在骨折愈合领域,因为有了多学科的交叉,学者们逐步开始在骨折愈合仿真领域大展拳脚。骨折愈合过程相当复杂,仿真过程涉及到医学、生物力学、机械工程和计算机科学等多学科知识。科研工作者们借助这种技术手段对骨折愈合机理进行深入的探索;当影响骨折愈合的因素发生变化时,该技术可以对骨折愈合过程进行预测;为骨折患者的后续治疗提供指导和借鉴意义。现实生活中,很多骨折患者都存在营养不良以及骨折部位受到不恰当的力导致最终的延迟愈合和不愈合。本论文基于骨折部位受到的力刺激和营养扩散浓度对骨折愈合过程进行仿真研究。在Ansys有限元仿真软件中建立胫骨三维骨折模型,对模型中各部分赋予材料特性,划分四面体网格,对骨折模型远端固定,近端施加轴向载荷。确定骨折模型内部受到的力刺激类型,仿真分析0.5mm间隙下和3mm间隙下力刺激对骨折愈合的影响。建立骨折部位营养浓度的扩散模型。使用有限差分法对营养扩散模型进行求解,得到营养扩散模型的差分格式。在VS中使用C++语言对Ansys中建立的有限元模型进行二次开发,实现营养扩散过程。对营养扩散模型差分格式的截断误差和稳定性进行分析。使用模糊逻辑算法建立力和营养因素影响下的骨折模糊逻辑模型。设置内部组织的浓度变量,确定模糊逻辑系统的输入变量和输出变量,结合MATLAB模糊工具箱求解对应变量的隶属度函数和整个模型的模糊逻辑规则;在VS中使用C++语言将模糊逻辑模型得出的值与之前胫骨三维骨折模型的力刺激值和扩散模型的营养值进行对比,筛选出符合要求的值,使用欧拉迭代法更新各个组织的浓度。模糊逻辑模型得出了不同营养情况下和骨折间隙为0.5mm和3mm的纤维组织、软骨组织和骨组织的浓度变化。结果表明营养浓度和骨折间隙都会对骨折愈合过程产生重要影响。模型预测在正常营养浓度下间隙为0.5mm的骨折愈合,间隙为3mm的骨折不愈合。营养不足情况下抑制骨折愈合,营养充足情况下促进骨折愈合。在营养不足和3mm骨折间隙下骨折部位不愈合。