力和组织内氧气调控的骨折愈合过程仿真

• 作者: 王沫楠
• 来源期刊: 自动化学报
• 关键词: 力学环境 氧气 骨折愈合 动态仿真
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 长论文
• 页码范围: 79-91
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16383/j.aas.c180428

摘要

针对骨折固定的力学条件和组织内的氧气水平,建立骨折愈合过程的动态仿真模型来描述二期骨折愈合中力学稳定性、组织内氧气水平和组织分化之间的关系.与以往仿真模型不同的是,本文以三维模型为研究对象,通过有限元法求解力刺激,建立偏微分方程求解组织内氧气的时空变化,采用模糊控制的方法将力和氧气作为主要输入描述组织分化过程,模拟了骨折愈合过程中的骨折初期、膜内骨化、软骨生成、软骨钙化、骨化等阶段.在Eclipse环境下自主研发骨折愈合过程仿真程序,通过将本文仿真结果与实验数据、其他模型仿真结果进行对比,验证了本文的仿真模型和程序的正确性.利用所建立的模型仿真了组织内常氧、低氧、高氧环境下,两种不同轴向稳定性的鼠横向骨折愈合过程,得出结论:在低氧或骨间不稳定时,出现延迟愈合或不愈合;在常氧环境下,骨组织正常愈合;在高氧环境下,骨折愈合加快.