Influencia del radio en entallas en U sometidas a flexión en tres puntos en la fundición GG-25

El presente trabajo fin de master se centra en estudiar el efecto del radio de entalla en la fundición gris GG-25, sometida a cargas en modo I (propagación de fisuras a partir de la entalla por fuerzas de tracción exclusivamente). En teoría, en un material frágil, a menor radio de entalla, la carga critica de rotura debería ser también menor. Sin embargo, en la tesis fin de master “Static tests under torsion loading of notched specimens made of grey cast iron: Experimental issues and Numerical Development” realizada por el estudiante Marco Marcón, de la Universidad de Padua, Italia, con este mismo material pero con solicitación en modo III, se observo que a menor radio de entalla, la carga de rotura de las probetas aumentaba. Para estudiar dicho efecto de entalla, se ha llevado a cabo una campana experimental Ensayándose 20 probetas agrupadas en cuatro radios de entalla. Posteriormente se realizaron simulaciones numéricas para comprobar el comportamiento del material y corroborar los resultados experimentales obtenidos, mediante el modelo de la fisura cohesiva implementada junto con un material de Hencky en el continuo.

Estudio de la modelización de la localización de deformaciones en el hormigón

El objetivo del trabajo fin de máster ha sido el estudio de la capacidad de los modelos de daño escalar en reproducir la localización de deformaciones en el hormigón. Para ello se ha utilizado un modelo de daño local con el ablandamiento regularizado (aproximación de fisura difusa) y un modelo de daño no local con formulación integral. Los análisis numéricos se han realizado con el código de elementos finitos Code-Aster. Las actividades realizadas en el trabajo fin de máster han sido: - resumen de los modelos existentes para la reproducción del fallo material. - descripción y estudio del comportamiento de un modelo de daño local "solo tracción" para el hormigón. - regularización del ablandamiento en el modelo de daño local para el modo de fractura tipo I. - descripción de los modelos de daño no local, en particular la formulación de gradiente implícito. - estudio del comportamiento del modelo de daño no local para el ensayo de extensión uniaxial. - aplicación de los modelos de daño local y no local a ensayos tridimensionales. Los elementos más destacables del trabajo son: - Construir un modelo de fisura difusa a partir del modelo de daño local “solo tracción” existente en Code-Aster. Para ello se ha derivado la pendiente de la rama de ablandamiento en la ley tensión-deformación uniaxial en función de los parámetros : (1) densidad de área de energía de fractura y (2) tamaño característico de la malla. - Estudio del comportamiento del modelo de daño no local en el ensayo de extensión uniaxial. En particular estudiar la influencia que los parámetros l (longitud característica de la formulación no local) y m (pendiente de la rama de ablandamiento en la ley tensión-deformación uniaxial) en la disipación del modelo.

Análisis de modelos de vibraciones en lajas y placas

El presente trabajo se centra en el desarrollo de los modelos matemáticos precisos para simular las excitaciones y respuestas de carácter dinámico, que se introducen en los ensayos no destructivos de detección de imperfecciones. Las estructuras que se consideran se suponen constituidas por chapas de espesor delgado. Las fisuras, en estos casos, pueden ser penetrantes o de una profundidad significativa respecto de su espesor, o no penetrantes o superficiales, que afectan a la zona superficial de chapa. El primer tipo de fisura está relacionado con la seguridad de la estructura y el segundo más con su protección ambiental, al deteriorarse las pinturas de protección. Se han considerado dos tipos de modelos: uno, que intenta localizar la posición y magnitud de las imperfecciones en la estructura, en particular las fisuras, de carácter penetrante total. Para ello se utilizan en el estudio modelos de vibraciones elásticas de estructuras delgadas como placas a flexión. El otro tipo de modelos analiza las vibraciones en lajas y en él se consideran vibraciones superficiales, como las ondas de Rayleigh. Se ha comprobado, en los modelos de estructuras pasantes, que las diferencias entre las frecuencias propias de las estructuras sanas y las fisuradas no son, en general, significativas. Por otra parte, la detección de posición de las fisuras e incluso su mera presencia, mediante distintas normas de comparación entre los vectores modos propios no constituye un procedimiento fiable, ya que puede depender de la posición de la fisura (por ejemplo, cercana a un borde) y del modo de vibración que la excita. El método que parece más prometedor está basado en la medida de las rotaciones (o derivadas de los modos respecto a dos ejes ortogonales) en distintos puntos de la estructura y su representación mediante curvas de nivel.

