Strength reliability and in vitro degradation of three-dimensional powder printed strontium-substituted magnesium phosphate scaffolds

Strontium ions (Sr2+) are known to prevent osteoporosis and also encourage bone formation. Such twin requirements have motivated researchers to develop Sr-substituted biomaterials for orthopaedic applications. The present study demonstrates a new concept of developing Sr-substituted Mg-3(PO4)(2) - based biodegradable scaffolds. In particular, this work reports the fabrication, mechanical properties with an emphasis on strength reliability as well as in vitro degradation of highly biodegradable strontium-incorporated magnesium phosphate cements. These implantable scaffolds were fabricated using three-dimensional powder printing, followed by high temperature sintering and/or chemical conversion, a technique adaptable to develop patient-specific implants. A moderate combination of strength properties of 36.7 MPa (compression), 242 MPa (bending) and 10.7 MPa (tension) were measured. A reasonably modest Weibull modulus of up to 8.8 was recorded after uniaxial compression or diametral tensile tests on 3D printed scaffolds. A comparison among scaffolds with varying compositions or among sintered or chemically hardened scaffolds reveals that the strength reliability is not compromised in Sr-substituted scaffolds compared to baseline Mg-3(PO4)(2). The micro-computed tomography analysis reveals the presence of highly interconnected porous architecture in three-dimension with lognormal pore size distribution having median in the range of 17.74-26.29 mu m for the investigated scaffolds. The results of extensive in vitro ion release study revealed passive degradation with a reduced Mg2+ release and slow but sustained release of Sr2+ from strontium-substituted magnesium phosphate scaffolds. Taken together, the present study unequivocally illustrates that the newly designed Sr-substituted magnesium phosphate scaffolds with good strength reliability could be used for biomedical applications requiring consistent Sr2+-release, while the scaffold degrades in physiological medium. Statement of significance The study investigates the additive manufacturing of scaffolds based on different strontium-substituted magnesium phosphate bone cements by means of three-dimensional powder printing technique (3DPP). Magnesium phosphates were chosen due to their higher biodegradability compared to calcium phosphates, which is due to both a higher solubility as well as the absence of phase changes (to low soluble hydroxyapatite) in vivo. Since strontium ions are known to promote bone formation by stimulating osteoblast growth, we aimed to establish such a highly degradable magnesium phosphate ceramic with an enhanced bioactivity for new bone ingrowth. After post-processing, mechanical strengths of up to 36.7 MPa (compression), 24.2 MPa (bending) and 10.7 MPa (tension) could be achieved. Simultaneously, the failure reliability of those bioceramic implant materials, measured by Weibull modulus calculations, were in the range of 4.3-8.8. Passive dissolution studies in vitro proved an ion release of Mg2+ and PO43- as well as Sr2+, which is fundamental for in vivo degradation and a bone growth promoting effect. In our opinion, this work broadens the range of bioceramic bone replacement materials suitable for additive manufacturing processing. The high biodegradability of MPC ceramics together with the anticipated promoting effect on osseointegration opens up the way for a patient-specific treatment with the prospect of a fast and complete healing of bone fractures. (C) 2015 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Unimpeded permeation of water through biocidal graphene oxide sheets anchored on to 3D porous polyolefinic membranes

3D porous membranes were developed by etching one of the phases (here PEO, polyethylene oxide) from melt-mixed PE/PEO binary blends. Herein, we have systematically discussed the development of these membranes using X-ray micro-computed tomography. The 3D tomograms of the extruded strands and hot-pressed samples revealed a clear picture as to how the morphology develops and coarsens over a function of time during post-processing operations like compression molding. The coarsening of PE/PEO blends was traced using X-ray micro-computed tomography and scanning electron microscopy (SEM) of annealed blends at different times. It is now understood from X-ray micro-computed tomography that by the addition of a compatibilizer (here lightly maleated PE), a stable morphology can be visualized in 3D. In order to anchor biocidal graphene oxide sheets onto these 3D porous membranes, the PE membranes were chemically modified with acid/ethylene diamine treatment to anchor the GO sheets which were further confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and surface Raman mapping. The transport properties through the membrane clearly reveal unimpeded permeation of water which suggests that anchoring GO on to the membranes does not clog the pores. Antibacterial studies through the direct contact of bacteria with GO anchored PE membranes resulted in 99% of bacterial inactivation. The possible bacterial inactivation through physical disruption of the bacterial cell wall and/or reactive oxygen species (ROS) is discussed herein. Thus this study opens new avenues in designing polyolefin based antibacterial 3D porous membranes for water purification.

