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Title: Propriedades mecânicas do tecido ósseo cortical de modelos animais de cancro da bexiga e do colo do útero
Authors: Sousa, Catarina Cunha de
Advisor: Morais, José Joaquim Lopes
Colaço, Bruno Jorge Antunes
Issue Date: 4-Dec-2017
Abstract: As propriedades do tecido ósseo cortical constituem um importante indicador para avaliar os efeitos de várias patologias e a eficácia das terapias utilizadas para o tratamento dessas patologias. Desta forma, surge a necessidade de existirem métodos expeditos e precisos de medição das propriedades mecânicas do tecido ósseo cortical. O objetivo central desta dissertação consiste na identificação do módulo de elasticidade longitudinal (EL) do tecido ósseo cortical de fémures de murganho (Mus musculus), usados como modelos animais do cancro da bexiga (induzido pela administração de BBN) e cancro do colo do útero (provocado pelo HPV). Para o efeito foram realizados ensaios de flexão em três pontos na diáfise dos ossos anteriormente referidos. Foram empregues dois tipos de métodos para o tratamento da informação obtida no trabalho experimental: dois métodos diretos e um método inverso. Os métodos diretos baseiam-se na determinação do módulo de elasticidade longitudinal através da teoria de vigas de Bernoulli-Euler. O método de identificação inversa combina ensaios mecânicos de flexão em três pontos com a simulação por elementos finitos desses ensaios, através de um método de otimização baseado na convergência entre a curva força-deslocamento numérica e as curvas experimentais. Os resultados da simulação por elementos finitos sugerem que os métodos diretos subestimam consideravelmente o valor de EL comparativamente ao valor de EL determinado pelo método inverso. Os resultados experimentais revelam que as lesões de HPV e a administração da BBN afetam o desempenho mecânico das diáfises e o módulo de elasticidade do tecido ósseo cortical.
The properties of cortical bone tissue are an important indicator to estimate the effects of various pathologies and the efficacy of the therapies used for the treatment of these pathologies. Thus, it is important to have precise and accurate methods for evaluating the longitudinal elastic modulus, EL, of the cortical bone tissue of mouse femurs (Mus musculus), used as animal models in studies on bladder cancer (induced by BBN) and cervical cancer (due to HPV). For this purpose, three-point bending tests were performed on the diaphysis of the aforementioned bones. Two types of methods were used to treat the information obtained in the experimental work: two direct methods and an inverse method. The direct methods are based on the determination of the longitudinal elastic modulus through the BernoulliEuler beam theory. The inverse identification method combines mechanical three-point bending tests with the finite element simulation of these tests, through an optimization method based on the convergence between the force-displacement curve and the experimental curves. The results suggest that the direct methods considerably underestimate the EL value compared to the EL value determined by the inverse method. The experimental results show that HPV lesions and the BBN administration affects the mechanical performance of diaphysis and the elasticity modulus of cortical bone tissue.
Description: Dissertação de Mestrado em Engenharia Biomédica
URI: http://hdl.handle.net/10348/9466
Document Type: Master Thesis
Appears in Collections:DENG - Dissertações de Mestrado
TD - Dissertações de Mestrado

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