Repair of segmental bone defects with fiber-reinforced composite: a study of material development and an animal model on rabbits

The Repair of segmental defects in load-bearing long bones is a challenging task because of the diversity of the load affecting the area; axial, bending, shearing and torsional forces all come together to test the stability/integrity of the bone. The natural biomechanical requirements for bone restorative materials include strength to withstand heavy loads, and adaptivity to conform into a biological environment without disturbing or damaging it. Fiber-reinforced composite (FRC) materials have shown promise, as metals and ceramics have been too rigid, and polymers alone are lacking in strength which is needed for restoration. The versatility of the fiber-reinforced composites also allows tailoring of the composite to meet the multitude of bone properties in the skeleton. The attachment and incorporation of a bone substitute to bone has been advanced by different surface modification methods. Most often this is achieved by the creation of surface texture, which allows bone growth, onto the substitute, creating a mechanical interlocking. Another method is to alter the chemical properties of the surface to create bonding with the bone – for example with a hydroxyapatite (HA) or a bioactive glass (BG) coating. A novel fiber-reinforced composite implant material with a porous surface was developed for bone substitution purposes in load-bearing applications. The material’s biomechanical properties were tailored with unidirectional fiber reinforcement to match the strength of cortical bone. To advance bone growth onto the material, an optimal surface porosity was created by a dissolution process, and an addition of bioactive glass to the material was explored. The effects of dissolution and orientation of the fiber reinforcement were also evaluated for bone-bonding purposes. The Biological response to the implant material was evaluated in a cell culture study to assure the safety of the materials combined. To test the material’s properties in a clinical setting, an animal model was used. A critical-size bone defect in a rabbit’s tibia was used to test the material in a load-bearing application, with short- and long-term follow-up, and a histological evaluation of the incorporation to the host bone. The biomechanical results of the study showed that the material is durable and the tailoring of the properties can be reproduced reliably. The Biological response - ex vivo - to the created surface structure favours the attachment and growth of bone cells, with the additional benefit of bioactive glass appearing on the surface. No toxic reactions to possible agents leaching from the material could be detected in the cell culture study when compared to a nontoxic control material. The mechanical interlocking was enhanced - as expected - with the porosity, whereas the reinforcing fibers protruding from the surface of the implant gave additional strength when tested in a bone-bonding model. Animal experiments verified that the material is capable of withstanding load-bearing conditions in prolonged use without breaking of the material or creating stress shielding effects to the host bone. A Histological examination verified the enhanced incorporation to host bone with an abundance of bone growth onto and over the material. This was achieved with minimal tissue reactions to a foreign body. An FRC implant with surface porosity displays potential in the field of reconstructive surgery, especially regarding large bone defects with high demands on strength and shape retention in load-bearing areas or flat bones such as facial / cranial bones. The benefits of modifying the strength of the material and adjusting the surface properties with fiber reinforcement and bone-bonding additives to meet the requirements of different bone qualities are still to be fully discovered.

Changes in motor behavior during pregnancy in rats: the basis for a possible animal model of restless legs syndrome

PURPOSE:Pregnant women have a 2-3 fold higher probability of developing restless legs syndrome (RLS – sleep-related movement disorders) than general population. This study aims to evaluate the behavior and locomotion of rats during pregnancy in order to verify if part of these animals exhibit some RLS-like features.METHODS:We used 14 female 80-day-old Wistar rats that weighed between 200 and 250 g. The rats were distributed into control (CTRL) and pregnant (PN) groups. After a baseline evaluation of their behavior and locomotor activity in an open-field environment, the PN group was inducted into pregnancy, and their behavior and locomotor activity were evaluated on days 3, 10 and 19 of pregnancy and in the post-lactation period in parallel with the CTRL group. The serum iron and transferrin levels in the CTRL and PN groups were analyzed in blood collected after euthanasia by decapitation.RESULTS:There were no significant differences in the total ambulation, grooming events, fecal boli or urine pools between the CTRL and PN groups. However, the PN group exhibited fewer rearing events, increased grooming time and reduced immobilization time than the CTRL group (ANOVA, p<0.05).CONCLUSION:These results suggest that pregnant rats show behavioral and locomotor alterations similar to those observed in animal models of RLS, demonstrating to be a possible animal model of this sleep disorder.

