L'objectif de cette thèse est de développer de nouveaux textiles biomimétiques pour réaliser des prothèses vasculaires au comportement mécanique proche de celui de l'aorte native, afin de limiter les problèmes post-opératoires observés actuellement. Afin d'établir le cahier des charges, un modèle de comportement de l'AA inspiré d'un modèle multicouches a été ajusté sur des essais biaxiaux de la littérature réalisés sur des échantillons d'AA excisés, pour trois groupes d'âge distincts. Ce modèle a ensuite été implémenté dans un code de calculs par éléments finis afin de simuler le comportement mécanique de l'aorte saine soumise à un ensemble de sollicitations mécaniques, tant à l'échelle du matériau (traction uni et biaxiale, flexion) qu'à celle de la structure (gonflement avec pré-élongation, flexion, compression diamétrale). Dans un second temps, des essais de caractérisation couplés à des mesures par imagerie ont été mis en œuvre sur des prothèses du commerce, avec les mêmes conditions limites et de chargement que les simulations numériques. Ces essais ont permis d'identifier les écarts de comportement mécanique entre les prothèses actuelles et l'aorte native. Afin de pallier à cela, la dernière partie de ce travail a été consacrée au développement de nouveaux textiles biomimétiques, i.e mimant le comportement mécanique de l'aorte native ainsi que ses principales caractéristiques histologiques (« ondulation » et « orientations de fibres privilégiées»), réalisables à l'échelle industrielle par technologie « tricot maille jetée ». Dans un premier temps, le comportement mécanique de plusieurs multifilaments en PET avec différents titres, nombres de filaments et différentes textures, a été étudié après plusieurs traitements (thermique…). Ceci a permis de sélectionner un fil en particulier pour la réalisation des textiles. Par la suite, une première optimisation des paramètres de fabrication (armure, densité de mailles, jauge) a été réalisée pas-à-pas à travers plusieurs campagnes de réalisations et de caractérisations de tricots plans en sollicitation uniaxiale et biaxiale. Enfin, des premiers essais de mise en forme tubulaire ont été réalisés à partir des textiles optimisés. Deux procédés de mise en forme ont été développés : tubes cousus / tubes tramés. La production de « tubes tramés » continus est une technologie innovante à notre connaissance, et prometteuse. Le comportement mécanique des tubes réalisés a été caractérisé en gonflement pour une première évaluation. Plus spécifiquement, l'effet des procédés appliqués sur les textiles médicaux (lavage, traitement thermique, enduction) a été testé sur des échantillons de tube tramé et de textiles plans. Ces premiers essais ont montré qu'en pilotant les paramètres de ces différents traitements et plus particulièrement ceux du traitement thermique, il est possible de moduler le comportement mécanique des tricots afin qu'il s'approche au mieux de celui de l'AA. / This thesis aims at developing new biomimetic textiles to design vascular prostheses with a mechanical behavior close to the one of the host aorta, in order to reduce current post-operative problems. To define the ideal target properties, a AA mechanical model was chosen, based on a multi-layered model from the literature. The model parameters were adjusted on biaxial tensile data reported in the literature, performed on excised AA samples for three different age groups. Then, this model was implemented in a finite element code in order to simulate the mechanical behavior of the healthy aorta submitted to various mechanical loadings, both at the material's scale (uni- and biaxial tensile tests, bending) and at the structure's scale (inflation with prestretch, bending, diametric compression). Secondly, several commercial prostheses were characterized using dedicated experimental devices combined with image recordings. The prostheses were tested under the same boundary and loading conditions as the ones used in the numerical simulations. These tests showed that the actual prostheses are not fully mechanically compatible with the host aorta. In order to solve this problem, the last part of this work was dedicated to the design of new biomimetic textiles, i.e. mimicking the healthy aorta's mechanical behavior and main histologic properties (“wavy fibres” and “preferred fiber orientations”), which can be produced industrially using “warp knitting” technology. Firstly, the mechanical behavior of several PET yarns made of different titers, filament numbers and textures were characterized after several treatments (thermal, etc.). This step enabled to identify one specific yarn to produce the biomimetic textiles. Then, a first optimization of the manufacturing parameters (weave, gauge, density, etc.) was made step by step by means of several textile production and planar tests (uni- and biaxial tensile tests). Finally, several trials were conducted to design tubular structures from the optimized textiles. Two shaping methods were developed: sewed tubes / weaved tubes. The continuously “weaved tubes” production is an innovative and promising technology as far as we know. The mechanical behavior of the new tubes was characterized using inflation tests for a first assessment. More specifically, the effect of the treatments usually applied on medical textiles (cleaning, thermal treatment, coating) was tested on weaved tubes and planar textiles samples. By adjusting the parameters of the several processes - and mostly those of thermal treatments – it was possible to adjust the textiles' mechanical behavior in order to make it the closest to the AA's one.

