Modulação da expressão dos componentes da matriz extracelular e a modulação celular na regeneração da fratura óssea padronizada em tíbia de ratos

O propósito do presente trabalho foi investigar a participação da proliferação celular e da expressão dos componentes da matriz extracelular na cascata de eventos do processo de reparo da fratura óssea, empregando as técnicas histológica, imunohistoquímica e morfométrica, em um modelo experimental padronizado para a indução da lesão na tíbia de ratos a partir do método empregado por Yuehuei e Friedman7. É importante padronizar um modelo de indução da fratura, para posterior investigação da participação das células e dos componentes da matriz extracelular no processo de reparo da fratura, considerando que o tempo de consolidação depende significantemente da natureza e do tipo da lesão produzida. Quarenta (n = 40) ratos Wistar foram submetidos a fratura . Os animais foram avaliados em oito (n = 8) grupos de cinco (n = 5) animais, cada grupo emperimental com 12, 24, 48, 72, 96, 144, 192 e 240 horas após a fratura (12h até 10 dias). As fraturas foram classificadas de acordo com o sistema de classificação internacional de fratura de Muller100, AO (Associação para Osteosíntese). Foram encontradas fraturas simples em 86% do total, sendo 68% de fraturas transversas e 18% de fraturas obliquas, 14% do total de fraturas foram complexas, sendo 8% de fraturas irregulares e 6% de fraturas segmentares. Esses resultados demonstram que o aparelho permite padronizar radiológicamente o tipo de fratura, caracterizado pela linha que separa os fragmentos ósseos. Os resultados qualitativos dos componentes da matriz extracelular para TGF-β, VEGF, colágeno I e II, osteopontina, proteoglicanos, fibras do sistema elástico com a coloração de resorcina funcsina de Weigert, e para proliferação celular pelo PCNA, assim como os resultados morfométricos, sugerem que a modulação da expressão dos componentes da matriz extracelular e a proliferação celular durante o processo de reparo da fratura não é homogênea para todos os componentes teciduais, dependendo significantemente das tensões locais geradas pelo tipo da linha de fratura que pode ser determinante no tempo de regeneração do osso e na qualidade da restauração das propriedades biomecânica. Nossos achados podem contribuir para melhor compreensão da reparo de fratura óssea e para novas abordagens terapêuticas que considerem as propriedades biomecânicas do tecido ósseo em reparo nas suas diferentes etapas

Aplicação de um método de correlação de imagem para a determinação da tenacidade à fratura em corte de adesivos estruturais

Qualquer estrutura hoje em dia deve ser resistente, robusta e leve, o que aumentou o interesse industrial e investigação nas ligações adesivas, nomeadamente pela melhoria das propriedades de resistência e fratura dos materiais. Com esta técnica de união, o projeto de estruturas pode ser orientado para estruturas mais leves, não só em relação à economia direta de peso relativamente às juntas aparafusas ou soldadas, mas também por causa da flexibilidade para ligar materiais diferentes. Em qualquer área da indústria, a aplicação em larga escala de uma determinada técnica de ligação supõe que estão disponíveis ferramentas confiáveis para o projeto e previsão da rotura. Neste âmbito, Modelos de Dano Coesivo (MDC) são uma ferramenta essencial, embora seja necessário estimar as leis MDC do adesivo à tração e corte para entrada nos modelos numéricos. Este trabalho avalia o valor da tenacidade ao corte (GIIC) de juntas coladas para três adesivos com ductilidade distinta. O trabalho experimental consiste na caracterização à fratura ao corte da ligação adesiva por métodos convencionais e pelo Integral-J. Além disso, pelo integral-J, é possível definir a forma exata da lei coesiva. Para o integral-J, é utilizado um método de correlação de imagem digital anteriormente desenvolvido para a avaliação do deslocamento ao corte do adesivo na extremidade da fenda (δs) durante o ensaio, acoplado a uma sub-rotina em Matlab® para a extração automática de δs. É também apresentado um trabalho numérico para avaliar a adequabilidade de leis coesivas triangulares aproximadas em reproduzir as curvas força-deslocamento (P-δ) experimentais dos ensaios ENF. Também se apresenta uma análise de sensibilidade para compreender a influência dos parâmetros coesivos nas previsões numéricas. Como resultado deste trabalho, foram estimadas experimentalmente as leis coesivas de cada adesivo pelo método direto, e numericamente validadas, para posterior previsão de resistência em juntas adesivas. Em conjunto com a caraterização à tração destes adesivos, é possível a previsão da rotura em modo-misto.