Estudio de la fisuración en muestras de hormigón debido a la corrosión de las armaduras

La corrosión del acero en estructuras de hormigón armado puede causar fisuración debido a la expansión volumétrica del óxido respecto al acero inicial. Para estudiar esta fisuración, se realizaron ensayos de corrosión acelerada en primas de hormigón con un tubo liso de acero como armadura. Después de corrosión, se estudió el patrón de fisuración resultante en secciones transversales de los prismas y se realizó un análisis cuantitativo para comparar el patrón entre muestras. Complementariamente, los ensayos se simularon utilizando un modelo que reproduce la expansión del óxido y que trabaja con elementos finitos con fisura embebida adaptable para reproducir la fractura del hormigón según el modelo de fisura cohesiva estándar. Los resultados numéricos coincidieron con los experimentales, aunque en secciones con tubo se observó mayor sensibilidad a los parámetros del óxido que en secciones con barra maciza, que se investigará en el futuro para obtener información sobre el óxido

A simplified spectral approachfor impedance-based damage identification of frp-strengthened rc beams

Hoy en día, el refuerzo y reparación de estructuras de hormigón armado mediante el pegado de bandas de polímeros reforzados con fibras (FRP) se emplea cada vez con más frecuencia a causa de sus numerosas ventajas. Sin embargo, las vigas reforzadas con esta técnica pueden experimentar un modo de fallo frágil a causa del despegue repentino de la banda de FRP a partir de una fisura intermedia. A pesar de su importancia, el número de trabajos que abordan el estudio de este mecanismo de fallo y su monitorización es muy limitado. Por ello, el desarrollo de metodologías capaces de monitorizar a largo plazo la adherencia de este refuerzo a las estructuras de hormigón e identificar cuándo se inicia el despegue de la banda constituyen un importante desafío a abordar. El principal objetivo de esta tesis es la implementación de una metodología fiable y efectiva, capaz de detectar el despegue de una banda de FRP en una viga de hormigón armado a partir de una fisura intermedia. Para alcanzar este objetivo se ha implementado un procedimiento de calibración numérica a partir de ensayos experimentales. Para ello, en primer lugar, se ha desarrollado un modelo numérico unidimensional simple y no costoso representativo del comportamiento de este tipo vigas de hormigón reforzadas con FRP, basado en un modelo de fisura discreta para el hormigón y el método de elementos espectrales. La formación progresiva de fisuras a flexion y el consiguiente despegue en la interface entre el hormigón y el FRP se formulan mediante la introducción de un nuevo elemento capaz de representar ambos fenómenos simultáneamente sin afectar al procedimiento numérico. Además, con el modelo propuesto, se puede obtener de una forma sencilla la respuesta dinámica en altas frecuencias de este tipo de estructuras, lo cual puede hacer muy útil su uso como herramienta de diagnosis y detección del despegue en su fase inicial mediante una monitorización de la variación de las características dinámicas locales de la estructura. Un método de evaluación no destructivo muy prometedor para la monitorización local de las estructuras es el método de la impedancia usando sensores-actuadores piezoeléctricos (PZT). La impedancia eléctrica de los sensores PZT se puede relacionar con la impedancia mecánica de las estructuras donde se encuentran adheridos Ya que la impedancia mecánica de una estructura se verá afectada por su deterioro, se pueden implementar indicadores de daño mediante una comparación del espectro de admitancia (inversa de la impedancia) a lo largo de distintas etapas durante el periodo de servicio de una estructura. Cualquier cambio en el espectro se podría interpretar como una variación en la integridad de la estructura. La impedancia eléctrica se mide a altas frecuencias con lo cual esta metodología debería ser muy sensible a la detección de estados de daño incipiente local, tal como se desea en la aplicación de este trabajo. Se ha implementado un elemento espectral PZT-FRP como extensión del modelo previamente desarrollado, con el objetivo de poder calcular numéricamente la impedancia eléctrica de sensores PZT adheridos a bandas de FRP sobre una viga de hormigón armado. El modelo, combinado con medidas experimentales captadas mediante sensores PZT, se implementa en el marco de una metodología de calibración de modelos para detectar cuantitativamente el despegue en la interfase entre una banda de FRP y una viga de hormigón. El procedimiento de optimización se resuelve empleando el método del enjambre cooperativo con un algoritmo bagging. Los resultados muestran una gran aproximación en la estimación del daño para el problema propuesto. Adicionalmente, se ha desarrollado también un método adaptativo para el mallado de elementos espectrales con el objetivo de localizar las zonas dañadas a partir de los resultados experimentales, el cual contribuye a aumentar la robustez y efectividad del método propuesto a la hora de identificar