Dans ce travail de thèse, on s’intéresse au traitement endovasculaire de l’anévrisme de l’aorte abdominale (EVAR). Cette technique mini-invasive couramment utilisée et connaît une croissance importante depuis 10 ans. Elle repose sur l’exclusion du sac anévrismal par le déploiement au niveau de l’anévrisme d’une ou plusieurs endoprothèses introduites par voies fémorales. Au cours de l’intervention, plusieurs types d’outils de rigidité variable sont introduits pour permettre la navigation de l’endoprothèse. La structure vasculaire subit alors des déformations importantes. Ces déformations sont en général sans incidence sur le bon déroulement de l’intervention. Cependant dans certains cas, notamment pour les patients présentant des anatomies défavorables (fortes tortuosités ou angulations, important degré de calcification, longueur importante des artères iliaques communes et externes) les déformations produites par l’insertion des guides rigides peuvent avoir des conséquences sur le déroulement de l’intervention. Actuellement leur anticipation repose principalement sur l’expérience du chirurgien. La simulation mécanique semble être un outil adapté pour fournir des indicateurs plus objectifs et utiles au praticien lors du planning de son intervention : cette pratique permettrait en guidant et sécurisant le geste chirurgical de diminuer potentiellement les risques de complications peropératoires et postopératoires. La première étape du travail a consisté à développer un modèle mécanique de la structure aorto-iliaque et une méthode de simulation permettant de répondre au problème mécanique posé. Ce modèle a été paramétré de façon patient-spécifique à partir des données préopératoires disponibles. Puis la deuxième étape du travail a consisté à valider la modélisation développée en la confrontant à des données peropératoires réelles obtenus sur 28 cas de patients opérés au CHU Rennes. L’ensemble des méthodes développées à enfin été intégré à un module de démonstration du logiciel EndoSize® (Therenva, France). / Endovascular Aneurysm Repair (EVAR) is a mini-invasive technique that is commonly used to treat Abdominal Aortic Aneurysms (AAA). It relies on the exclusion of the aneurysm sac by introducing one or more stent-grafts through the femoral arteries and deploying them inside the aneurysm. During the procedure, several tools of varying stiffness are introduced to enable the delivery of the stent graft to its deployment site. During this process, the vascular structure undergoes major deformations. Usually, these have no consequence on the smooth progress of the procedure. However, in some instances, particularly when the patient presents an unfavorable anatomical profile (major tortuousness or angulation, deep calcification, long length of the common and external iliac arteries), the deformation caused by the insertion of stiff guidewires can have major consequences. Today, their prediction relies mainly on the surgeon’s experience. Numerical simulation appears to be an appropriate tool to give the practitioner more objective and more useful indicators when planning the procedure: guiding the surgical act and making it safer using such an approach would potentially reduce the risks of intraoperative and postoperative complications. In the first step of the work, we developed a mechanical model of the aorto-iliac vascular structure and a simulation methodology to answer the mechanical problem. This patient-specific model has been parametrized based on available preoperative data. Then the second step of the work consisted in the validation of this model by confronting the simulation results to real intraoperative 3D data that were collected on 28 cases of patients operated at the University Hospital of Rennes. All the methods that were developed during this PhD were integrated in demonstration module of EndoSize® software (Therenva, France).

Dissertation Abstract Abdominalaortic aneurysm (AAA) is a serious disease. Its prevalence is in the developed countries about 3%. As an aneurysm is considered a dilatation of all layers of a vessel wall over 3 cm. Majority of AAA are small and asymptomatic, and although the risk of rupture increases with the size of aneurysm sack, even the small aneurysms rupture. The rupture mortaliry ranges about 70 %. Surgical treatment is indicated in the asymptomatic patients in diameter of AAA over 5 cm. The average speed of growth of AAA is 0.3 cm per year, e.g. in the early diagnosed patients there is a several years interval for a pharmacolocical influencing of the progression of this disease. Knowledge of pathogenesis is essential for any targeted pharmacological treatment. Our prospective, non-randomised studies are based on the application of the stereological methods for the histopathological assessment of the AAA samples. The acquired data enable the statistical analysis, including the null hypothesis testing. In our study analyzing the histopathology of AAA aortae of 65 patients (65 walls and 55 thrombi) and 6 normal abdominal aortae from the organ donors we assessed the following parameters: the area fractions of collagen and elastin, and the length density of elastin in intima and media, the area...