Análise numérica de problemas de fratura elástica e elastoplástica

Este trabalho apresenta o método dos elementos finitos em conjunto com métodos numéricos especificos para a solução de problemas de fratura. Esta é uma poderosa ferramenta para a análise de fraturas e soluções confiáveis são obtidas para problemas complexos de Engenharia tanto no campo linear como no não-linear. O elemento finito. implementado é do tipo isoparamétrico quadrâtico da família Serendipity. Com dois graus de liberdade por nó, permite discretizar em estado plano de tensão ou deformação estruturas com geometrias bastante variadas. Para a análise linear são implementadas quatro técnicas consagradas para a avaliação do fator de intensidade de tensão no modo I de fratura: extrapolação de doslocamentos (usando malha somente com elementos convencionais e malha mesclada com elementos especiais), taxa de liberação de energia de defermação, extensão virtual da trinca e o método da integral J, descartando-se neste caso a hipótese de descarregamento. A linguagem de programação adotada é o FORTRAN 77. A entrada de dados é feita por intermédio de arquivos previamente preparados. Os resultados obtidos são confrontados com resultados experimentais e computacionais fornecidos por outros programas. Analisam-se placas, estruturas de uso na indústria e simulam-se ensaios como o corpo de prova de flexão em três pontos e o corpo de prova de tensão. compacto.

A fratura histoórica entre ajuste externo e estabilização : a economia brasileira no período 83-84

Procura analisar o último programa convencional de ajuste externo e estabilização implementado na economia brasileira em 83/84, no intuito de apreender suas características comportamenteias mais relevantes, para que a partir disso se possa fazer um diagnóstico fundamentado tanto o embasamento teórico, como na análise das variáveis macroeconômicas fundamentais no período referido

Uso do método das interfaces coesivas na análise da simulação do comportamento de fratura em materiais frágeis

Este trabalho apresenta uma abordagem numérica da fratura baseada no Método dos Elementos Finitos na qual são considerados materiais frágeis como objeto de estudo. As simulações realizadas são possíveis através de um algoritmo computacional que consiste na implementação de molas entre as faces dos elementos finitos. Esta composição constitui o método denominado Interfaces Coesivas. As molas fornecem o efeito de coesão e é representado por leis constitutivas do tipo bi-linear. Sua descrição é apresentada, bem como sua implementação na análise. Tanto o modo I como o modo II de ruptura são considerados. Com o objetivo de verificar o presente modelo com outros resultados e soluções, são analisados exemplos numéricos e experimentais extraídos da literatura. Tais exemplos tratam da nucleação, propagação e eventuais paradas de trincas em peças estruturais submetidas aos mais diversos carregamentos e condições de contorno. É ainda discutido como os parâmetros de fratura do material interferem no processo de ruptura. Uma tentativa é feita de determinar estes parâmetros, em especial no caso de concreto.

Avaliação da adição de Nanosílica e silicato de sódio em pastas de cimento para poços de petróleo com baixo gradiente de fratura

