Modelling the fracture-healing process as a moving-interface problem using an interface-capturing approach
Modelling the fracture-healing process as a moving-interface problem using an interface-capturing approach
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使用界面捕获方法将骨折愈合过程建模为移动界面问题
DOI：
10.1080/10255842.2018.1487554
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发表时间：
2018
影响因子：
1.6
通讯作者：
K Urban
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pietsch M;F Niemeyer;U Simon;A Ignatius;K Urban
我们提出了一个新的骨折愈合过程的数值模型，使用界面捕捉技术，这是流体动力学等领域的一种众所周知的方法，以描述组织生长。这种方法的一个优点是它与实验可观察的参数直接相关，包括组织生长速度。在我们的模型中，成骨、软骨生成和血运重建是在之前建立的Claes和Heigele假说的基础上，通过机械转导由机械刺激触发的。在实验验证了数值方法的收敛后，我们将我们的模型的预测与已经建立的作为基准的Ulm骨愈合模型的预测进行了比较，并用现有的动物实验证实了我们的结果。我们证明，新的模型可以预测碎片间运动的历史，并预测与实验结果相似的组织进化。此外，我们将愈合区域的相对组织浓度与动物实验的结果进行了比较。最后，我们讨论了该模型在新领域的可能应用，在这些领域，数值模拟也可能被证明是有益的。
We present a novel numerical model of the fracture-healing process using interface-capturing techniques, a well-known approach from fields like fluid dynamics, to describe tissue growth. One advantage of this method is its direct connection to experimentally observable parameters, including tissue-growth velocities. In our model, osteogenesis, chondrogenesis and revascularisation are triggered by mechanical stimuli via mechano-transduction based on previously established hypothesis of Claes and Heigele. After experimentally verifying the convergence of the numerical method, we compare the predictions of our model with those of the already established Ulm bone-healing model, which serves as a benchmark, and corroborate our results with existing animal experiments. We demonstrate that the new model can predict the history of the interfragmentary movement and forecast a tissue evolution that appears similar to the experimental results. Furthermore, we compare the relative tissue concentration in the healing domain with outcomes of animal experiments. Finally, we discuss the possible application of the model to new fields, where numerical simulations could also prove beneficial.
影响因子：
3.6
作者：
F. Niemeyer
通讯作者：
F. Niemeyer
新理论与流体力学的区别
DOI：
--
发表时间：
2004
期刊：
Zeitschrift für Anatomie und Entwicklungsgeschichte
影响因子：
--
作者：
F. Pauwels
通讯作者：
F. Pauwels
骨折愈合的生物学。
DOI：
10.1016/j.injury.2011.03.031
发表时间：
2011-06
影响因子：
2.5
作者：
Marsell, Richard;Einhorn, Thomas A.
通讯作者：
Einhorn, Thomas A.