计算模拟炎症反应和肉芽组织特性对人类骨折愈合的影响
摘要：骨愈合过程包括炎症反应、软骨型形成、硬骨型发育和重塑四个阶段。机械生物学模型已被用来研究不同的机械和生物因素对骨愈合的作用。然而，愈合初期阶段，包括炎症反应、肉芽组织形成和初期愈合型在骨折后的前几天通常在这些研究中被忽视。在本研究中，我们开发了一种基于有限元的模型，以模拟间充质干细胞（MSC）迁移的不同扩散系数、肉芽组织的杨氏模量、愈合型的厚度和骨折间隙的大小，以了解这些初期参数对骨愈合的调控作用。结果表明，更快的MSC迁移、更坚硬的肉芽组织、更厚的愈合型和更小的骨折间隙在一定程度上增强了愈合。在达到一定阈值后，MSC迁移速率、肉芽组织硬度和愈合型厚度达到饱和状态。因此，进行参数研究以验证初期阶段形成的愈合型，在与实验观察一致的情况下，具有最有效的愈合时间的理想几何和材料特性范围。本研究的结果量化了愈合初期阶段对愈合结果的影响，以更好地了解生物学和机械生物学机制及其在治疗策略的设计和优化中的利用。模拟结果还表明，在骨段相互靠近的骨折中，不需要愈合型的发育。这一结果与初级和次级骨愈合的概念一致。
作者：Mohammad S. Ghiasi, Jason E. Chen, Edward K. Rodriguez, Ashkan Vaziri, Ara Nazarian
论文ID：1808.04458
分类：Tissues and Organs
分类简称：q-bio.TO
提交时间：2018-08-15