L'objectif de ce travail est de contribuer à une meilleure prédiction de la rupture des Anévrismes de l'Aorte Abdominale. Pour ce faire, des simulations par éléments finis ont été mises en oeuvre sur des anévrismes modèles dans des conditions proches de la réalité physiopathologique, i.e. en tenant compte de l'anisotropie de la paroi anévrismale, du caractère poreux du thrombus et des Interactions Fluide-Structure. Dans la première partie, une étude statique en l'absence du thrombus a permis de mettre en évidence l'influence de la géométrie de l'anévrisme et du comportement mécanique (isotrope ou anisotrope) de la paroi sur la distribution des contraintes, i.e. la rupture potentielle de l'anévrisme, ainsi que sur l'évolution du module de Peterson. Dans la seconde partie, une modélisation poro-hyperélastique du thrombus est proposée, en s'appuyant sur des données expérimentales de la littérature. La prise en compte de ce comportement et des Interactions Fluide-Structure montre que la pression intra-thrombus demeure du même ordre de grandeur que la pression intra-luminale, conformément à des mesures in vivo réalisées par ailleurs. Enfin, nous montrons que ceci n'est pas en contradiction avec une réduction du risque de rupture potentielle de l'anévrisme. / The aim of this work is to contribute to a better prediction of the Abdominal Aortic Aneurysm rupture (AAA). For that purpose, finite elements simulations have been performed on idealized AAA models under physiopathological like conditions, by taking into account the aneurysmal wall anisotropy, the intra-luminal thrombus porosity and the Fluid-Structure Interactions. In the first part, the influence of the aneurysm geometry and its wall properties (isotropic or anisotropic hyperelasticity) on the wall stress distribution and the Peterson's modulus has been studied in a static analysis and without taking into account the thrombus. In the second part, based on the experimental results from the litterature, a porohyperelastic model has been proposed for the thrombus. By considering such behavior for the thrombus and the Fluid-Structure Interactions, we observe that the intra-thrombus pressure is the same order as the intra-luminal pressure, which is consistent with in vivo measurements. Our results show that despite this unchanged pressure, the maximum wall stress decreases leading to a decrease of the aneurysm potential rupture.

Submitted by José Elias da Silva Júnior null (jedsjunior@hotmail.com) on 2018-02-28T17:41:26Z No. of bitstreams: 1 TESE FINAL CORRIGIDA.pdf: 992178 bytes, checksum: 6cf7663fc6a01c288850e2c6ea550472 (MD5) / Approved for entry into archive by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br) on 2018-03-05T17:48:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silvajunior_je_me_bot.pdf: 992178 bytes, checksum: 6cf7663fc6a01c288850e2c6ea550472 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-05T17:48:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silvajunior_je_me_bot.pdf: 992178 bytes, checksum: 6cf7663fc6a01c288850e2c6ea550472 (MD5) Previous issue date: 2017-08-25 / INTRODUÇÃO: A correção endovascular do aneurisma de aorta abdominal (EVAR) modificou o tratamento desta patologia, reduzindo a mortalidade e as complicações, á curto prazo quando comparada à cirurgia aberta. Ainda assim, os pacientes necessitam de seguimento rigoroso a fim de reconhecer as possíveis complicações. O crescimento do diâmetro do saco aneurismático pós-EVAR está relacionado ao risco de rotura ou necessidade de reabordagem, sendo que alguns fatores pré-operatórios podem prever esse aumento. OBJETIVO:Identificar se os sintomas pré-tratamento EVAR podem ser um fator preditivo para a continuidade da expansão do saco aneurismático após tratamento, no seguimento em 12 meses. MATERIAL E MÉTODOS: Estudo retrospectivo realizado através da coleta de dados do prontuário dos pacientes em seguimento na Faculdade de Medicina de Botucatu e que preencheram critérios de inclusão. Os pacientes foram separados em dois grupos de estudos: G1- Pacientes assintomáticos quanto a presença do aneurisma de aorta infrarenal; G2- Pacientes sintomáticos quanto a presença do aneurisma de aorta infrarenal. Todos os grupos foram acompanhados por 12 meses e avaliados quanto ao crescimento do saco aneurismático após o procedimento endovascular, através de AngioTC e Duplex Scan e coleta do exame “proteína C Reativa” para avaliação inflamatória relacionada ao EVAR. RESULTADOS: Foram 9 estudados 112 pacientes. A faixa etária apresentou uma média de 68,6 anos. 80% eram do sexo masculino e 95% brancos. A maioria dos pacientes eram hipertensos e fumantes, 74,1% e 67% respectivamente. No total houve 22,3% de endoleak e o aumento do saco aneurismático foi de 26,8%. Avaliando todos os pacientes, ocorreu diminuição do diâmetro do AAA em média de 0,8cm, entre o pré e pós-operatório. Observou se que 25,3% dos assintomáticos e 30% dos sintomáticos tiveram crescimento do saco aneurismáticos. A presença de endoleak ocorreu em 19% dos assintomáticos e 41,2% dos sintomáticos. No total, 40 % dos pacientes que evoluíram com aumento do saco aneurismático apresentavam endoleak. CONCLUSÃO: Os pacientes que tiveram dor no pré-operatório, portanto, sintomáticos, apresentaram