Targeted regeneration of bone in the osteoporotic human femur

We have recently developed image processing techniques for measuring the cortical thicknesses of skeletal structures in vivo, with resolution surpassing that of the underlying computed tomography system. The resulting thickness maps can be analysed across cohorts by statistical parametric mapping. Applying these methods to the proximal femurs of osteoporotic women, we discover targeted and apparently synergistic effects of pharmaceutical osteoporosis therapy and habitual mechanical load in enhancing bone thickness. © 2011 Poole et al.

O acesso aos exames de alta complexidade nos planos de saúde privados na perspectiva dos usuários

A dissertação trata do acesso aos serviços de alta complexidade, particularmente os exames diagnósticos e complementares, estudado entre usuários de planos de saúde privados que buscam atendimento e diagnóstico especializado. Desde a década de 80 o usuário do sistema público de saúde vem procurando a saúde suplementar. Contudo, afirmar que o acesso é garantido no domínio privado, através da contratação dos planos de saúde, é uma incerteza que rodeia a inspiração para esta pesquisa, que se justifica pela relevância de ações que possibilitem a melhora da qualidade regulatória dos planos de saúde, a partir do controle social de seus usuários. O objetivo geral é analisar as percepções do acesso aos exames de alta complexidade nos serviços de saúde privados entre usuários de planos de saúde. Os objetivos específicos são descrever as percepções dos usuários de planos de saúde acerca do acesso aos exames de alta complexidade; analisar as motivações dos usuários de planos de saúde privados para a realização de exames de alta complexidade através da rede privada de assistência; e analisar o nível de satisfação dos usuários de planos de saúde quanto ao acesso aos exames de alta complexidade. A metodologia é qualitativa-descritiva, onde a amostra foi de trinta usuários de planos de saúde, acima de 18 anos, selecionados no campo de estudo no ano de 2010. O cenário de estudo foi um laboratório privado de medicina diagnóstica no Rio de Janeiro. As técnicas de coleta de dados utilizadas foram formulário e entrevista individual estruturada. A análise do formulário foi realizada através de estatística descritiva, e as entrevistas através da análise de conteúdo temática-categorial. Os usuários de plano de saúde declararam que o acesso é garantido com facilidade para os exames de alta complexidade. Suas principais motivações para a realização desses exames na rede privada de assistência foram caracterizadas pela rapidez de atendimento, flexibilidade e facilidade de marcação pela internet, telefone ou pessoalmente no laboratório estudado, pronta entrega dos resultados, dificuldade e morosidade do atendimento do SUS, localização do prestador credenciado próxima de bairros residenciais ou do trabalho, resolutividade diagnóstica de imagem de excelência, possibilidade de escolha pelo usuário entre as modalidades aberta e fechada de ressonância magnética e tomografia computadorizada, além da densitometria óssea que foram facilmente acessíveis a todos os sujeitos da pesquisa. O nível de satisfação foi correspondido com a rapidez na realização dos exames em caráter eletivo e de urgência quase equiparados na escala de tempo de acordo com os usuários. Contudo, embora as notas de avaliação dos usuários quanto aos seus planos de saúde tenham sido altas, foram abordadas algumas dificuldades, tais como: prazos de validade dos pedidos médicos com datação prévia; solicitações de senhas de autorização pela operadora; burocracia nos procedimentos de agendamento; dificuldades de acesso para tratamentos como implantes, fisioterapia, RPG, pilates, home care, consultas de check up; negação de reembolsos; restrição de materiais cirúrgicos, em especial as próteses e órteses; e restrições específicas de grau para cirurgias de miopia. Conclui-se que o atendimento rápido dos exames de imagem de alto custo na amostra foi descrito como satisfatório, embora a percepção de rapidez possa variar em função do tipo de produto do plano de saúde privado contratado, com necessidade de melhoria regulatória em alguns aspectos pontuais da saúde suplementar.

Resultados da expansão de maxila cirurgicamente assistida sem disjunção ptérigomaxilar: uma avaliação tridimensional