Práticas alimentares de gestantes e mulheres não grávidas: há diferenças?

OBJETIVOS: Conhecer o comportamento alimentar de gestantes assistidas pela atenção primária à saúde e compará-lo ao de mulheres em idade fértil das capitais brasileiras. MÉTODOS: Estudo transversal realizado no segundo trimestre gestacional com 256 gestantes, sorteadas dentre as assistidas pelas unidades de atenção primária à saúde de um município do interior paulista em 2009/2010. As práticas alimentares foram investigadas utilizando questionário adaptado do sistema Vigitel, composto por questões acerca de comportamentos alimentares em geral e frequência e características de consumo de grupos alimentares/alimentos específicos. Para a comparação foram utilizados os indicadores reportados pelo sistema Vigitel para as mulheres em idade fértil das capitais brasileiras no ano de 2010. As análises envolveram a apresentação de distribuição de frequências e estatísticas descritivas (distribuição de frequências ou médias e respectivos intervalos de confiança) com comparações de acordo com faixa etária. RESULTADOS: A maioria das gestantes consumia o café da manhã todos os dias (86,7%); a troca da refeição principal por lanche uma ou duas vezes por semana era o hábito de 45,7%. O consumo diário de frutas, salada crua, verduras e legumes não ocorria, respectivamente, em 48,8, 41,8 e 55,1% das gestantes. Peixe foi relatado como nunca ou quase nunca consumido por 64,4% das gestantes. Pelo menos uma vez por semana, 69,9% delas relataram consumo de refrigerante e 86,4% de bolacha/biscoito. Comparando as gestantes e mulheres em idade fértil das capitais brasileiras, a prevalência de excesso de peso foi bastante parecida e não houve diferenças entre o consumo regular de frutas e hortaliças. Carne com excesso de gordura e leite integral foram mais consumidos pelas gestantes, com diferenças em todas as faixas etárias analisadas. Por outro lado, gestantes tiveram menor ingestão regular de refrigerantes. CONCLUSÕES: Devem ser variadas e de grande importância as ações a serem praticadas na atenção pré-natal, desde promover o consumo de alimentos específicos até orientações sobre comportamentos alimentares, não deixando de reforçar os hábitos alimentares saudáveis já concretizados.

Atitudes alimentares e para com o ganho de peso e satisfação corporal de gestantes adolescentes

Resumo OBJETIVO: Avaliar atitudes em relação à alimentação, ao ganho de peso e à imagem corporal de adolescentes grávidas. MÉTODOS: Adolescentes grávidas (n=67) foram avaliadas por meio do Questionário de Imagem Corporal, da Escala de Atitudes em relação ao Ganho de Peso na Gestação (AGPG) e de questões sobre comportamento de risco para transtornos alimentares e práticas não saudáveis para controle de peso. Associações entre as variáveis foram analisadas por meio dos testes ANOVA, Kruskal-Wallis, correlação de Pearson e correlação de Spearman. Uma regressão logística avaliou a influência das variáveis independentes com relação a omitir refeições, satisfação corporal e compulsão alimentar. RESULTADOS: As gestantes tinham, em média, 15,3 anos de idade (DP=1,14) e 21,9 semanas de gestação (DP=6,53). O escore médio da AGPG foi 52,6 pontos, indicando boa atitude em relação ao ganho de peso, e 82,1% das gestantes apresentaram satisfação corporal. As obesas apresentaram maior insatisfação corporal (p=0,001) e as com sobrepeso pensavam mais em comida (p=0,02) e em comer (p=0,03). A frequência referida de compulsão alimentar foi 41,8%, e, a de omitir refeições, 19%. A regressão evidenciou que o Índice de Massa Corporal atual (p=0,03; OR=1,18) e a importância da percepção do corpo/forma física antes da gestação (p=0,03; OR=4,63) foram preditores para omitir refeições. Maior nível socioeconômico (p=0,04; OR=0,55) e maior preocupação com ganho de peso (p=0,04; OR=0,32) predisseram compulsão alimentar. CONCLUSÃO: Mesmo com a maioria das gestantes apresentando atitudes positivas em relação ao ganho de peso e satisfação corporal, as mais pesadas e mais preocupadas com ganho de peso tiveram maior risco de atitudes não saudáveis. As de menor classe social, menos preocupadas com ganho de peso e menos envergonhadas com seu corpo durante a gravidez, tiveram menor risco de atitudes não saudáveis.