uma taxa numérica maior do crescimento do saco aneurismático em relação ao grupo que não apresentava sintomas, mas este achado não foi estatisticamente significante. A presença do endoleak não foi a única causa do crescimento dos AAAs. Não houve diferença do PCR colhido no pré-operatório em relação ao crescimento do AAA em ambos os grupos. A hipertensão arterial foi a comorbidades mais frequente na nossa casuística. / BACKGROUND: The endovascular repair of abdominal aortic aneurysm (EVAR) modified its treatment, reducing the mortality and complications in short-term compared to open repair. Even though, patients need strict follow-up to identify possibly complications. The sac aneurysm enlargement after EVAR is related to the risk of rupture or reintervention, with some preoperative factors can predict this enlargement. OBJECTIVE: Identify if the AAA symptons, especially pain, are predictors of abdominal aortic aneurym sac enlargement after EVAR. METHODS: Retrospective study through the gathering of data about the patientes in follow-up in Botucatu School Medicine. The patients were separated in two groups: G1 – assymptomatics in the preoperative; G2 – syptomatic in the preoperative. Both groups were followed-up for 12 months to the sac enlargement through AngioCT, duplex scan and Reative-C-Protein. RESULTS: 112 patientes were analysed. The age average was 68,6 years. 80% were male and 95% white. Most of them were hypertensive and smoker, 74,1% and 67% respectively. There was 22,3% of endoleaks and 26,8% sac enlargement ratio. 25,3% of the assymptomatics and 30% of the symptomatics had sac enlargement. 19% of the assymptomatics compared with 41,2% of the symptomatics had endoleak. 40% of the patients with sac enlargement had endoleaks. CONCLUSION: The symptomatics preoperative patients has a higher risk compared with assymptomatic group. The endoleak is not the only 11 reason for the AAA sac enlargement. There was no difference between the groups G1 and G2 related to AAA sac enlargement and Reative-CProtein. Hypertension was the most prevalent comorbidity in our study.

Submitted by Rodrigo Gibin Jaldin null (rgibin@uol.com.br) on 2016-07-11T18:28:33Z No. of bitstreams: 1 Tese Final Gibin.pdf: 3297082 bytes, checksum: 9e0dc12693d2fe8eab39305100020665 (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o "Texto completo" porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2016-07-12T18:19:41Z (GMT) / Submitted by Rodrigo Gibin Jaldin null (rgibin@uol.com.br) on 2016-07-13T11:18:39Z No. of bitstreams: 1 Tese Final Gibin.pdf: 3297082 bytes, checksum: 9e0dc12693d2fe8eab39305100020665 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-14T16:19:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 jaldin_rg_dr_bot.pdf: 3297082 bytes, checksum: 9e0dc12693d2fe8eab39305100020665 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-14T16:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jaldin_rg_dr_bot.pdf: 3297082 bytes, checksum: 9e0dc12693d2fe8eab39305100020665 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Contexto: O clampeamento infrarrenal e trauma cirúrgico estão associados a alterações hemodinâmicas e oxidativas que podem comprometer a função renal pós-operatória. Ademais, a colite isquêmica é uma grave complicação da cirurgia da aorta abdominal. É possível que ocorram diferenças na fisiopatologia destas complicações associadas às diferentes modalidades de tratamento do aneurisma de aorta abdominal. Objetivo: Avaliar o estresse oxidativo, os distúrbios hemodinâmicos, lesão renal e as alterações histopatológicas em fragmentos de cólon esquerdo de porcos submetidos a modelo experimental de interrupção aguda de fluxo sanguíneo aórtico, comparando os diferentes acessos cirúrgicos: tradicional, endovascular ou videolaparoscópico. Material e Métodos: 30 porcos, fêmeas, com 15-30kg, foram divididos aleatoriamente em 3 grupos, sendo todos submetidos, sob anestesia geral inalatória, a interrupção de fluxo da aorta abdominal por 60 minutos, por diferentes técnicas: Grupo C (n=10), através de laparotomia transperitoneal; Grupo L (n=10), através da técnica totalmente laparoscópica; Grupo EV(n=10), através da via endovascular por insuflação de balão de oclusão de aorta. Foi feita monitorização intraoperatória de pressão arterial, frequência cardíaca, balanço hídrico e coleta de amostras de sangue antes do procedimento e 60 minutos após a reperfusão. Os desfechos primários estudados foram: volume de sangramento, estresse oxidativo sistêmico (dosagens de Malondialdeido, Glutationa Reduzido e atividade de Glutationa Peroxidase) e lesão renal pela histologia e dosagens de Creatinina, de Cistatina-C e avaliação do estresse oxidativo no parênquima renal. Uma amostra transversal total do cólon sigmoide, logo acima de deflexão peritoneal, foi retirada para biópsia. Estas foram submetidas à análise histopatológica pelo H&E e pela imunohistoquímica da Caspase-3 por patologista cego para os grupos. Resultados: O grupo C necessitou maior reposição de cristalóide. O débito urinário foi significativamente maior no grupo EV. Houve redução da temperatura corporal ao longo do procedimento apenas nos grupos C e L e redução da pressão arterial média após a liberação do