The oil wells cementing is a critical step during the phase of well drilling, because problems during the operation of slurry pumping and an incomplete filling of the annular space between the metal casing and the formation can cause the slurry loss. Therefore, the slurry adopted in primary cementing an oil well must be properly dosed so that these problems are avoided during its pumping. When you drill a well in a weak rock formation requires even more careful, because should be a limit of hydrostatic pressure exerted during cementation, that does not occur rock collapse. With the objective of performing the cementing of a well whose formation is weak or unconsolidated are employed lighter slurries. Thus, this study used slurries with sodium silicate and nano silica in concentrations of 0,1; 0,4; 0,7 e 1,0 gpc, in which the slurries with nano silica showed the rheological parameters higher concentrations of up to 0.7 gpc and for concentration of 1.0 the slurry with sodium silicate obtained the highest values, remaining above the limits for application in fields, mainly wells with low fracture gradient, because a significant increase in viscosity may result in an increase in pressure pumping in operations of secondary cementations. Furthermore, there was no decrease in strength with increasing concentration of additive. Then, it is possible use of these additives to formulate Lighter slurry

Plásticos reforçados a base de tecidos híbridos: efeitos da anisotropia e geometria normativa na caracterização mecânica e da fratura

As most current studies, reinforced plastics have been, in recent years, a viable alternative in building structural elements of medium and large, since the lightness accompanied by high performance possible. The design of hybrid polymer composites (combination of different types of reinforcements) may enable structural applications thereof, facing the most severe service conditions. Within this class of composite materials, reinforced the underlying tissues hybrid high performance are taking space when your application requires high load bearing and high rigidity. The objective of this research work is to study the challenges in designing these fabrics bring these materials as to its mechanical characterization and fracture mechanisms involved. Some parameters associated with the process and / or form of hybridization stand out as influential factors in the final performance of the material such as the presence of anisotropy, so the fabric weave, the process of making the same, normative geometry of the specimens, among others. This sense, four laminates were developed based hybrid reinforcement fabrics involving AS4 carbon fiber, kevlar and glass 49-E as the matrix epoxy vinyl ester resin (DERAKANE 411-350). All laminates were formed each with four layers of reinforcements. Depending on the hybrid fabric, all the influencing factors mentioned above have been studied for laminates. All laminates were manufactured industrially used being the lamination process manual (hand-lay-up). All mechanical characterization and study of the mechanism of fracture (fracture mechanics) was developed for laminates subjected to uniaxial tensile test, bending in three and uniaxial compression. The analysis of fracture mechanisms were held involving the macroscopic, optical microscopy and scanning electron microscopy

Novo método para estimativa do gradiente de fratura para poços de petróleo

The development of oil wells drilling requires additional cares mainly if the drilling is in offshore ultra deep water with low overburden pressure gradients which cause low fracture gradients and, consequently, difficult the well drilling by the reduction of the operational window. To minimize, in the well planning phases, the difficulties faced by the drilling in those sceneries, indirect models are used to estimate fracture gradient that foresees approximate values for leakoff tests. These models generate curves of geopressures that allow detailed analysis of the pressure behavior for the whole well. Most of these models are based on the Terzaghi equation, just differentiating in the determination of the values of rock tension coefficient. This work proposes an alternative method for prediction of fracture pressure gradient based on a geometric correlation that relates the pressure gradients proportionally for a given depth and extrapolates it for the whole well depth, meaning that theses parameters vary in a fixed proportion. The model is based on the application of analytical proportion segments corresponding to the differential pressure related to the rock tension. The study shows that the proposed analytical proportion segments reaches values of fracture gradient with good agreement with those available for leakoff tests in the field area. The obtained results were compared with twelve different indirect models for fracture pressure gradient prediction based on the compacting effect. For this, a software was developed using Matlab language. The comparison was also made varying the water depth from zero (onshore wellbores) to 1500 meters. The leakoff tests are also used to compare the different methods including the one proposed in this work. The presented work gives good results for error analysis compared to other methods and, due to its simplicity, justify its possible application

Placas de aço inoxidável 316L aplicadas no reparo de fratura experimental diafisária do rádio e ulna de cães

