循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells,CTCs)在微血管中的运动及外渗是癌症转移的重要一环,CTCs与红细胞(Red Blood Cells,RBCs)在血管中的相互作用以及CTCs细胞膜表面应力对CTCs的外渗有重要影响。本文采用浸入式边界法模拟了CTCs在不同三维流场环境中的运动行为和细胞膜应力变化。我们将血细胞看作是被弹性膜包裹着的粘性流体,细胞膜内流体的粘度比膜外的粘度大,忽略细胞膜的厚度,细胞膜表面和血管壁面采用无滑移边界条件。模拟了CTCs在直径小于30微米的微血管中随RBCs的运动和应力变化。数值结果表明,血管直径、红细胞比容(Ht)、CTCs的硬度和流场压力梯度对CTCs的运动行为和细胞膜应力都有显著的影响。受细胞-细胞间相互作用的影响,增大红细胞比容,使得CTCs细胞膜应力增大,CTCs离血管壁更近。在Ht=10%的条件下,当血管直径小于20μm时,CTCs与RBC及血管壁之间的相互作用是影响CTC细胞膜应力的主要因素;当血管直径大于20μm时,流场的剪切作用是影响CTCs细胞膜应力的主要因素。当CTCs的剪切模量或流场的压力梯度增大时,CTCs的细胞膜应力都会增大。我们的数值模拟结果对进一步研究CTCs转移过程中的活性、表型转换以及其外渗的机理提供了细胞力学依据。