daños incipientes en su aparición inicial. Finalmente, se ha llevado a cabo un procedimiento de optimización multi-objetivo para detectar el despegue inicial en una viga de hormigón a escala real reforzada con FRP a partir de las impedancias captadas con una red de sensores PZT instrumentada a lo largo de la longitud de la viga. Cada sensor aporta los datos para definir cada una de las funciones objetivo que definen el procedimiento. Combinando el modelo previo de elementos espectrales con un algoritmo PSO multi-objetivo el procedimiento de detección de daño resultante proporciona resultados satisfactorios considerando la escala de la estructura y todas las incertidumbres características ligadas a este proceso. Los resultados obtenidos prueban la viabilidad y capacidad de los métodos antes mencionados y también su potencial en aplicaciones reales. Abstract Nowadays, the external bonding of fibre reinforced polymer (FRP) plates or sheets is increasingly used for the strengthening and retrofitting of reinforced concrete (RC) structures due to its numerous advantages. However, this kind of strengthening often leads to brittle failure modes being the most dominant failure mode the debonding induced by an intermediate crack (IC). In spite of its importance, the number of studies regarding the IC debonding mechanism and bond health monitoring is very limited. Methodologies able to monitor the long-term efficiency of bonding and successfully identify the initiation of FRP debonding constitute a challenge to be met. The main purpose of this thesisis the implementation of a reliable and effective methodology of damage identification able to detect intermediate crack debonding in FRP-strengthened RC beams. To achieve this goal, a model updating procedure based on numerical simulations and experimental tests has been implemented. For it, firstly, a simple and non-expensive one-dimensional model based on the discrete crack approach for concrete and the spectral element method has been developed. The progressive formation of flexural cracks and subsequent concrete-FRP interfacial debonding is formulated by the introduction of a new element able to represent both phenomena simultaneously without perturbing the numerical procedure. Furthermore, with the proposed model, high frequency dynamic response for these kinds of structures can also be obtained in a very simple and non-expensive way, which makes this procedure very useful as a tool for diagnoses and detection of debonding in its initial stage by monitoring the change in local dynamic characteristics. One very promising active non-destructive evaluation method for local monitoring is impedance-based structural health monitoring(SHM)using piezoelectric ceramic (PZT) sensor-actuators. The electrical impedance of the PZT can be directly related to the mechanical impedance of the host structural component where the PZT transducers are attached. Since the structural mechanical impedance will be affected by the presence of structural damage, comparisons of admittance (inverse of impedance) spectra at various times during the service period of the structure can be used as damage indicator. Any change in the spectra might be an indication of a change in the structural integrity. The electrical impedance is measured at high frequencies with which this methodology appears to be very sensitive to incipient damage in structural systems as desired for our application. Abonded-PZT-FRP spectral beam element approach based on an extension of the previous discrete crack approach is implemented in the calculation of the electrical impedance of the PZT transducer bonded to the FRP plates of a RC beam. This approach in conjunction with the experimental measurements of PZT actuator-sensors mounted on the structure is used to present an updating methodology to quantitatively detect interfacial debonding between a FRP strip and the host RC structure. The updating procedure is solved by using an ensemble particle swarm optimization approach with abagging algorithm, and the results demonstrate a big improvement for the performance and accuracy of the damage detection in the proposed problem. Additionally, an adaptive strategy of spectral element mesh has been also developed to detect damage location with experimental results, which shows the robustness and effectiveness of the proposed method to identify initial and incipient damages at its early stage. Lastly, multi-objective optimization has been carried out to detect debonding damage in a real scale FRP-strengthened RC beam by using impedance signatures. A net of PZT sensors is distributed along the beam to construct impedance-based multiple objectives under gradually induced damage scenario. By combining the spectral element model presented previously and an ensemble multi-objective PSO algorithm, the implemented damage detection process yields satisfactory predictions considering the scale and uncertainties of the structure. The obtained results prove the feasibility and capability of the aforementioned methods and also their potentials in real engineering applications.