O objetivo do presente trabalho foi o de estudar a resistência à corrosão em placas de aço inoxidável 316L, com diferentes tipos de acabamento e tratamento superficial, e a possível interferência dessa reação corrosiva na consolidação óssea. Utilizaram-se placas semi-acabadas, polidas, tratadas com jatos de microesferas de vidro e passivadas, as quais foram aplicadas na epífise distal do rádio de cães. Foram utilizados 12 animais, divididos em dois grupos, nos quais, após osteotomia bilateral do rádio e ulna, foram realizadas osteossínteses do rádio, totalizando 24 procedimentos. Avaliou-se a evolução clínica e radiográfica das regiões que receberam os implantes aos 30, 60, 90, 180, 240 e 360 dias. Os animais do grupo 1 (GI) foram sacrificados aos 180 dias e os do GII aos 360 dias para estudo histológico e de microscopia eletrônica de varredura do local da osteotomia sob a região dos implantes metálicos e para estudo da resistência à corrosão no organismo, pelos implantes metálicos, por meio de análises química e metalográfica (microscopia óptica e eletrônica de varredura e espectroscopia de espalhamento de energia por raios X). Os animais recuperaram a função dos membros operados 24 horas após a cirurgia. Radiograficamente, verificou-se a consolidação óssea em todos os animais. Macro e microscopicamente não foram observados sinais de corrosão nos implantes metálicos, exceto em uma placa passivada, aplicada no rádio esquerdo de um animal, na qual a corrosão foi detectada pela microscopia óptica e eletrônica de varredura. Este estudo permite concluir que as placas de aço inoxidável 316L, independente do acabamento superficial a que foram submetidas, não sofreram corrosão ou reações adversas e foram efetivas no tratamento das fraturas experimentais do rádio e ulna de cães.

Gesso sintético e pinos transcorticais na redução de fratura de tíbia em uma bezerra

Relata-se um caso de fratura de tíbia em uma bezerra de sete meses de idade, 200kg de peso, apresentando fratura fechada, cominutiva em diáfise. A fixação externa foi preferida como método de imobilização óssea, utilizando-se pinos transcorticais e gesso sintético. Obteve-se eficiente imobilização da fratura, com rápida recuperação do animal, dispendendo-se pouco tempo para o pós-operatório (52 dias). A técnica demonstrou ser de fácil realização e passível de ser executada a campo.

Efeitos da radiação uv, temperatura e vapor aquecido nos compósitos poliméricos: monitoramento, instabilidade estrutural e fratura

The application of composite materials and in particular the fiber-reinforced plastics (FRP) has gradually conquered space from the so called conventional materials. However, challenges have arisen when their application occurs in equipment and mechanical structures which will be exposed to harsh environmental conditions, especially when there is the influence of environmental degradation due to temperature, UV radiation and moisture in the mechanical performance of these structures, causing irreversible structural damage such as loss of dimensional stability, interfacial degradation, loss of mass, loss of structural properties and changes in the damage mechanism. In this context, the objective of this thesis is the development of a process for monitoring and modeling structural degradation, and the study of the physical and mechanical properties in FRP when in the presence of adverse environmental conditions (ageing). The mechanism of ageing is characterized by controlled environmental conditions of heated steam and ultraviolet radiation. For the research, it was necessary to develop three polymer composites. The first was a lamina of polyester resin reinforced with a short glass-E fiber mat (representing the layer exposed to ageing), and the other two were laminates, both of seven layers of reinforcement, one being made up only of short fibers of glass-E, and the other a hybrid type reinforced with fibers of glass-E/ fibers of curaua. It should be noted that the two laminates have the lamina of short glass-E fibers as a layer of the ageing process incidence. The specimens were removed from the composites mentioned and submitted to environmental ageing accelerated by an ageing chamber. To study the monitoring and modeling of degradation, the ageing cycles to which the lamina was exposed were: alternating cycles of UV radiation and heated steam, a cycle only of UV radiation and a cycle only of heated steam, for a period defined by norm. The laminates have already undergone only the alternating cycle of UV and heated steam. At the end of the exposure period the specimens were subjected to a structural stability assessment by means of the developed measurement of thickness variation technique (MTVT) and the measurement of mass variation technique (MMVT). Then they were subjected to the mechanical tests of uniaxial tension for the lamina and all the laminates, besides the bending test on three points for the laminates. This study was followed by characterization of the fracture and the surface degradation. Finally, a model was developed for the composites called Ageing Zone Diagram (AZD) for monitoring and predicting the tensile strength after the ageing processes. From the results it was observed that the process of degradation occurs Abstract Raimundo Nonato Barbosa Felipe xiv differently for each composite studied, although all were affected in certain way and that the most aggressive ageing process was that of UV radiation, and that the hybrid laminated fibers of glass-E/curaua composite was most affected in its mechanical properties