fluxo sanguíneo aórtico significantiva no grupo C. Houve aumento de Cistatina C no grupo EV. O grupo L apresentou o menor volume de diurese no intraoperatório. A análise histopatológica mostrou alterações do tipo edema e achatamento dos vilos em dois animais L e em um animal EV. Na análise pelo método da Caspase-3 houve maior número de apoptoses e menor número de neurônios nos animais EV. Conclusão: Na via endovascular ocorre manutenção da temperatura corporal e menor perda líquida. A alteração funcional renal foi mais pronunciada em EV e a lesão microestrutural mais frequente em EV e L. O grupo endovascular teve isquemia de cólon mais intensa, provavelmente relacionada com a maior manipulação endovascular com fios-guias e cateteres o que, por sua vez, pode levar a espasmos e microembolizações no leito arterial. Apesar de serem métodos menos invasivos, houve lesões renais discretas e mais pronunciadas nas técnicas endovascular e videolaparoscópica. A ausência de laparotomia e de manipulação intra-abdominal no grupo EV parece ser a grande vantagem do método em relação à estabilidade hemodinâmica intra-operatória. Estudos envolvendo maiores tempos de isquemia e de reperfusão são necessários para elucidar melhor estes efeitos da interrupção de fluxo aórtico sobre a mucosa colônica e o parênquima renal. / Context: Infrarenal aortic cross-campling and surgical trauma are associated with hemodynamic and oxidative alterations that may impair postoperative renal function. Furthermore, Colonic ischemia is a relatively uncommon but devastating complication of abdominal aortic surgery. Its occurrence and severity is related to operative and anesthetic trauma. Therefore, it is a known complication of all different modalities of treatment of abdominal aortic aneurysm. Objective: To evaluate oxidative stress, hemodynamic disorders, renal injuries and histopathological changes in the left colon fragments of pigs subjected to the experimental model of acute aortic flow interruption, comparing the approaches by laparotomy, endovascular surgery and laparoscopic surgery. Materials and Methods: A total of 30 female pigs weighing 15-30 kg were randomly divided into 3 groups, all of which were subjected, under general ihaling anesthesia, to a 60-minute interruption of abdominal aortic flow by means of different techniques: C Group (n=10), through transperitonial laparotomy; L Group (n=10), through a totally laparoscopic technique; EV Group (n=10), through the endovascular procedures by insufflating the occlusion balloon of the aorta. Blood pressure, heart beat, and water balance intraoperative monitoring was performed and blood samples were collected both before the procedure and 60 minutes after reperfusion. The primary outcomes studied were: bleeding volume, systemic oxidative stress (levels of Malondialdehyde, Reduced Glutathione and Glutathione Peroxidase activity) and renal injuries through histology, Creatinine and Cystatin C levels and by assessing oxidative stress on renal parenchyma. A sample of the sigmoid colon, just above the peritoneal deflection, was collected. These were subjected to histopathologic analysis by H & E and immunohistochemical by Caspase-3. Results: C needed a larger amount of crystalloid replacement. Urine output was significantly higher in the EV group. Body temperature only reduced during the procedure in groups C and L and there was a significant reduction in the mean blood pressure in C after the aorta was unclamped. L presented a lower volume of diuresis in the intraoperative period. Histopathological analysis showed changes in edema type and flattened villi in two animals from L and EV groups. Caspase-3 showed more cells undergoing apoptosis and fewer neurons in the EV group. Conclusion: Body temperature is maintained and there is lower fluid loss in the endovascular pathway. Renal function alterations were more evident in EV and the microstructural injury was more frequent in Groups EV and L. The EV group had more severe colonic ischemia, probably related to greater manipulation with endovascular guide wires and catheters, which could lead to spasms and microembolization in small vessels. Although they are less invasive methods, there were discreet and more pronounced renal injuries in the endovascular and video laparoscopic techniques. The great advantage of the method, with respect to hemodynamic stability during the intraoperative period, is the absence of laparotomy and intra-abdominal manipulation in EV. More studies involving longer periods of ischemia and reperfusion may help elucidate the effects of aortic flow disruption on colonic mucosa. / FAPESP: 12/50159-3

