Spredning av kreftceller og strømning av olje har flere likheter. Matematisk flerfasemodell (innfelt) er brukt for å simulere fordeling av gass, partikler og borevæske under et sirkulasjonsscenario i en oljebrønn med tilhørende trykk og gasshastighet. Nå er et prosjekt i gang i Stavanger (Pumps & Pipes) for kompetanseoverføring mellom petroleumssektoren og helsesektoren. Blant annet sammenlignes strømning i et reservoar med spredning av kreftceller, der mulige teknologiske overføringer kan gi nye muligheter. (Bilde: Colourbox)

NORWEGIAN PUMPS & PIPES

Bruker oljekunnskap for å finne ut hvordan kreftsvulster oppfører seg

Spredning av kreftceller har klare likheter med strømning av olje.

Det finnes klare likheter mellom strømning av olje i et reservoar og spredning av kreftceller når man studerer fenomenene gjennom matematiske modeller.  

Det sier professor i anvendt matematikk ved institutt for petroleumsteknologi på Universitet i Stavanger (UiS), Steinar Evje, til Teknisk Ukeblad.

– Fra et modelleringsperspektiv, er det mange likheter mellom å studere strømning av fluider, som vann olje og gass i et reservoar, og det å studere ulike transportfenomen knyttet til oppførsel på cellenivå. For eksempel spredning av kreftceller, sier Evje til Teknisk Ukeblad.

Les også: Dette bildet får det til å gå kaldt nedover ryggen på norsk offshorenæring

Pumps & Pipes

Tidligere denne måneden var han – sammen med om lag 50 andre forskere fra næringsliv, UiS, Stavanger universitetssykehus og Iris – med på det første fagtreffet i regi av «Norwegian Pumps & Pipes» i Stavanger.

Konseptet er hentet fra Houston, og har som mål å samle ledende fagfolk innen olje og gass, medisin og akademia for å utforske kompetanseoverføringer på tvers av fagfelt. Prosjektet har fått støtte på fem millioner kroner.

Det var i denne forbindelsen sammenhengen mellom spredning av kreftceller og strømninger i et reservoar ble tatt opp.

I et oljereservoar er det gjerne slik at man injiserer sjøvann som transporteres gjennom reservoaret. Der oppstår det forskjellige typer kjemiske reaksjoner mellom sjøvann og opprinnelig vann i reservoar og steinen som væsken beveger seg i.

– Disse reaksjonene vil påvirke hvordan oppførselen av vann, olje og gass vil være, samt hvor mye olje som blir produsert og så videre, sier Evje.

Les også: Fem ingeniører har forberedt dette løftet i to år

Svulsten sammenlignes med olje

– Temperatur og trykk er dessuten parametere som også spiller en viktig rolle. De matematiske modellene identifiserer grunnleggende mekanismer som hjelper til å forstå oppførselen til det kompliserte systemet som et oljereservoar er, fortsetter han.

Flere steder, blant annet ved det nasjonale senteret for økt oljeutvinning (IOR-senteret), jobbes det med å forstå dette puslespillet: Både ved å tolke lab-eksperiment og utvikle tilhørende matematiske modeller.

Men hvordan henger oljestrømmen sammen med hjernesvulst og transporten av kreftceller?

Mens olje og gass strømmer gjennom mer og mindre porøse bergarter, kan man ifølge Evje forstå en hjernesvulst som et strømningssystem i et porøst medium der vevet spiller en lignende rolle som steinen i reservoaret.

– Svulsten vil være en fluid på lik linje som for eksempel olje, der vann naturlig inngår som en annen fluid. Kreftcellene vil produsere enzymer som kan bryte ned fiber i vevet slik at det banes vei for at cellene kan spre seg på en lignende måte som de ulike ionene i sjøvannet reagerer med steinen, og skaper endringer på steinens overflate, forklarer han.

Les også: Her slepes en teknisk milliardmaskin på over 1000 tonn

– Kan utvikle nye ideer

Professoren mener at denne parallellen gjør at man naturlig kan formulere matematiske modeller basert på de samme typer strømningsligninger som brukes i reservoar.

– Deretter bygger man inn cellenes følsomhet for omgivelsene og andre særtrekk ved cellene som studeres, samt komponenter som enzymer og fiber knyttet til vevet, sier han.

Evje mener som nevnt at en systematisk utvikling av en serie med slike modeller for å forstå transportfenomen på cellenivå, motivert av modeller utviklet for brønn- og reservoarstrømning vil kunne bidra på «en særegen måte».

– Parallellen mellom strømning av olje og spredning av kreftceller gjør at man kan utvikle nye ideer om grunnleggende sammenhenger i et komplisert system som vekst av kreftceller er, sier han.

Les også: Da Yme allerede var tre år forsinket, manglet over tre MILLIONER timers jobb

Bedre behandling for pasienter

Forskningsdirektør ved Stavanger universitetssjukehus, Stein Tore Nilsen sier til Teknisk Ukeblad at de matematiske modellene fra oljebransjen er interessante for dem.

Han  ser frem til et samarbeid innenfor rammen av «Pumps & Pipes».

– De modeller som brukes for strøm i oljereservoarer er interessante når vi skal lage modeller for hvordan kreftceller vokser og sprer seg. Vi trenger hjelp til å formulere dette i matematiske modeller som gjør at vi kan finne bedre diagnostikk og behandling for våre pasienter, sier Nilsen.

– Kan få dialog på tvers

Professor Steinar Evje understreker at hans bidrag i dette ikke er i forbindelse med noen konkrete forskningsprosjekter på området.

– Det er «Pumps & Pipes» som er rammen for det hele. Min aktivitet er foreløpig basert på at jeg, som jobber på institutt for petroleum, ser at de matematiske modellen som vi jobber med, naturlig kan overføres til andre områder. Et slikt område er ulike typer av celle-dynamikk, sier han.

Han sier at et konsept som Norwegian Pumps & Pipes er bra.

– Det er et forum som gir anledning til å møte fagpersoner fra medisinverdenen og søke å få til en dialog på tvers, sier han.

Les også: Dette feltet er en av de viktigste grunnene til at oljeprisen stuper