A expansão rápida da maxila cirurgicamente assistida tornou-se amplamente utilizada e muito aceitável no tratamento da deficiência maxilar de pacientes adolescentes e adultos. Diversas técnicas cirúrgicas foram propostas ao longo dos anos com o objetivo de solucionar este problema de forma eficiente, com estabilidade dos resultados e baixa morbidade. Controvérsias em relação ao procedimento cirúrgico persistem, principalmente relacionadas a quais osteotomias devem ser realizadas para se obter bons resultados. O objetivo deste trabalho foi avaliar os resultados da expansão ortocirúrgica da maxila realizando osteotomias nas paredes laterais da maxila e na sutura palatina mediana. Foram selecionados dezessete pacientes adultos portadores de deficiência transversa maxilar, com média de idade de 24 anos e 8 meses; todos foram submetidos a exames de tomografia computadorizada convencional e moldagens maxilares previamente ao procedimento cirúrgico e após três meses, no mínimo, do término de ativação e estabilização do aparelho expansor. As medidas do pós-cirúrgico foram confrontadas com as do pré-cirúrgico e os resultados foram comparados e analisados estatisticamente. Foi obtida a expansão desejada clinicamente em todos os pacientes. No entanto, a quantidade de expansão na região de molares foi estatisticamente maior nas áreas referentes aos dentes, enquanto que os resultados obtidos referentes aos caninos se mostraram similares nas três regiões maxilares avaliadas. Quando comparadas às regiões de caninos e molares entre si, a expansão intercaninos foi maior na altura dos forames palatinos e o inverso ocorreu nas regiões de processo alveolar e dentária, nas quais a expansão intermolar foi maior.

Microscopic Origin of Macroscopic Strength in Granular Media: A Numerical and Analytical Approach

Constitutive modeling in granular materials has historically been based on macroscopic experimental observations that, while being usually effective at predicting the bulk behavior of these type of materials, suffer important limitations when it comes to understanding the physics behind grain-to-grain interactions that induce the material to macroscopically behave in a given way when subjected to certain boundary conditions.

The advent of the discrete element method (DEM) in the late 1970s helped scientists and engineers to gain a deeper insight into some of the most fundamental mechanisms furnishing the grain scale. However, one of the most critical limitations of classical DEM schemes has been their inability to account for complex grain morphologies. Instead, simplified geometries such as discs, spheres, and polyhedra have typically been used. Fortunately, in the last fifteen years, there has been an increasing development of new computational as well as experimental techniques, such as non-uniform rational basis splines (NURBS) and 3D X-ray Computed Tomography (3DXRCT), which are contributing to create new tools that enable the inclusion of complex grain morphologies into DEM schemes.

Yet, as the scientific community is still developing these new tools, there is still a gap in thoroughly understanding the physical relations connecting grain and continuum scales as well as in the development of discrete techniques that can predict the emergent behavior of granular materials without resorting to phenomenology, but rather can directly unravel the micro-mechanical origin of macroscopic behavior.

In order to contribute towards closing the aforementioned gap, we have developed a micro-mechanical analysis of macroscopic peak strength, critical state, and residual strength in two-dimensional non-cohesive granular media, where typical continuum constitutive quantities such as frictional strength and dilation angle are explicitly related to their corresponding grain-scale counterparts (e.g., inter-particle contact forces, fabric, particle displacements, and velocities), providing an across-the-scale basis for better understanding and modeling granular media.

In the same way, we utilize a new DEM scheme (LS-DEM) that takes advantage of a mathematical technique called level set (LS) to enable the inclusion of real grain shapes into a classical discrete element method. After calibrating LS-DEM with respect to real experimental results, we exploit part of its potential to study the dependency of critical state (CS) parameters such as the critical state line (CSL) slope, CSL intercept, and CS friction angle on the grain's morphology, i.e., sphericity, roundness, and regularity.

Finally, we introduce a first computational algorithm to ``clone'' the grain morphologies of a sample of real digital grains. This cloning algorithm allows us to generate an arbitrary number of cloned grains that satisfy the same morphological features (e.g., roundness and aspect ratio) displayed by their real parents and can be included into a DEM simulation of a given mechanical phenomenon. In turn, this will help with the development of discrete techniques that can directly predict the engineering scale behavior of granular media without resorting to phenomenology.

Paralelização do algoritmo FDK para reconstrução 3D de imagens tomográficas usando unidades gráficas de processamento e CUDA-C

A obtenção de imagens usando tomografia computadorizada revolucionou o diagnóstico de doenças na medicina e é usada amplamente em diferentes áreas da pesquisa científica. Como parte do processo de obtenção das imagens tomográficas tridimensionais um conjunto de radiografias são processadas por um algoritmo computacional, o mais usado atualmente é o algoritmo de Feldkamp, David e Kress (FDK). Os usos do processamento paralelo para acelerar os cálculos em algoritmos computacionais usando as diferentes tecnologias disponíveis no mercado têm mostrado sua utilidade para diminuir os tempos de processamento. No presente trabalho é apresentada a paralelização do algoritmo de reconstrução de imagens tridimensionais FDK usando unidades gráficas de processamento (GPU) e a linguagem CUDA-C. São apresentadas as GPUs como uma opção viável para executar computação paralela e abordados os conceitos introdutórios associados à tomografia computadorizada, GPUs, CUDA-C e processamento paralelo. A versão paralela do algoritmo FDK executada na GPU é comparada com uma versão serial do mesmo, mostrando maior velocidade de processamento. Os testes de desempenho foram feitos em duas GPUs de diferentes capacidades: a placa NVIDIA GeForce 9400GT (16 núcleos) e a placa NVIDIA Quadro 2000 (192 núcleos).

