaue Beitrag des Aktin- und Mikrotubuli-Netzwerks zur zellulären elastischen Verformung und Entspannung ist wichtig und wurde untersucht. Ein wichtiges Ergebnis ist, dass bei kleinen Verformungen (5%) Aktin-Filamente und Mikrotubuli gleichermaßen zur Zellverformung und -relaxation beitragen. So sind die Mikrotubuli für die Migration in Mikroumgebungen von größerer Bedeutung, als es die aktuelle Literatur vermuten lässt. Ein initial gebildeter bösartiger Tumor tritt typischerweise in eine Wachstumsphase ein, in der das umgebende Gewebe verdrängt und eingedrungen wird. Für ein optimales klinisches Behandlungsergebnis sollte der Primärtumor so gut wie möglich entfernt werden, was die genaue Erkennung der Tumorfront und die Identifizierung der Gewebe mit dem Risiko einer Krebsinfiltration beinhaltet. In dieser Arbeit werden natürliche Hindernisse und Grenzen für das Krebswachstum, wie z.B. Fasziengewebsgrenzen oder Gewebekompartimentgrenzen, basierend auf klinischen Daten von Gebärmutterhalskrebs analysiert, die aus der pathologischen Untersuchung von chirurgisch resezierten Tumoren von 518 Patienten gewonnen wurden. Die Wachstumsgrenzen wurden als embryonale Gewebeentwicklungsgrenzen identifiziert und betonen, dass Krebs Entwicklungsmerkmale aufweist, die häufig in der Embryogenese vorkommen. Das gefundene Tumorwachstumsmuster und die -form widersprechen dem das das vorherrschende Dogma der isotropen Tumorwachstum, welches der chirurgischen Tumorresektion und Strahlentherapie zugrunde liegt. Die Tumorform-Distribution weist starke Abweichungen von sphärischer Symmetrie auf, was darauf hindeutet, dass Tumore durch entwicklungsbiologische Kompartimente und deren Kompartimentsgrenzen begrenzt und geformt werden. Computersimulationen liefern auch den Nachweis, dass die klinisch gefundene Tumorinfiltrationswahrscheinlichkeit von Geweben nicht auf der metrischen Entfernung des gefährdeten Gewebes zum Gewebe der Tumorherkunft basiert, sondern auf der ontogenetischen Verwandtschaft der Gewebe

Recent Advances and Future Trends in Pavement Engineering

This Special Issue “Recent Advances and Future Trends in Pavement Engineering” was proposed and organized to present recent developments in the field of innovative pavement materials and engineering. The 12 articles and state-of-the-art reviews highlighted in this editorial are related to different aspects of pavement engineering, from recycled asphalt pavements to alkali-activated materials, from hot mix asphalt concrete to porous asphalt concrete, from interface bonding to modal analysis, and from destructive testing to non-destructive pavement monitoring by using fiber optics sensors. This Special Issue partly provides an overview of current innovative pavement engineering ideas that have the potential to be implemented in industry in the future, covering some recent developments

New innovations in pavement materials and engineering: A review on pavement engineering research 2021

Sustainable and resilient pavement infrastructure is critical for current economic and environmental challenges. In the past 10 years, the pavement infrastructure strongly supports the rapid development of the global social economy. New theories, new methods, new technologies and new materials related to pavement engineering are emerging. Deterioration of pavement infrastructure is a typical multi-physics problem. Because of actual coupled behaviors of traffic and environmental conditions, predictions of pavement service life become more and more complicated and require a deep knowledge of pavement material analysis. In order to summarize the current and determine the future research of pavement engineering, Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition) has launched a review paper on the topic of “New innovations in pavement materials and engineering: A review on pavement engineering research 2021”. Based on the joint-effort of 43 scholars from 24 well-known universities in highway engineering, this review paper systematically analyzes the research status and future development direction of 5 major fields of pavement engineering in the world. The content includes asphalt binder performance and modeling, mixture performance and modeling of pavement materials, multi-scale mechanics, green and sustainable pavement, and intelligent pavement. Overall, this review paper is able to provide references and insights for researchers and engineers in the field of pavement engineering

New innovations in pavement materials and engineering: A review on pavement engineering research 2021

Sustainable and resilient pavement infrastructure is critical for current economic and environmental challenges. In the past 10 years, the pavement infrastructure strongly supports the rapid development of the global social economy. New theories, new methods, new technologies and new materials related to pavement engineering are emerging. Deterioration of pavement infrastructure is a typical multi-physics problem. Because of actual coupled behaviors of traffic and environmental conditions, predictions of pavement service life become more and more complicated and require a deep knowledge of pavement material analysis. In order to summarize the current and determine the future research of pavement engineering, Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition) has launched a review paper on the topic of “New innovations in pavement materials and engineering: A review on pavement engineering research 2021”. Based on the joint-effort of 43 scholars from 24 well-known universities in highway engineering, this review paper systematically analyzes the research status and future development direction of 5 major fields of pavement engineering in the world. The content includes asphalt binder performance and modeling, mixture performance and modeling of pavement materials, multi-scale mechanics, green and sustainable pavement, and intelligent pavement. Overall, this review paper is able to provide references and insights for researchers and engineers in the field of pavement engineering