Estudos histológico-morfométricos e microrradiográficos de costelas de bovinos suplementados com fosfato de rocha

O objetivo do presente trabalho foi o de avaliar, através de técnicas especializadas, as possíveis alterações ósseas produzidas em bovinos em decorrência da ingestão prolongada de diferentes níveis de flúor contido no fosfato de rocha de Tapira utilizado como fonte suplementar de fósforo. No primeiro experimento bovinos confinados ingeriram, durante 6 meses, quantidades variáveis (63 e 128g/dia) de fosfato de Tapira contendo 1.3% de flúor. No segundo experimento, bovinos em pastos de Brachiaria decumbens ingeriram, durante 33 meses, misturas minerais contendo diferentes níveis de fosfato de rocha de Tapira. No terceiro experimento, novilhas com idade inicial média de 14 meses ingeriram mistura mineral com fosfato de Tapira até a quinta lactação inclusivamente. Através de exames histológicos, morfométricos e microrradiográficos das amostras de costelas, não se observaram alterações da normalidade óssea, bem como não foram registradas diferenças entre amostras provenientes de diferentes tratamentos. Tais achados permitem inferir que, do ponto de vista de alterações ósseas, o fosfato de rocha de Tapira pode ser utilizado como fonte suplementar de fósforo para bovinos, nas dosagens, períodos e manejos alimentares estudados, sem risco de produzir alterações patológicas nos esqueleto dos animais.

Animal infections by vaccinia-like viruses in the state of Rio de Janeiro: an expanding disease

In the present study we investigated the presence of infections by vaccinia-like viruses in dairy cattle from 12 counties in the state of Rio de Janeiro in the last 9 years. Clinical specimens were collected from adult animals with vesicular/pustular lesions mainly in the udder and teats, and from calves with lesions around the nose and mouth. A plaque reduction neutralization test (PRNT) was applied to search for antibodies to Orthopoxvirus; the vesicular/pustular fluids and scabs were examined by PCR, electron microscopy (EM) and by inoculation in VERO cells for virus isolation. Antibodies to Orthopoxvirus were detected in most cases. The PCR test indicated a high nucleotide homology among the isolates and the vaccinia viruses (VACV) used as controls. By EM, typical orthopoxvirus particles were observed in some specimens. The agents isolated in tissue culture were confirmed as vaccinia-like viruses by EM and PCR. The HA gene of the vaccinia-like Cantagalo/IOC virus isolated in our laboratory was sequenced and compared with other vaccinia-like isolates, showing high homology with the original Cantagalo strain, both strains isolated in 1999 from dairy cattle. Antibodies to Orthopoxvirus were detected in one wild rodent (genus Akodon sp.) collected in the northwestern region of the state, indicating the circulation of poxvirus in this area. Nonetheless, PCR applied to tissue samples collected from the wild rodents were negative. Vesicular/pustular lesions in people in close contact with animals have been also recorded. Thus, the vaccinia-like virus infections in cattle and humans in the state seem to be an expanding condition, resulting in economic losses to dairy herds and leading to transient incapacitating human disease. Therefore, a possible immunization of the dairy cattle in the state should be carefully evaluated.