Impacto da dieta hiperlipídica contendo óleo de canola ou de soja no desenvolvimento da adiposidade abdominal e estrutura óssea

A baixa relação de ômega-6/ômega-3 esta relacionada com propriedades benéficas para a saúde óssea. No entanto, a dieta rica nestes compostos pode levar a obesidade. Adipócitos e osteoblastos derivam de células progenitoras comuns, e o consumo de óleo de canola pode ter ação adipogênica e osteogênica. Nosso objetivo foi avaliar a adiposidade abdominal, insulina e estrutura óssea em ratos tratados com dieta contendo baixa relação ômega-6/ômega-3, proveniente do óleo de canola. Após desmame, os ratos foram divididos em grupos alimentados com dieta normocalórica: Controle (S) e experimental (C), contendo 7ml/100g de óleo de soja ou de canola e grupos tratados com dieta rica em lipídios: Controle (7S) ou hiperlipídico contendo 19ml/100g de óleo de soja (19S) ou de canola (19C), até completarem 60 dias de idade. Os dados foram significativos com P<0,05. No primeiro modelo, o grupo C apresentou redução de: Massa e área do adipócito intra-abdominal; Colesterol; Insulina; Densidade mineral (DMO) e massa óssea total e na coluna vertebral; Massa do fêmur; Espessura da diáfise; DMO do fêmur e das vértebras lombares e radiodensidade da cabeça do fêmur. No segundo modelo, os grupos 19S e 19C apresentaram maior ingestão calórica, densidade corporal, massa de gordura intra-abdominal, e maior massa e comprimento do fêmur e da coluna lombar. O grupo 19S apresentou maior área e menor número de adipócitos da região retroperitoneal. Glicose e a insulina foram aumentadas no grupo 19C vs. 7S. A tomografia do fêmur revelou maior radiodensidade na região proximal e da coluna lombar, no grupo 19C. Sugerimos que a quantidade e o tipo de lipídio consumido, após o desmame, induzem não somente o desenvolvimento corporal e os depósitos de gordura, além de afetarem a resistência insulínica e a saúde óssea

Efeito do docetaxel e da ciclofosfamida nas alterações da matriz óssea

A Organização Mundial de Saúde (OMS) estima para 2030, 27 milhões de casos incidentes de câncer. No Brasil, segundo o Instituto Nacional do Câncer, foram estimados 518.510 casos novos de câncer para os anos de 2012 e 2013. Dessa estimativa, 52.680 correspondem ao câncer de mama (CM), com um risco estimado de 52 novos casos a cada 100.000 mulheres. O câncer de mama é um dos tipos de câncer mais comuns no mundo todo. Hoje se sabe que o tratamento para o CM pode levar ao surgimento de diferentes efeitos adversos tardios, entre eles a osteoporose. Uma das principais causas de surgimento da osteoporose é a menopausa precoce, que ocorre através da diminuição da concentração de estrogênio sérico. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos na matriz óssea induzidos pela quimioterapia, simulando um tratamento para o CM, em ratas Wistar.Ratas Wistar, com aproximadamente 3 meses de idade, foram divididas em: grupo controle e grupo que recebeu quimioterapia com poliquimioterápico docetaxel + ciclofosfamida (TC). A quimioterapia foi administrada em 4 ciclos, com intervalo de 1 semana entre eles. Os ratos foram submetidos à eutanásia 5 meses após o término do tratamento, para que os efeitos tardios pudessem ser avaliados. Vários estudos foram conduzidos: dosagem sorológica de estradiol, ensaios histológicos através de imunohistoquímica, micro-fluorescência de Raios-X, micro-tomografia computadorizada. Além de microscopia eletrônica de transmissão e varredura.Analisando os resultados obtidos em conjunto, sugere-se que a etapa inicial para o desenvolvimento da osteoporose, causada pelo poliquimioterápico TC, seja a diminuição da função ovariana. Este evento leva à diminuição da concentração de estrogênio sérico, o que causa a atrofia uterina. Concomitante a estes fatos, o TC causa redução na concentração de zinco no tecido ósseo. Estes resultados associados causam um desequilíbrio na relação osteoblastos/osteoclastos no osso. A redução do estrogênio leva à diminuição da apoptose de osteoclastos, enquanto que a redução do zinco inibe a função dos osteoblastos. Este desequilíbrio interfere no turnover do osso, de forma a aumentar a reabsorção óssea. Deste modo, o percentual de osso fica reduzido, as trabéculas tornam-se mais finas e espaçadas. O endpoint deste processo é a osteoporose.A administração dos poliquimioterápicos docetaxel e ciclofosfamida em conjunto leva a diminuição da massa óssea, a adelgaçamento das trabéculas e o aumento do espaço entre elas. Estas observações sugerem que realmente as ratas tratadas com TC apresentam osteoporose. Concluímos que tanto o estrogênio quanto o zinco têm papel fundamental no desenvolvimento desta patologia após quimioterapia com TC.