Submitted by José Elias da Silva Júnior null (02525590104) on 2017-10-16T00:48:00Z No. of bitstreams: 1 Jose Elias da Silva Júnior - MEPAREM.pdf: 992178 bytes, checksum: 6cf7663fc6a01c288850e2c6ea550472 (MD5) / Rejected by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2017-10-18T17:31:18Z (GMT) / Submitted by José Elias da Silva Júnior null (02525590104) on 2017-10-30T14:35:44Z No. of bitstreams: 1 Jose Elias da Silva Júnior - MEPAREM.pdf: 992178 bytes, checksum: 6cf7663fc6a01c288850e2c6ea550472 (MD5) / Rejected by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 6 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 6 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2017-11-09T17:08:36Z (GMT) / Submitted by José Elias da Silva Júnior null (02525590104) on 2017-12-15T18:28:41Z No. of bitstreams: 1 silvajunior_je_me_bot.pdf: 992178 bytes, checksum: 6cf7663fc6a01c288850e2c6ea550472 (MD5) / Submitted by José Elias da Silva Júnior null (02525590104) on 2017-12-21T12:31:26Z No. of bitstreams: 1 silvajunior_je_me_bot.pdf: 992178 bytes, checksum: 6cf7663fc6a01c288850e2c6ea550472 (MD5) / Approved for entry into archive by Vivian Rosa Storti null (vstorti@reitoria.unesp.br) on 2018-01-18T17:56:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silvajunior_je_me_bot.pdf: 992178 bytes, checksum: 6cf7663fc6a01c288850e2c6ea550472 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-18T17:56:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silvajunior_je_me_bot.pdf: 992178 bytes, checksum: 6cf7663fc6a01c288850e2c6ea550472 (MD5) Previous issue date: 2017-08-25 / Não recebi financiamento / A correção endovascular do aneurisma de aorta abdominal (EVAR) modificou o tratamento desta patologia, reduzindo a mortalidade e as complicações, á curto prazo quando comparada à cirurgia aberta. Ainda assim, os pacientes necessitam de seguimento rigoroso a fim de reconhecer as possíveis complicações. O crescimento do diâmetro do saco aneurismático pós-EVAR está relacionado ao risco de rotura ou necessidade de reabordagem, sendo que alguns fatores pré-operatórios podem prever esse aumento. OBJETIVO:Identificar se os sintomas pré-tratamento EVAR podem ser um fator preditivo para a continuidade da expansão do saco aneurismático após tratamento, no seguimento em 12 meses. MATERIAL E MÉTODOS: Estudo retrospectivo realizado através da coleta de dados do prontuário dos pacientes em seguimento na Faculdade de Medicina de Botucatu e que preencheram critérios de inclusão. Os pacientes foram separados em dois grupos de estudos: G1- Pacientes assintomáticos quanto a presença do aneurisma de aorta infrarenal; G2- Pacientes sintomáticos quanto a presença do aneurisma de aorta infrarenal. Todos os grupos foram acompanhados por 12 meses e avaliados quanto ao crescimento do saco aneurismático após o procedimento endovascular, através de AngioTC e Duplex Scan e coleta do exame “proteína C Reativa” para avaliação inflamatória relacionada ao EVAR. RESULTADOS: Foram estudados 112 pacientes. A faixa etária apresentou uma média de 68,6 anos. 80% eram do sexo masculino e 95% brancos. A maioria dos pacientes eram hipertensos e fumantes, 74,1% e 67% respectivamente. No total houve 22,3% de endoleak e o aumento do saco aneurismático foi de 26,8%. Avaliando todos os pacientes, ocorreu diminuição do diâmetro do AAA em média de 0,8cm, entre o pré e pós-operatório. Observou se que 25,3% dos assintomáticos e 30% dos sintomáticos tiveram crescimento do saco aneurismáticos. A presença de endoleak ocorreu em 19% dos assintomáticos e 41,2% dos sintomáticos. No total, 40 % dos pacientes que evoluíram com aumento do saco aneurismático apresentavam endoleak. CONCLUSÃO: Os pacientes que tiveram dor no pré-operatório, portanto, sintomáticos, apresentaram uma taxa numérica maior do crescimento do saco aneurismático em relação ao grupo que não apresentava sintomas, mas este achado não foi estatisticamente significante. A presença do endoleak não foi a única causa do crescimento dos AAAs. Não houve diferença do PCR colhido no pré-operatório em relação ao crescimento do AAA em ambos os grupos. A hipertensão arterial foi a comorbidades mais frequente na nossa casuística. / The endovascular repair of abdominal aortic aneurysm (EVAR) modified its treatment, reducing the mortality and complications in short-term compared to open repair. Even though, patients need strict follow-up to identify possibly complications. The sac aneurysm enlargement after EVAR is related to the risk of rupture or reintervention, with some preoperative factors can predict this enlargement. OBJECTIVE: Identify if the AAA symptons, especially pain, are predictors of abdominal aortic aneurym sac enlargement after EVAR. METHODS: Retrospective study through the gathering of data about the patientes in follow-up in Botucatu School Medicine. The patients were separated in two groups: G1 – assymptomatics in the preoperative; G2 – syptomatic in the preoperative. Both groups were followed-up for 12 months to the sac enlargement through AngioCT, duplex scan and Reative-C-Protein. RESULTS: 112 patientes were analysed. The age average was 68,6 years. 80% were male and 95% white. Most of them were hypertensive and smoker, 74,1% and 67% respectively. There was 22,3% of endoleaks and 26,8% sac enlargement ratio. 25,3% of the assymptomatics and 30% of the symptomatics had sac enlargement. 19% of the assymptomatics compared with 41,2% of the symptomatics had endoleak. 40% of the patients with sac enlargement had endoleaks. CONCLUSION: The symptomatics preoperative patients has a higher risk compared with assymptomatic group. The endoleak is not the only reason for the AAA sac enlargement. There was no difference between the groups G1 and G2 related to AAA sac enlargement and Reative-CProtein. Hypertension was the most prevalent comorbidity in our study.