Distúrbios comportamentais em ruminantes não associados a doenças: origem, significado e importância

Os estudo científico do comportamento animal frente às distintas modificações do ambiente (inanimado ou não) onde os mesmos estão sendo criados, constitui o principal objetivo da etologia. Por outro lado, muitas doenças que acometem os ruminantes também cursam produzindo diversas alterações no comportamento desses animais; portanto, os profissionais que trabalham com ruminantes precisam reconhecer o que vem a ser um comportamento anormal, decorrente do empobrecimento ambiental associado ou não a erros alimentares e que resulta em prejuízos ao bem-estar dos animais (p.ex. confinamentos com superlotação, falta de sombra nas pastagens, volumosos finamente moídos) daqueles oriundos de doenças ou estados carenciais, como por exemplo a depravação do apetite causada pelas deficiências de sódio, cobalto e de fibra fisicamente efetiva. O propósito dessa revisão é discutir sobre os principais desvios comportamentais verificados nos ruminantes domésticos criados em sistemas intensivos ou não no Brasil.

Características das papilas o dorso da língua de cabras (Capra hircus): estudo por de microscopia eletrônica de varredura e luz

A morfologia das papilas linguais da cabra doméstica (Capra hircus) foi estudada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia de luz. Papilasfiiliformes, cônicas e lentiformes possuem função mecânica, enquanto que as papilas fungiformes e as valadas possuem função gustativa. As papilasfiiliformes estavam distribuídas por toda a extensão da língua, nas superfícies dorsal e lateral. Possuem um formato cônico com a extremidade pontiaguda direcionada caudalmente. Possuem vários processos secundários, de tamanhos diferentes, com a mesma orientação. A histologia revelou abundante tecido queratinizado. As papilas fungiformes foram observadas nas superfícies dorsal e lateral do ápice e do corpo da língua. Possuem formato semelhante a cogumelos, com epitélio corni[1]icado espesso e botões gustativos distribuídos na superfície. As papilas lentiformes se distribuíam na linha mediana da parte mais dorsal do toro, com projeções elevadas além da superfície da língua. Algumas apresentavam o formato de pirâmide e outras um formato mais achatado. As papilas valadas foram encontradas na superfície lateral da parte mais caudal do toro. Possuem formato arredondado, envolvido por um sulco pouco profundo. Possuem botões gustativos na parede lateral que se abrem no sulco. As papilas cônicas foram observadas no toro da língua e possuem formato alongado, com base larga e ponta romba. Embora as principais características morfológicas e estruturais do epitélio lingual sejam específicas da espécie, o tipo de alimentação e os hábitos alimentares podem influenciar na sua estrutura. Assim, o presente trabalho fornece uma descrição histológica e ultraestrutural da língua de cabras domésticas submetidas à alimentação baseada em gramíneas e ração.

Macroscopia e topografia do aparelho digestório de emas (Rhea americana americana)

As emas são aves que pertencem ao grupo das ratitas e juntamente com os avestruzes e emus, são as maiores aves vivas na atualidade. Neste trabalho estudou-se os aspectos macroscópicos do aparelho digestório de emas com o intuito de fornecer informações importantes ao estudo dos hábitos alimentares dessas aves, bem como de sua anatomia. Foram utilizados vinte animais jovens com idade entre dois e seis meses obtidos do Centro de Multiplicação de Animais Silvestres (Cemas), registrado com criador científico sob o nº 1478912. Após dissecação verificou-se que a língua era pequena, disposta no assoalho da cavidade oral, possui forma rombóide e estava inserida pela sua base por um frênulo. O esôfago era um tubo retilíneo de aspecto elástico com fibras longitudinais, sem dilatação, o que confere a ausência do papo. O proventrículo gástrico apresentava formato fusiforme. O ventrículo gástrico possuía formato ligeiramente oval, quando repleto, internamente era recoberto por uma cutícula gástrica espessa. O intestino delgado era formado por três regiões distintas: duodeno, jejuno e íleo. O duodeno possuía coloração cinza claro e apresentava-se curvado em forma de "U". O jejuno era longo e formado por várias alças curtas dispostas uma sobre a outra e possuía coloração verde escuro. O íleo era de cor cinza e continuo com o jejuno. Na linha ventral ao reto e cloaca, este se estendia em sentido cranial, dorsalmente ao duodeno ascendente. O intestino grosso era formado por dois cecos, um direito e um esquerdo, e o cólon-reto contínuo com o íleo e a cloaca. As estruturas que compõem o aparelho digestório de ema assemelham-se com o que preconiza a literatura, com relação à forma e topografia para a maioria das aves, contudo os cecos são bem desenvolvidos e bastante dilatados nas emas.