Comportamiento a cortante puro de hormigones reforzados con fibras sometidos a ensayos tipo Push-Off

El hormigón como material de construcción constituye la base fundamental del desarrollo de la infraestructura de nuestras sociedades modernas. Este material compuesto en su forma mas básica de material cementoso, áridos finos, gruesos y agua es muy versátil dada la posibilidad de fabricación en obra, su capacidad de moldeo y sus altas prestaciones mecánicas ante cargas de compresión El uso de fibras dentro de la matriz del hormigón surge como una opción para mejorar las capacidades mecánicas del hormigón, tendiente principalmente a un aumento de su capacidad de absorción de energía (Aumento de ductilidad). El objetivo de este trabajo fue el estudio del comportamiento mecánico de hormigones autocompactantes reforzados con fibras de poliolefina y metálicas sometidos a esfuerzos de cortante puro. Para esto se realizaron ensayos tipo “Push-Off” sobre diferentes dosificaciones de fibras agregadas a hormigones patrón de referencia. La campana experimental se realizo sobre hormigones autocompactantes de campanas experimentales anteriores. La campana abarca hormigones reforzados con fibra de poliolefina desde el umbral inferior de 3kg/m3 hasta un valor máximo de 10kg/m3, así como hormigones reforzados con fibra de acero con 26 y 70 kilogramos de fibra por metro cúbico de hormigón, buscando evaluar su comportamiento mecánico en estado endurecido a ensayos de cortante puro tipo “Push-off”. Dichos ensayos fueron instrumentados mediante la colocación de CMOD (Crack mouth open displacement) en las entallas, así como usando la técnica de la video extensometría (DIC por sus siglas en ingles), la cual permite hacer un análisis mas minucioso de los estados de deformaciones de toda la probeta. Se concluyo que los hormigones con bajos y medios contenidos de fibras de poliolefina aumentan en pequeña magnitud su ductilidad, estando condicionados los ensayos tipo “Push-off” de los mismos a la probabilidad de encontrar fibras en la interfaz de la fisura por cortante. En el caso de los hormigones con contenido medio de fibras de acero, se concluyo que tienen una gran mejoría en su comportamiento frente a cortante puro. Su comportamiento post-pico tiene aumentos considerables con respecto a los hormigones no reforzados, ductilidad y capacidad de conservación de cargas residuales, y la capacidad de disipación de energía de estos es intermedia entre los hormigones de bajo contenido de fibras de poliolefina y los de alto contenido tanto de acero como de poliolefina. Estos hormigones constituyen en general un punto medio entre economía y facilidad de fabricación y desempeño mecánico. En el caso de los hormigones de alto contenido de fibras de poliolefina, se obtuvieron comportamientos post-pico con alta ductilidad, con deformaciones que superan valores de 2mm. Las cargas pico de los mismos fueron levemente superiores a los hormigones no reforzados y un poco inferiores a los de alto contenido de fibras de acero sin ser concluyentes los resultados al respecto. Estos hormigones disipan menos energía en la fractura que los hormigones de acero hasta deformaciones de 2mm pero una vez alcanzada la misma se evidencio que el cortante residual de estos superaba la de los hormigones con fibra de acero. Los hormigones con alto contenido de fibra de acero presentaron los mejores resultados de la campana experimental, con cargas pico mayores, ramas de descarga con pendiente reducida (fallas dúctiles) y mayor cantidad de energía disipada. A pesar de esto es importante tener en cuenta que los resultados obtenidos no estuvieron muy alejados de los hormigones con alto contenido de fibras de poliolefina, los cuales son mas económicos, menos densos, mas durables y mas manejables.