Com a evolução da medicina e o consequente envelhecimento da população, o aneurisma de aorta abdominal (AAA) se tornou uma doença cada vez mais presente, sobretudo em homens. A falta de conhecimento detalhado do comportamento mecânico do tecido aórtico abdominal é o principal gargalo no refinamento do critério para a recomendação de cirurgia corretiva, resultando, ainda hoje, no óbito decorrente da ruptura desses aneurismas. O entendimento do comportamento mecânico desse tecido permitirá o refinamento do critério atual, salvando mais vidas. Esse entendimento pode ser obtido através da Mecânica do Contínuo, utilizando dados experimentais de ensaios mecânicos para avaliar e descrever o comportamento do material. Para que isso ocorra, é necessário que o teste seja feito em dois eixos independentes. No presente trabalho, foram escolhidos os eixos longitudinal e circunferencial para a realização de testes mecânicos, levando em consideração aspectos de metodologias já utilizadas, seus pontos fortes e deficiências. São apresentados o projeto, a construção e e a calibração de um equipamento para ensaios biaxiais de tecidos biológicos tubulares, extraídos de cadáveres, e testados até a ruptura, com a possibilidade de realização de ensaios de pré-condicionamento. Tubos de látex foram utilizados na calibração do equipamento, de cuja utilização é esperada grande contribuição na ampliação do conhecimento da probabilidade de ruptura de AAAs e em uma melhor compreensão do comportamento do tecido da uretra peniana. / The evolution of Medicine has enabled humans to live longer. With that, the incidence of abdominal aortic aneurysms (AAAs) has grown, especially among males. The lack of detailed knowledge on the mechanical behavior of the abdominal aortic tissue is the main bottleneck in the improvement of the criterion for recommending corrective surgery. Therefore, many patients still die from the rupture of those aneurysms. Better understanding of the tissues mechanical behavior will allow the refinement of todays criterion, thus saving more lives. This understanding can be obtained from Continuum Mechanics, using mechanical test experimental data to evaluate and describe the behavior of the material. The data has to come from tests performed in two independet axes. This Masters thesis presents the project, manufacturing and calibration of an apparatus for the test of cylindrical biological tissues in two directions, longitudinal and circumferential. Aspects of pre-existent tests and methods and their positive and negative sides were taken into account. The specimens will come from cadavers, and it will be possible to pre-condition them, as well as to test them to the rupture. Latex tubes were used in the calibration of the apparatus, whose utilization is expected to improve the knowledge on AAA rupture probability, as well as to improve the comprehension of the penile urethral tissues behavior.