Metodologia de análise e diagnóstico de fratura em um componente automotivo sujeito a cargas cíclicas alternadas

The competitiveness of the trade generated by the higher availability of products with lower quality and cost promoted a new reality of industrial production with small clearances. Track deviations at the production are not discarded, uncertainties can statistically occur. The world consumer and the Brazilian one are supported by the consumer protection code, in lawsuits against the products poor quality. An automobile is composed of various systems and thousands of constituent parts, increasing the likelihood of failure. The dynamic and security systems are critical in relation to the consequences of possible failures. The investigation of the failure gives us the possibility of learning and contributing to various improvements. Our main purpose in this work is to develop a systematic, specific methodology by investigating the root cause of the flaw occurred on an axle end of the front suspension of an automobile, and to perform comparative data analyses between the fractured part and the project information. Our research was based on a flaw generated in an automotive suspension system involved in a mechanical judicial cause, resulting in property and personal damages. In the investigations concerning the analysis of mechanical flaws, knowledge on materials engineering plays a crucial role in the process, since it enables applying techniques for characterizing materials, relating the technical attributes required from a respective part with its structure of manufacturing material, thus providing a greater scientific contribution to the work. The specific methodology developed follows its own flowchart. In the early phase, the data in the records and information on the involved ones were collected. The following laboratory analyses were performed: macrography of the fracture, micrography with SEM (Scanning Electron Microscope) of the initial and final fracture, phase analysis with optical microscopy, Brinell hardness and Vickers microhardness analyses, quantitative and qualitative chemical analysis, by using X-ray fluorescence and optical spectroscopy for carbon analysis, qualitative study on the state of tension was done. Field data were also collected. In the analyses data of the values resulting from the fractured stock parts and the design values were compared. After the investigation, one concluded that: the developed methodology systematized the investigation and enabled crossing data, thus minimizing diagnostic error probability, the morphology of the fracture indicates failure by the fatigue mechanism in a geometrically propitious location, a tension hub, the part was subjected to low tensions by the sectional area of the final fracture, the manufacturing material of the fractured part has low ductility, the component fractured in an earlier moment than the one recommended by the manufacturer, the percentages of C, Si, Mn and Cr of the fractured part present values which differ from the design ones, the hardness value of the superior limit of the fractured part is higher than that of the design, and there is no manufacturing uniformity between stock and fractured part. The work will contribute to optimizing the guidance of the actions in a mechanical engineering judicial expertise

Desenvolvimento de sistemas de pastas leves para aplicação em cimentação de poços petrolíferos com baixo gradiente de fratura

All around the world, naturally occurring hydrocarbon deposits, consisting of oil and gas contained within rocks called reservoir rocks , generally sandstone or carbonate exists. These deposits are in varying conditions of pressure and depth from a few hundred to several thousand meters. In general, shallow reservoirs have greater tendency to fracture, since they have low fracture gradient, ie fractures are formed even with relatively low hydrostatic columns of fluid. These low fracture gradient areas are particularly common in onshore areas, like the Rio Grande do Norte basin. During a well drilling, one of the most favorable phases for the occurrence of fractures is during cementing, since the cement slurry used can have greater densities than the maximum allowed by the rock structure. Furthermore, in areas which are already naturally fractured, the use of regular cement slurries causes fluid loss into the formation, which may give rise to failures cementations and formation damages. Commercially, there are alternatives to the development of lightweight cement slurries, but these fail either because of their enormous cost, or because the cement properties were not good enough for most general applications, being restricted to each transaction for which the cement paste was made, or both reasons. In this work a statistical design was made to determine the influence of three variables, defined as the calcium chloride concentration, vermiculite concentration and nanosilica concentration in the various properties of the cement. The use of vermiculite, a low density ore present in large amounts in northeastern Brazil, as extensor for cementing slurries, enabled the production of stable cements, with high water/cement ratio, excellent rheological properties and low densities, which were set at 12.5 lb / gal, despite the fact that lower densities could be achieved. It is also seen that the calcium chloride is very useful as gelling and thickening agent, and their use in combination with nanosilica has a great effect on gel strength of the cement. Hydrothermal Stability studies showed that the pastes were stable in these conditions, and mechanical resistance tests showed values of the order of up to 10 MPa