Impacto orçamentário da incorporação da tomografia de emissão de pósitrons (PET scan) no estadiamento do câncer de pulmão na perspectiva do Sistema Único de Saúde

O aumento exponencial dos gastos em saúde demanda estudos econômicos que subsidiem as decisões de agentes públicos ou privados quanto à incorporação de novas tecnologias aos sistemas de saúde. A tomografia de emissão de pósitrons (PET) é uma tecnologia de imagem da área de medicina nuclear, de alto custo e difusão ainda recente no país. O nível de evidência científica acumulada em relação a seu uso no câncer pulmonar de células não pequenas (CPCNP) é significativo, com a tecnologia mostrando acurácia superior às técnicas de imagem convencionais no estadiamento mediastinal e à distância. Avaliação econômica realizada em 2013 aponta para seu custo-efetividade no estadiamento do CPCNP em comparação à estratégia atual de manejo baseada no uso da tomografia computadorizada, na perspectiva do SUS. Sua incorporação ao rol de procedimentos disponibilizados pelo SUS pelo Ministério da Saúde (MS) ocorreu em abril de 2014, mas ainda se desconhecem os impactos econômico-financeiros decorrentes desta decisão. Este estudo buscou estimar o impacto orçamentário (IO) da incorporação da tecnologia PET no estadiamento do CPCNP para os anos de 2014 a 2018, a partir da perspectiva do SUS como financiador da assistência à saúde. As estimativas foram calculadas pelo método epidemiológico e usaram como base modelo de decisão do estudo de custo-efetividade previamente realizado. Foram utilizados dados nacionais de incidência; de distribuição de doença e acurácia das tecnologias procedentes da literatura e de custos, de estudo de microcustos e das bases de dados do SUS. Duas estratégias de uso da nova tecnologia foram analisadas: (a) oferta da PET-TC a todos os pacientes; e (b) oferta restrita àqueles que apresentem resultados de TC prévia negativos. Adicionalmente, foram realizadas análises de sensibilidade univariadas e por cenários extremos, para avaliar a influência nos resultados de possíveis fontes de incertezas nos parâmetros utilizados. A incorporação da PET-TC ao SUS implicaria a necessidade de recursos adicionais de R$ 158,1 (oferta restrita) a 202,7 milhões (oferta abrangente) em cinco anos, e a diferença entre as duas estratégias de oferta é de R$ 44,6 milhões no período. Em termos absolutos, o IO total seria de R$ 555 milhões (PET-TC para TC negativa) e R$ 600 milhões (PET-TC para todos) no período. O custo do procedimento PET-TC foi o parâmetro de maior influência sobre as estimativas de gastos relacionados à nova tecnologia, seguido da proporção de pacientes submetidos à mediastinoscopia. No cenário por extremos mais otimista, os IOs incrementais reduzir-se-iam para R$ 86,9 (PET-TC para TC negativa) e R$ 103,9 milhões (PET-TC para todos), enquanto no mais pessimista os mesmos aumentariam para R$ 194,0 e R$ 242,2 milhões, respectivamente. Resultados sobre IO, aliados às evidências de custo-efetividade da tecnologia, conferem maior racionalidade às decisões finais dos gestores. A incorporação da PET no estadiamento clínico do CPCNP parece ser financeiramente factível frente à magnitude do orçamento do MS, e potencial redução no número de cirurgias desnecessárias pode levar à maior eficiência na alocação dos recursos disponíveis e melhores desfechos para os pacientes com estratégias terapêuticas mais bem indicadas.