A study of the mechanical behaviour of the human aortic artery by means of non-linear finite element models

En la presente tesis desarrollamos una estrategia para la simulación numérica del comportamiento mecánico de la aorta humana usando modelos de elementos finitos no lineales. Prestamos especial atención a tres aspectos claves relacionados con la biomecánica de los tejidos blandos. Primero, el análisis del comportamiento anisótropo característico de los tejidos blandos debido a las familias de fibras de colágeno. Segundo, el análisis del ablandamiento presentado por los vasos sanguíneos cuando estos soportan cargas fuera del rango de funcionamiento fisiológico. Y finalmente, la inclusión de las tensiones residuales en las simulaciones en concordancia con el experimento de apertura de ángulo. El análisis del daño se aborda mediante dos aproximaciones diferentes. En la primera aproximación se presenta una formulación de daño local con regularización. Esta formulación tiene dos ingredientes principales. Por una parte, usa los principios de la teoría de la fisura difusa para garantizar la objetividad de los resultados con diferentes mallas. Por otra parte, usa el modelo bidimensional de Hodge-Petruska para describir el comportamiento mesoscópico de los fibriles. Partiendo de este modelo mesoscópico, las propiedades macroscópicas de las fibras de colágeno son obtenidas a través de un proceso de homogenización. En la segunda aproximación se presenta un modelo de daño no-local enriquecido con el gradiente de la variable de daño. El modelo se construye a partir del enriquecimiento de la función de energía con un término que contiene el gradiente material de la variable de daño no-local. La inclusión de este término asegura una regularización implícita de la implementación por elementos finitos, dando lugar a resultados de las simulaciones que no dependen de la malla. La aplicabilidad de este último modelo a problemas de biomecánica se estudia por medio de una simulación de un procedimiento quirúrgico típico conocido como angioplastia de balón. In the present thesis we develop a framework for the numerical simulation of the mechanical behaviour of the human aorta using non-linear finite element models. Special attention is paid to three key aspects related to the biomechanics of soft tissues. First, the modelling of the characteristic anisotropic behaviour of the softue due to the collagen fibre families. Secondly, the modelling of damage-related softening that blood vessels exhibit when subjected to loads beyond their physiological range. And finally, the inclusion of the residual stresses in the simulations in accordance with the opening-angle experiment The modelling of damage is addressed with two major and different approaches. In the first approach a continuum local damage formulation with regularisation is presented. This formulation has two principal ingredients. On the one hand, it makes use of the principles of the smeared crack theory to avoid the mesh size dependence of the structural response in softening. On the other hand, it uses a Hodge-Petruska bidimensional model to describe the fibrils as staggered arrays of tropocollagen molecules, and from this mesoscopic model the macroscopic material properties of the collagen fibres are obtained using an homogenisation process. In the second approach a non-local gradient-enhanced damage formulation is introduced. The model is built around the enhancement of the free energy function by means of a term that contains the referential gradient of the non-local damage variable. The inclusion of this term ensures an implicit regularisation of the finite element implementation, yielding mesh-objective results of the simulations. The applicability of the later model to biomechanically-related problems is studied by means of the simulation of a typical surgical procedure, namely, the balloon angioplasty.