Spatialization of climate, physical and socioeconomic factors that affect the dairy goat production in Brazil and their impact on animal breeding decisions

Brazil has high climate, soil and environmental diversity, as well as distinct socioeconomic and political realities, what results in differences among the political administrative regions of the country. The objective of this study was to determine spatial distribution of the physical, climatic and socioeconomic aspects that best characterize the production of dairy goats in Brazil. Production indices of milk per goat, goat production, milk production, as well as temperature range, mean temperature, precipitation, normalized difference vegetation index, relative humidity, altitude, agricultural farms; farms with native pasture, farms with good quality pasture, farms with water resources, farms that receive technical guidance, family farming properties, non-familiar farms and the human development index were evaluated. The multivariate analyses were carried out to spatialize climatic, physical and socioeconomic variables and so differenciate the Brazilian States and Regions. The highest yields of milk and goat production were observed in the Northeast. The Southeast Region had the second highest production of milk, followed by the South, Midwest and North. Multivariate analysis revealed distinctions between clusters of political-administrative regions of Brazil. The climatic variables were most important to discriminate between regions of Brazil. Therefore, it is necessary to implement animal breeding programs to meet the needs of each region.

Doenças de ovinos diagnosticadas no Laboratório de Anatomia Patológica Animal da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (1996-2010)

Nas últimas décadas a pecuária ovina cresceu significativamente no Brasil. Concomitantemente, grupos de pesquisas e laboratórios de diagnósticos realizam estudos retrospectivos com a finalidade de fornecer subsídios técnico-científicos para os médicos veterinários. Desta forma, realizou-se um estudo de prevalência nos arquivos do Laboratório de Anatomia Patológica Animal (LAP) da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS) no período de Janeiro de 1996 a Dezembro de 2010. O Laboratório de Bacteriologia da UFMS e o Setor de Patologia Veterinária da Universidade Federal do Rio Grande do Sul forneceram apoio diagnóstico nos casos de mannheimiose pulmonar e scrapie, respectivamente. Os laudos da espécie ovina foram revisados e agrupados em conclusivos e inconclusivos, dos quais foram excluídos os casos experimentais e de outros estados e países. Os casos conclusivos foram classificados de acordo com a etiologia da doença. Os exames da espécie ovina somaram 331 laudos (3,97 %) de um total de 8.333 casos diagnosticados no período. Destes, foram excluídos sessenta e quatro (19,3%) casos experimentais e materiais oriundos de outros estados ou países. Dos 267 casos remanescentes, 87 (32,6%) foram inconclusivos e 180 (67,4%) considerados conclusivos, sendo 60 (33,3%) doenças infecciosas e parasitárias; 45 (25%) intoxicações e toxi-infecções; 41 (22,8%) "lesões sem causa definida"; 22 (12,2%) doenças metabólicas e nutricionais; 10 (5,6%) foram classificadas como "outros distúrbios" e 2 (1,1%) neoplasmas. A hemoncose, intoxicação por Brachiaria spp., pleuropneumonias, broncopneumonias, pneumonias fibrinonecrosante ou fibrinossupurativa sem causa definida e a intoxicação por cobre foram as doenças mais prevalentes no período estudado. Dois casos de scrapie foram diagnosticados no período.