Perfil das pacientes submetidas a gluteoplastia

Durante nossas frequentes apresentações em cursos, congressos e jornadas e mesmo em nossas publicações, existiam constantes perguntas sobre o perfil dessas pacientes. O crescente interesse da mídia e das pacientes a este respeito e também a crescente procura pela cirurgia nos estimulou a realizar este trabalho. Segundo dados da Sociedade Brasileira de Cirurgia Plástica (SBPC) e da American Society of Plastic Surgery (ASPS), referem que 20.000 pacientes foram submetidas a esta cirurgia. Em 2012, 40.000 pares de implantes glúteos foram produzidos. Existe um crescimento da cirurgia de 20% nos últimos três anos e no Brasil houve aumento de 42% em 2011. Esta tese tem como objetivo estabelecer o perfil epidermiologico das pacientes que se submetem a gluteoplastia de aumento utilizando implantes de silicone, avaliar o grau de satisfação com resultado e a correlação deste com o volume dos implantes utilizados. Cinquenta pacientes responderam a um questionário e foram examinadas pelo cirurgião e outro médico. Outras 37 pacientes foram avaliadas prospectivamente com tomografia computadorizada e volumetria, avaliação de resultado por oito cirurgiões plásticos, medidas antropométricas e correlação destas variáveis. A análise destes dados evidenciou tratar-se de cirurgia com baixo índice de complicação e alto índice de satisfação com resultado (96%). A maior procura foi por pacientes brancas (62%) e pardas (34%). Não percebemos relação de profissão ou nível socioeconômico com a procura pela cirurgia. Observou-se um alto número de pacientes que referiram naturalidade do resultado, sendo que em 94% dos casos, ninguém notou que a paciente havia se submetido à cirurgia, sem que a própria desse esta informação. As queixas, quando existiram, 4% foram referentes a terem achado as próteses pequenas. O tempo de recuperação da maioria (60%) para atividades normais foi de até 45 dias. Houve grande influência positiva na vida sexual e afetiva das pacientes que se submeteram a esta cirurgia. A correlação entre o volume dos implantes utilizados e das medidas antropométricas com o resultado estético da operação não demonstrou significância estatística. Conclui-se que as pacientes que desejam a gluteoplastia são predominantemente brancas e na quarta década de vida. A operação alcança altos índices de satisfação e o volume dos implantes apresenta correlação positiva com a renda mensal, a idade e a satisfação das pacientes, porém com maior tempo de recuperação. Quando o resultado é avaliado por cirurgiões plásticos, este não apresenta correlação com o volume dos implantes ou com as medidas antropométricas das pacientes.

Avaliação do metabolismo ósseo em modelos de plasticidade ontogenética

O aumento da prevalência da obesidade e osteoporose, bem como a identificação de mecanismos comuns que ligam a osteogênese e a adipogênese, sugerem que a obesidade e osteoporose podem ser distúrbios relacionados, e além disso, ambos podem ter suas origens no início da vida. Em 3 modelos diferentes de plasticidade ontogenética foi observado obesidade na vida adulta. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o impacto desses 3 modelos, o desmame precoce mecânico (DPM) e o farmacológico (DPF), e a supernutrição neonatal (SN) no tecido ósseo da prole durante o desenvolvimento. Para tanto, 2 experimentos foram realizados. No experimento 1, ratas lactantes foram divididas em 3 grupos: controle - os filhotes tiveram livre acesso ao leite durante toda a lactação; DPM - as mães foram envolvidas com uma atadura nos últimos 3 dias de lactação; DPF - as mães foram tratadas com bromocriptina (0,5 mg/duas vezes/dia) 3 dias antes do desmame padrão. No experimento 2, o tamanho da ninhada foi reduzido para 3 filhotes machos no 3o dia de lactação até o desmame (SN); o grupo controle permaneceu com 10 filhotes durante toda a lactação. Realizou-se absorciometria de raios-x de dupla energia, tomografia computadorizada, microtomografia computadorizada, teste biomecânico e análises séricas. Os dados foram considerados significativos quando P<0,05. No experimento 1, ao desmame, os filhotes DPM e DPF apresentaram menor massa corporal, massa gorda, densidade mineral óssea total (DMO), conteúdo mineral ósseo total (CMO), área óssea e osteocalcina sérica, e maior telopeptídeo carboxi-terminal do colágeno tipo I (CTX-I). O cálcio ionizado sérico foi menor apenas na prole DPM, a 25-hidroxivitamina D (25(OH)D) foi maior e o PTH menor apenas na prole DPF. Aos 180 dias, as proles DPM e DPF apresentaram maior massa corporal, maior massa de gordura visceral, hiperleptinemia, maior 25(OH)D e menor CTX-I. Ambos os grupos apresentaram aumento da DMO total, do CMO, da DMO da coluna vertebral e da área óssea aos 150 e 180 dias de idade. Nas avaliações ósseas individuais, as proles DPM e DPF também apresentaram aumento da DMO do fêmur e da vértebra lombar, da radiodensidade da cabeça femoral e do corpo vertebral; melhora da microarquitetura trabecular óssea e da resistência óssea. No experimento 2, observamos aumento da massa corporal, da massa gorda e da massa magra, do CMO e da área óssea no grupo SN desde o desmame até a idade adulta. Aos 180 dias, a prole SN também apresentou aumento da DMO total, da DMO do fêmur e da vértebra lombar, da radiodensidade da cabeça femoral e do corpo vertebral; melhora da microarquitetura trabecular óssea e da resistência óssea, maior osteocalcina e menor CTX-I. Demonstramos que, apesar de fatores de imprinting opostos, ambos os modelos causam melhora da massa, do metabolismo, da qualidade e da resistência óssea. Porém, parece que este efeito protetor sobre o tecido ósseo não é um resultado direto da programação deste tecido, mas sim consequência das alterações fisiopatológicas da obesidade programada pelos três modelos.