Estudo cefalométrico-radiográfico das alterações dento-esqueléticas em pacientes com má oclusão de Classe III submetidos a tratamento ortodôntico-cirúrgico

Este estudo teve como finalidade avaliar cefalometricamente, por meio de telerradiografias em norma lateral, as alterações dento-esqueléticas em pacientes Classe III submetidos a tratamento ortodôntico-cirúrgico. A amostra experimental constituiu-se de 16 pacientes Brasileiros, dos sexos masculino e feminino, na faixa etária pré-cirúrgica média de 21 anos e 11 meses, apresentando má oclusão de Classe III com indicação de tratamento cirúrgico representado por recuo mandibular isolado. Para cada paciente foram realizadas telerradiografias nas fases inicial, pré-cirúrgica e pós-cirúrgica, sendo comparadas a um grupo controle, constituído de telerradiografias de indivíduos com oclusão normal. Segundo a metodologia empregada e pela análise dos resultados obtidos, avaliados estatisticamente, constatou-se que os pacientes Classe III com indicação de recuo mandibular foram caracterizados por um mau relacionamento entre as bases esqueléticas representado por um bom posicionamento da maxila associado a prognatismo mandibular, aumento da altura facial ântero-inferior, incisivos inferiores e sínfise mandibular lingualizados e incisivos superiores vestibularizados. A partir do preparo ortodôntico pré-cirúrgico, observou-se uma rotação mandibular no sentido horário, descompensação dentária representada por lingualização e extrusão dos incisivos superiores e vestibularização dos incisivos inferiores, acompanhada por uma remodelação da cortical óssea vestibular da sínfise mandibular. Esta descompensação ortodôntica definiu características dento-alveolares semelhantes às dos indivíduos com oclusão normal. O comportamento das variáveis dento-esqueléticas após a cirurgia ortognática, a partir do deslocamento póstero-superior das estruturas dento-esqueléticas da mandíbula, proporcionou um equilíbrio destas estruturas, em relação à oclusão normal.

Estudo cefalométrico-radiográfico das alterações dento-esqueléticas em pacientes com má oclusão de Classe III submetidos a tratamento ortodôntico-cirúrgico

Este estudo teve como finalidade avaliar cefalometricamente, por meio de telerradiografias em norma lateral, as alterações dento-esqueléticas em pacientes Classe III submetidos a tratamento ortodôntico-cirúrgico. A amostra experimental constituiu-se de 16 pacientes Brasileiros, dos sexos masculino e feminino, na faixa etária pré-cirúrgica média de 21 anos e 11 meses, apresentando má oclusão de Classe III com indicação de tratamento cirúrgico representado por recuo mandibular isolado. Para cada paciente foram realizadas telerradiografias nas fases inicial, pré-cirúrgica e pós-cirúrgica, sendo comparadas a um grupo controle, constituído de telerradiografias de indivíduos com oclusão normal. Segundo a metodologia empregada e pela análise dos resultados obtidos, avaliados estatisticamente, constatou-se que os pacientes Classe III com indicação de recuo mandibular foram caracterizados por um mau relacionamento entre as bases esqueléticas representado por um bom posicionamento da maxila associado a prognatismo mandibular, aumento da altura facial ântero-inferior, incisivos inferiores e sínfise mandibular lingualizados e incisivos superiores vestibularizados. A partir do preparo ortodôntico pré-cirúrgico, observou-se uma rotação mandibular no sentido horário, descompensação dentária representada por lingualização e extrusão dos incisivos superiores e vestibularização dos incisivos inferiores, acompanhada por uma remodelação da cortical óssea vestibular da sínfise mandibular. Esta descompensação ortodôntica definiu características dento-alveolares semelhantes às dos indivíduos com oclusão normal. O comportamento das variáveis dento-esqueléticas após a cirurgia ortognática, a partir do deslocamento póstero-superior das estruturas dento-esqueléticas da mandíbula, proporcionou um equilíbrio destas estruturas, em relação à oclusão normal.

