骨功能適應性重建模型及數(shù)值模擬
本文選題:骨重建 + 數(shù)值模擬 ; 參考:《中國生物醫(yī)學工程學報》2014年02期
【摘要】:骨骼會受到力學因素的影響和調控,發(fā)生骨功能適應性重建。建立模擬骨重建的數(shù)值模型,定量地研究骨重建過程,有著重要的臨床應用價值。目前,骨功能適應性重建模型可分為兩大類:力學模型和生理模型。對這兩類重建模型的原理、算法和應用等做詳細論述。力學模型通過假設力學環(huán)境與骨結構之間的函數(shù)關系來預測骨重建,但不考慮其真實的生物學過程;诓煌闹亟钪饕袃煞N力學模型:骨力學穩(wěn)態(tài)模型和骨損傷修復模型。生理模型則試圖從微觀層次闡明骨重建的力學-生物學機制,骨重建是由破骨細胞、成骨細胞等各種骨組織細胞完成,有以基本多細胞單位的形式作用或細胞獨立分開作用兩種觀點。這些重建模型結合有限元法應用在許多有關骨重建問題的數(shù)值計算中。通過比較分析多個數(shù)值應用的模擬結果,還討論了重建控制方程中各參數(shù)值的設置對重建結果的影響。
[Abstract]:Bone can be affected and regulated by mechanical factors, resulting in adaptive reconstruction of bone function. It has important clinical application value to establish a numerical model of simulated bone reconstruction and to quantitatively study the process of bone reconstruction. At present, bone functional adaptive reconstruction models can be divided into two categories: mechanical model and physiological model. The principle, algorithm and application of these two kinds of reconstruction models are discussed in detail. The mechanical model predicts bone reconstruction by assuming the functional relationship between the mechanical environment and the bone structure, but does not consider its true biological process. There are two kinds of mechanical models based on different reconstruction excitation: the steady-state model of bone mechanics and the model of bone injury repair. The physiological model attempts to clarify the mechanical-biological mechanism of bone reconstruction at the microcosmic level. Bone remodeling is accomplished by osteoclasts, osteoblasts, and other bone tissue cells. There are two views of action in the form of basic multicellular units or independent cell separation. These reconstruction models combined with finite element method are applied to many numerical calculations of bone reconstruction problems. By comparing and analyzing the simulation results of several numerical applications, the effects of the parameters in the reconstruction control equation on the reconstruction results are discussed.
【作者單位】: 上海交通大學機械與動力工程學院;中國航天員訓練中心;
【基金】:國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)(2011CB711005) 國家自然科學基金(30500122)
【分類號】:R318.01
【參考文獻】
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【共引文獻】
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【二級參考文獻】
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,本文編號:1878655
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