Análise clínica e biomecânica do efeito do diclofenaco sódico na consolidação da fratura da tíbia no rato

Os AINH (Antiinflamatórios não hormonais) são agentes utilizados na prática clínica que interferem no processo inflamatório pela inibição da síntese de prostaglandinas e tromboxanos. Alguns trabalhos experimentais investigaram sua ação no processo de consolidação de fraturas, por meio de estudos clínicos e histológicos, sendo escassas as análises biomecânicas. Nesse estudo foram utilizados 20 ratos da linhagem Wistar, divididos aleatoriamente em dois grupos iguais: grupo A (controle) e grupo B (tratado com diclofenaco sódico). em ambos os grupos foram realizadas fraturas abertas, após perfuração, na tíbia direita. A administração da droga foi via intramuscular, dose única diária, por 28 dias. Os animais foram pesados semanalmente. Após o sacrifício as tíbias foram dissecadas, pesadas e submetidas a ensaio biomecânico de flexão analisando-se carga máxima, deformação e coeficiente de rigidez. Observou-se que no grupo tratado com AINH não houve aumento do peso corpóreo a partir da segunda semana e as tíbias fraturadas foram mais pesadas. Neste grupo o calo ósseo suportou menor carga máxima, apresentando maior deformação e menor coeficiente de rigidez. Nos animais tratados, o osso não fraturado também se mostrou menos rígido. Concluiu-se, nas condições estudadas, que o DS alterou o processo de consolidação e o metabolismo ósseo, levando a retardo na maturação do calo e menor rigidez do osso intacto, respectivamente.

Efeito da heparina sódica e da enoxaparina na consolidação de fratura da tíbia no rato: avaliação clínica e anatomopatológica e biomecânica

Foi realizado estudo experimental em ratos para avaliar o efeito do anticoagulante na consolidação óssea, conforme critérios clínicos, anatomopatológicos e biomecânicos. Manualmente, após perfuração do osso, foi produzida fratura aberta, na diáfise da tíbia direita, mantida sem imobilização, em 72 ratos machos da linhagem Wistar, com 60 dias de idade e peso médio de 242 gramas. Doze horas após a fratura, foi iniciado tratamento anticoagulante, mantido por 28 dias. Via subcutânea, um grupo recebeu heparina sódica na dose de 200UI/Kg de 12 em 12 horas, enquanto outro, recebeu enoxaparina na dose de 1mg/Kg de 12 em 12 horas, doses preconizadas para tratamento do tromboembolismo em humanos. O terceiro grupo, controle, recebeu água destilada. Durante o experimento, os animais foram avaliados clinicamente e após 28 dias, sacrificados. Nos animais dos três grupos, a evolução clínica foi semelhante. Mediante análise anatomopatológica efetuada por estudo descritivo e quantitativo, foi observada presença de fibrose, cartilagem e osso igualmente nos três grupos, sempre com predomínio de tecido ósseo. O estudo biomecânico, realizado por intermédio de ensaios de flexão, demonstrou coeficiente de rigidez e carga máxima semelhantes nos três grupos. Nenhuma diferença clínica, anatomopatológica e biomecânica foi encontrada, resultando todas as fraturas em consolidação de acordo com os critérios adotados, concluindo-se, portanto, que a heparina sódica e a enoxaparina nas doses, via e tempo de administração utilizados não interfiriram na consolidação da fratura da tíbia do rato.