A new mechanism of sound generation in songbirds

Our current understanding of the sound-generating mechanism in the songbird vocal organ, the syrinx, is based on indirect evidence and theoretical treatments. The classical avian model of sound production postulates that the medial tympaniform membranes (MTM) are the principal sound generators. We tested the role of the MTM in sound generation and studied the songbird syrinx more directly by filming it endoscopically. After we surgically incapacitated the MTM as a vibratory source, zebra finches and cardinals were not only able to vocalize, but sang nearly normal song. This result shows clearly that the MTM are not the principal sound source. The endoscopic images of the intact songbird syrinx during spontaneous and brain stimulation-induced vocalizations illustrate the dynamics of syringeal reconfiguration before phonation and suggest a different model for sound production. Phonation is initiated by rostrad movement and stretching of the syrinx. At the same time, the syrinx is closed through movement of two soft tissue masses, the medial and lateral labia, into the bronchial lumen. Sound production always is accompanied by vibratory motions of both labia, indicating that these vibrations may be the sound source. However, because of the low temporal resolution of the imaging system, the frequency and phase of labial vibrations could not be assessed in relation to that of the generated sound. Nevertheless, in contrast to the previous model, these observations show that both labia contribute to aperture control and strongly suggest that they play an important role as principal sound generators.

Two Heteromeric Kinesin Complexes in Chemosensory Neurons and Sensory Cilia of Caenorhabditis elegans

Chemosensation in the nervous system of the nematode Caenorhabditis elegans depends on sensory cilia, whose assembly and maintenance requires the transport of components such as axonemal proteins and signal transduction machinery to their site of incorporation into ciliary structures. Members of the heteromeric kinesin family of microtubule motors are prime candidates for playing key roles in these transport events. Here we describe the molecular characterization and partial purification of two heteromeric kinesin complexes from C. elegans, heterotrimeric CeKinesin-II and dimeric CeOsm-3. Transgenic worms expressing green fluorescent protein driven by endogenous heteromeric kinesin promoters reveal that both CeKinesin-II and CeOsm-3 are expressed in amphid, inner labial, and phasmid chemosensory neurons. Additionally, immunolocalization experiments on fixed worms show an intense concentration of CeKinesin-II and CeOsm-3 polypeptides in the ciliated endings of these chemosensory neurons and a punctate localization pattern in the corresponding cell bodies and dendrites. These results, together with the phenotypes of known mutants in the pathway of sensory ciliary assembly, suggest that CeKinesin-II and CeOsm-3 drive the transport of ciliary components required for sequential steps in the assembly of chemosensory cilia.

A structural model for a homeotic protein-extradenticle-DNA complex accounts for the choice of HOX protein in the heterodimer.

The genes of the homeotic complex (HOX) encode DNA binding homeodomain proteins that control developmental fates by differentially regulating the transcription of downstream target genes. Despite their unique in vivo functions, disparate HOX proteins often bind to very similar DNA sequences in vitro. Thus, a critical question is how HOX proteins select the correct sets of target genes in vivo. The homeodomain proteins encoded by the Drosophila extradenticle gene and its mammalian homologues, the pbx genes, contribute to HOX specificity by cooperatively binding to DNA with HOX proteins. For example, the HOX protein labial cooperatively binds with extradenticle protein to a 20-bp oligonucleotide that is sufficient to direct a labial-like expression pattern in Drosophila embryos. Here we have analyzed the protein-DNA interactions that are important for forming the labial-extradenticle-DNA complex. The data suggest a model in which labial and extradenticle, separated by only 4 bp, bind this DNA as a heterodimer in a head-to-tail orientation. We have confirmed several aspects of this model by characterizing extradenticle-HOX binding to mutant oligonucleotides. Most importantly, mutations in base pairs predicted to contact the HOX N-terminal arm resulted in a change in HOX preference in the heterodimer, from labial to Ultrabithorax. These results demonstrate that extradenticle prefers to bind cooperatively with different HOX proteins depending on subtle differences in the heterodimer binding site.