Técnicas anatômicas no ensino da prática de anatomia animal

A preocupação quanto a conservação de peças anatômicas existe a mais de 5 mil anos, pois o uso de peças cadavéricas são indispensáveis para o ensino, contribuindo com a melhora das habilidades aplicativas, assimilativas e compreensivas da disciplina. Esse trabalho propõe maior utilização das técnicas apresentadas em laboratórios de anatomia, visando abolir o uso do formol como conservante, permitindo um ambiente agradável para a prática da relação ensino-aprendizagem. Para isso foram utilizadas quatro técnicas anatômicas, a criodesidratação, glicerinação, injeção de látex e injeção de vinilite seguido de corrosão, que foram executadas utilizando cães, gatos e órgãos provenientes de doações. Com a criodesidratação e glicerinação os materiais anatômicos ficaram consideravelmente mais leves do que eram quando mantidos em formol, mantendo-se inodoros, diferente do evidenciado na utilização de formol e outros conservantes. As estruturas de estudo das peças ficaram intactas, de fácil visualização e o armazenamento passou a ser feito em caixas fechadas sem qualquer tipo de liquido, mantendo-se assim por até 3 anos. As técnicas de injeção de látex e vinilite seguido de corrosão mostraram total eficiência preenchendo os sistemas injetados, podendo visualizar as ramificações e todo caminho percorrido no sistema circulatório. As quatro técnicas anatômicas estudadas nesse trabalho mostraram ser suficientes para atender as necessidades dos estudantes quanto ao estudo da anatomia, devido à perfeita evidenciação de estruturas externas e internas dos animais.

Emerging animal viruses: real threats or simple bystanders?

The list of animal viruses has been frequently added of new members raising permanent concerns to virologists and veterinarians. The pathogenic potential and association with disease have been clearly demonstrated for some, but not for all of these emerging viruses. This review describes recent discoveries of animal viruses and their potential relevance for veterinary practice. Dogs were considered refractory to influenza viruses until 2004, when an influenza A virus subtype H3N8 was transmitted from horses and produced severe respiratory disease in racing greyhounds in Florida/USA. The novel virus, named canine influenza virus (CIV), is considered now a separate virus lineage and has spread among urban canine population in the USA. A new pestivirus (Flaviviridae), tentatively called HoBi-like pestivirus, was identified in 2004 in commercial fetal bovine serum from Brazil. Hobi-like viruses are genetically and antigenically related to bovine viral diarrhea virus (BVDV) and induce similar clinical manifestations. These novel viruses seem to be widespread in Brazilian herds and have also been detected in Southeast Asia and Europe. In 2011, a novel mosquito-borne orthobunyavirus, named Schmallenberg virus (SBV), was associated with fever, drop in milk production, abortion and newborn malformation in cattle and sheep in Germany. Subsequently, the virus disseminated over several European countries and currently represents a real treat for animal health. The origin of SBV is still a matter of debate but it may be a reassortant from previous known bunyaviruses Shamonda and Satuperi. Hepatitis E virus (HEV, family Hepeviridae) is a long known agent of human acute hepatitis and in 1997 was first identified in pigs. Current data indicates that swine HEV is spread worldwide, mainly associated with subclinical infection. Two of the four HEV genotypes are zoonotic and may be transmitted between swine and human by contaminated water and undercooked pork meat. The current distribution and impact of HEV infection in swine production are largely unknown. Avian gyrovirus type 2 (AGV2) is a newly described Gyrovirus, family Circoviridae, which was unexpectedly found in sera of poultry suspected to be infected with chicken anemia virus (CAV). AGV2 is closely related to CAV but displays sufficient genomic differences to be classified as a distinct species. AGV2 seems to be distributed in Brazil and also in other countries but its pathogenic role for chickens is still under investigation. Finally, the long time and intensive search for animal relatives of human hepatitis C virus (HCV) has led to the identification of novel hepaciviruses in dogs (canine hepacivirus [CHV]), horses (non-primate hepaciviruses [NPHV] or Theiler's disease associated virus [TDAV]) and rodents. For these, a clear and definitive association with disease is still lacking and only time and investigation will tell whether they are real disease agents or simple spectators.