Aproximação fisionômica pericial através de função de base radial hermitiana

A aproximação fisionômica é o método que busca, a partir do crânio, simular a fotografia de um indivíduo quando em vida. Deve ser empregada como último recurso, na busca de desaparecidos, quando não houver possibilidade de aplicação de um método válido de identificação. O objetivo deste estudo foi obter a aproximação fisionômica, a partir de um crânio seco e de tomografia computadorizada multislice de indivíduos vivos, através da função de base radial hermitiana (FBRH). Constituiu-se também em avaliar o resultado da mesma quanto ao reconhecimento. Na primeira etapa do estudo, foi utilizada a imagem escaneada de um crânio seco, de origem desconhecida, com o intuito de avaliar se a quantidade de pontos obtidos seria suficiente para aplicação da FBRH e consequente reconstrução da superfície facial. Na segunda fase, foram utilizadas três tomografias de indivíduos vivos, para análise da semelhança alcançada entre a face escaneada e as aproximações faciais. Nesta etapa, foi aplicada uma associação de diferentes metodologias já publicadas, para reconstrução de uma mesma região da face, a partir de um mesmo crânio. Na última etapa, foram simuladas situações de reconhecimento com familiares e amigos dos indivíduos doadores das tomografias. Observou-se que a metodologia de FBRH pode ser empregada em aproximação fisionômica. Houve reconhecimento positivo nos três sujeitos estudados, sendo que, em dois deles, os resultados foram ainda mais significativos. Desta forma, conclui-se que a metodologia é rápida, objetiva e proporciona o reconhecimento. Esta permite a criação de múltiplas versões de aproximações fisionômicas a partir do mesmo crânio, o que amplia as possibilidades de reconhecimento. Observou-se ainda que a técnica não exige habilidade artística do profissional.

Quantificação e correlação do volume pulmonar de pacientes com acromegalia por meio de tomografia computadorizada e testes de função pulmonar