Identification of planarian homeobox sequences indicates the antiquity of most Hox/homeotic gene subclasses.

The homeotic gene complex (HOM-C) is a cluster of genes involved in the anteroposterior axial patterning of animal embryos. It is composed of homeobox genes belonging to the Hox/HOM superclass. Originally discovered in Drosophila, Hox/HOM genes have been identified in organisms as distantly related as arthropods, vertebrates, nematodes, and cnidarians. Data obtained in parallel from the organization of the complex, the domains of gene expression during embryogenesis, and phylogenetic relationships allow the subdivision of the Hox/HOM superclass into five classes (lab, pb/Hox3, Dfd, Antp, and Abd-B) that appeared early during metazoan evolution. We describe a search for homologues of these genes in platyhelminths, triploblast metazoans emerging as an outgroup to the great coelomate ensemble. A degenerate PCR screening for Hox/HOM homeoboxes in three species of triclad planarians has revealed 10 types of Antennapedia-like genes. The homeobox-containing sequences of these PCR fragments allowed the amplification of the homeobox-coding exons for five of these genes in the species Polycelis nigra. A phylogenetic analysis shows that two genes are clear orthologues of Drosophila labial, four others are members of a Dfd/Antp superclass, and a seventh gene, although more difficult to classify with certainty, may be related to the pb/Hox3 class. Together with previously identified Hox/HOM genes in other flatworms, our analyses demonstrate the existence of an elaborate family of Hox/HOM genes in the ancestor of all triploblast animals.

Prevalência de frenetomias labiais e linguais na consulta de odontopediatria da clínica Egas Moniz

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Estudo cefalométrico-radiográfico das alterações dento-esqueléticas em pacientes com má oclusão de Classe III submetidos a tratamento ortodôntico-cirúrgico

Este estudo teve como finalidade avaliar cefalometricamente, por meio de telerradiografias em norma lateral, as alterações dento-esqueléticas em pacientes Classe III submetidos a tratamento ortodôntico-cirúrgico. A amostra experimental constituiu-se de 16 pacientes Brasileiros, dos sexos masculino e feminino, na faixa etária pré-cirúrgica média de 21 anos e 11 meses, apresentando má oclusão de Classe III com indicação de tratamento cirúrgico representado por recuo mandibular isolado. Para cada paciente foram realizadas telerradiografias nas fases inicial, pré-cirúrgica e pós-cirúrgica, sendo comparadas a um grupo controle, constituído de telerradiografias de indivíduos com oclusão normal. Segundo a metodologia empregada e pela análise dos resultados obtidos, avaliados estatisticamente, constatou-se que os pacientes Classe III com indicação de recuo mandibular foram caracterizados por um mau relacionamento entre as bases esqueléticas representado por um bom posicionamento da maxila associado a prognatismo mandibular, aumento da altura facial ântero-inferior, incisivos inferiores e sínfise mandibular lingualizados e incisivos superiores vestibularizados. A partir do preparo ortodôntico pré-cirúrgico, observou-se uma rotação mandibular no sentido horário, descompensação dentária representada por lingualização e extrusão dos incisivos superiores e vestibularização dos incisivos inferiores, acompanhada por uma remodelação da cortical óssea vestibular da sínfise mandibular. Esta descompensação ortodôntica definiu características dento-alveolares semelhantes às dos indivíduos com oclusão normal. O comportamento das variáveis dento-esqueléticas após a cirurgia ortognática, a partir do deslocamento póstero-superior das estruturas dento-esqueléticas da mandíbula, proporcionou um equilíbrio destas estruturas, em relação à oclusão normal.