《表1 骨折愈合数值模拟的相关研究总结》

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《骨折愈合的数值模拟方法》

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利用数值模拟可以定量地描述骨折愈合的动态过程，并且通过探究力学和生物学因素与骨折愈合之间的关系，能够更好地理解骨折愈合的力学生物学机制[22-23]。通常，骨折愈合的模拟是从对骨折初始部位的建模开始；利用有限元分析方法计算骨痂区域诸如应力、应变、压力和流体速度等力学刺激参数；随后，将这些力学刺激参数与生物学参数耦合，用于描述细胞活动和组织变化的过程；最后，经过多次迭代计算，并在每次迭代中更新组织类型、材料属性和几何形状，直至达到最大迭代步或满足终止判定条件时，迭代终止。目前常用于模拟骨折愈合的数值模型主要有三种类型：（1）力学调控模型（仅考虑力学环境和愈合过程）；（2）生物学调控模型（仅考虑生物学因素和愈合过程）；（3）力学生物学耦合调控模型（考虑生物学因素、力学环境和愈合过程）。本文总结了近年来骨折愈合数值模拟的最新研究，包括各自用到的调控模型、力学刺激调控参数、所考虑的生物因素、建模方法和组织分化理论等，如表1所示，对于相关骨折愈合数值模拟的较早研究，可参考Borgiani等[5]、Ghiasi等[7]和Isaksson[9]论文。