A acromegalia é uma doença multissistêmica decorrente da hipersecreção do hormônio do crescimento (GH) e do fator de crescimento semelhante à insulina tipo I (IGF-I), o que resulta no crescimento somático exagerado e alterações nas proporções corporais, estando associada à considerável aumento da morbidade e mortalidade. Estima-se ainda que os problemas respiratórios contribuam com 25% de todas as mortes encontradas neste grupo de pacientes. Diferenças metodológicas entre os diversos estudos levaram ao surgimento de dados inconsistentes sobre o papel do crescimento alveolar no desenvolvimento do aumento do volume pulmonar em acromegálicos, o que reforça a importância de novos trabalhos e outras abordagens sobre o tema. Ao mesmo tempo, com o desenvolvimento tecnológico, os métodos de imagem propostos em alguns estudos foram substituídos por outros mais sensíveis como a tomografia computadorizada (TC) multislice (Q-MDCT) que garante adequada mensuração do volume pulmonar, o que proporciona diferentes tipos de comparação e análise e, ainda, permite o estudo anatômico do tórax e vias pulmonares. Nossos objetivos foram identificar os principais achados da tomografia computadorizada (TC) em pacientes acromegálicos, determinar por meio da TC de tórax o volume pulmonar e comparar os achados da densitometria pulmonar com os da função pulmonar entre pacientes acromegálicos com doença ativa e doença controlada e, secundariamente, correlacionar estes achados. Foi realizado um estudo transversal com 29 portadores de acromegalia que tiveram diagnóstico da acromegalia suspeitado por características clínicas e confirmado por níveis elevados de GH não suprimido ou com níveis de IGF-I acima do limite normal. Posteriormente, os pacientes foram subdivididos nos grupos doença ativa(11 indivíduos) e doença controlada(18 indivíduos), segundo os níveis séricos de IGF-I. Houve ainda um grupo controle (17 indivíduos) em que os pacientes, após já terem realizado TC de tórax por alguma razão, foram convidados à realizar os testes de função pulmonar. A Q-MDCT e os testes de função pulmonar apresentaram excelente correlação: o volume total do pulmão (VTP) medido na TC inspiratória apresentou correlação significante com a capacidade pulmonar total (rs=0,742, p=0,0001), enquanto VTP medido na TC expiratória apresentou correlação significante com a capacidade residual funcional (rs=0,606, p=0,0005). Os pacientes acromegálicos com doença ativa apresentaram pulmões mais pesados em relação aos controles [885 (723994) vs. 696 (599769) g, p=0.017]. Os pacientes com acromegalia ativa também apresentaram maiores quantidades de compartimentos pobremente aerados em relação aos outros dois grupos, sendo esta diferença observada em %VTP [3,25 (2,553,46) vs. 2,24 (1,702,56) vs. 1,70 (1,452,15), p = 0,001] e g [82,6 (75,4 100,2) vs. 63,9 (49,180,3) vs. 54,2 (42,259,2), p = 0,0001]. O compartimento pobremente aerado medido na TC inspiratória apresentou correlação significante com os níveis de GH e IGF (rs=0,407, p=0,029; rs=0,467, p=0,011, respectivamente). Em conclusão, a Q-MDCT mostra que os pacientes acromegálicos com doença ativa apresentam pulmões mais pesados e maiores quantidades de compartimentos não aerados e pobremente aerados. Há relações entre os achados da densitovolumetria pulmonar e os parâmetros dos testes de função pulmonar na acromegalia.

Estudo de porosidade por processamento de imagens aplicada a patologias do concreto

A reação álcali-agregado - RAA é uma patologia de ação lenta que tem sido observada em construções de concreto capaz de comprometer suas estruturas. Sabe-se que a reação álcali-agregado é um fenômeno bastante complexo em virtude da grande variedade de rochas na natureza que são empregadas como agregados no preparo do concreto, podendo cada mineral utilizado afetar de forma distinta a reação ocorrida. Em função dos tipos de estrutura, das suas condições de exposição e dos materiais empregados, a RAA não se comporta sempre da mesma forma, em virtude disto a pesquisa constante neste tema é necessária para o meio técnico e a sociedade. Pesquisas laboratoriais, empíricas e experimentais tem sido rotina em muitos dos estudos da RAA dada ainda à carência de certas definições mais precisas a respeito dos métodos de ensaio, mas também em função da necessidade do melhor conhecimento dos materiais de uso em concretos como os agregados, cimentos, adições, aditivos entre outros e do comportamento da estrutura. Embora técnicas de prevenção possam reduzir significativamente a incidência da RAA, muitas estruturas foram construídas antes que tais medidas fossem conhecidas, havendo no Brasil vários casos de estruturas afetadas, sendo custosos os reparos dessas estruturas. Em estudos recentes sobre o tamanho das partículas de álcali-agregado e sua distribuição foi concluído que o tamanho do agregado está relacionado com o potencial danoso da RAA. Existem ainda indícios de que o tamanho e a distribuição dos poros do concreto também sejam capazes de influenciar o potencial reativo do concreto. Neste trabalho desenvolvemos um Sistema de Visão Artificial (SVA) que, com o uso de técnicas de Processamento de Imagens, é capaz de identificar em imagens de concreto, agregado e poros que atendam em sua forma, às especificações do usuário, possibilitando o cálculo da porosidade e produzindo imagens segmentadas à partir das quais será possível extrair dados relativos à geometria desses elementos. Serão feitas duas abordagens para a obtenção das imagens, uma por Escâner Comercial, que possui vantagens relacionadas à facilidade de aquisição do equipamento, e outra por micro tomógrafo. Uma vez obtidas informações sobre as amostras de concreto, estas podem ser utilizadas para pesquisar a RAA, comparar estruturas de risco com estruturas antigas de forma a melhorar a previsão de risco de ocorrência, bem como serem aplicadas a outras no estudo de outras patologias do concreto menos comuns no nosso país, como o efeito gelo/degelo.