INTRODUÇÃO: O objetivo deste estudo é determinar as propriedades biomecânicas e histológicas de fragmentos da parede anterior de aneurismas da aorta abdominal. MÉTODOS: Dos pacientes submetidos à correção cirúrgica aberta de aneurisma da aorta abdominal, foram removidos fragmentos da parede anterior do saco aneurismático, divididos em dois espécimes. Um, destinado à análise histológica, para a quantificação de fibras colágenas, elásticas, musculares lisas e grau de atividade inflamatória e outro, pareado, submetido a teste destrutivo uniaxial, obtendo-se características biomecânicas, como, força, tensão e estresse de falência do fragmento. As médias das variáveis paramétricas foram avaliadas com teste t-Student ou análise de variância. Quando significante, utilizou-se teste de Tukey para discriminar as diferenças. As distribuições das variáveis não paramétricas foram avaliadas com teste Mann-Whitney ou análise de Kruskal-Wallis. Quando significante, utilizou-se teste de Dunn para discriminar as diferenças. Os valores de p<0,05 foram considerados estatisticamente significantes. RESULTADOS: Foram considerados os resultados das análises de fragmentos de 90 indivíduos. Os valores médios encontrados para as propriedades biomecânicas relacionadas à resistência do tecido aórtico (falência) foram força = 4,98±2,22 N, tensão = 13,18±5,98 N/cm e estresse = 103,14±47,09 N/cm2. A deformação média dos fragmentos até a falência foi de 0,39±0,12. Os fragmentos dos aneurismas de diâmetros transversos máximos maiores ou iguais a 5,5 cm apresentaram valores médios de força, tensão e estresse de falência (5,32±2,07 N, 13,83±5,58 N/cm e 103,02 N/cm2) maiores que os fragmentos de aneurismas de diâmetros menores que 5,5 cm (4,1±2,41 N, 10,82±6,48 N/cm, 77,03 N/cm2), com significância estatística para os três parâmetros de resistência do material. Não foram identificadas diferenças entre os valores médios de deformação de falência entre estes grupos (0,41±0,12 x 0,37±0,14 p = 0,260), bem como entre os valores médios de espessura dos fragmentos (1,58±0,41 x 1,53±0,42 mm p = 0,662). Os valores percentuais médios na composição dos fragmentos foram para as fibras colágenas (coloração de tricrômico de Masson) de 44,34±0,48%, para as fibras colágenas (coloração de picrosirius) de 61,85±10,14%, para as fibras musculares lisas (imuno histoquímica/alfa actina) de 3,46±2,23% e para as fibras elásticas (coloração de Verhoeff) inferior a 1% (traços). Não foram identificadas diferenças entre o percentual destes elementos na composição de fragmentos provenientes da parede anterior de aneurismas de diâmetro transverso máximo >= 5,5 cm e < 5,5 cm. Foi caracterizada uma atividade inflamatória mais intensa nos fragmentos provenientes de aneurismas de diâmetro transverso máximo >= 5,5 cm quando comparados aos fragmentos provenientes de aneurismas de diâmetro transverso máximo < 5,5 cm (grau 3 - 70% x 28,6% p = 0,011). Comparando-se os aneurismas sintomáticos versus os assintomáticos não foram identificadas diferenças significativas para as propriedades biomecânicas de falência dos fragmentos (força = 5,32±2,36 x 4,65±2,05 N, p = 0,155; tensão = 14,08±6,11 x 12,81±5,77 N/cm, p = 0,154; estresse = 103,02 x 84,76 N/cm2, p = 0,144 e deformidade = 0,38±0,12 x 0,41±0,13, p = 0,287), assim como para a espessura (1,56±0,41 x 1,57±0,41 mm p = 0,848) e composição histológica (fibras colágenas 44,67±11,17 x 44,02±13,79 % p = 0,808; fibras musculares lisas 2,52 x 2,35 %, p = 0,751; fibras elásticas inferior a 1%). CONCLUSÃO: Os fragmentos provenientes da parede anterior do saco aneurismático de aneurismas maiores mostraram-se mais resistentes, não se identificando diferenças entre os fragmentos quanto à espessura e conteúdo da matriz protéica. A maior resistência dos fragmentos de aneurismas maiores provavelmente está relacionada à adaptação da parede para suportar maior grau de sobrecarga hemodinâmica à medida que o diâmetro aumenta. Neste estudo esta adaptação não foi revelada pela análise histológica realizada e demonstra a limitação do estudo de fragmentos isolados de aneurismas para estimar o risco de ruptura dos mesmos / INTRODUCTION: The objective of this study was to determine the biomechanical and histological properties of fragments isolated from the anterior wall of abdominal aortic aneurysms. METHODS: Fragments of the anterior aneurysm wall were excised from the aneurysmatic sac of patients who underwent open surgery for repair of abdominal aortic aneurysm and divided into two specimens. One specimen was sent for histological analysis for quantification of collagen fibers, elastic fibers, smooth muscle cells and degree of inflammatory activity and the other, by uniaxial testing, was used to assess biomechanical properties, such as force, tension, and stress at the time of failure of the material. The means of parametric variables were evaluated with Student\'s t test or analysis of variance. When significant, we used the Tukey test to discriminate differences. The distributions of non-parametric variables were evaluated with Mann- Whitney or Kruskal-Wallis test. When significant, we used Dunn\'s test to discriminate differences. A p-value of less than 0.05 was considered statistically significant. RESULTS: Anterior-wall fragments from a total of 90 patients were considered. The average values of biomechanical parameters related to the resistance of the aorta (failure) were as follows: strength, 4.98±2.22 N; tension, 13.18±5.98 N/cm; and stress 103.14±47.09 N/cm2. The average deformation of the fragments at the time of the failure was 0.39±0.12. Fragments of aortic aneurysm with a maximum transverse diameter larger or equal to 5.5 cm showed average values for strength, tension, and stress at the time of the failure of the material (5.32±2.07 N, 13.83±5.58 N/cm, and 103.02 N/cm2, respectively), which were higher than those of fragments of aneurysms with diameters less than 5.5 cm (4.1±2.41 N, 10.82±6.48 N/cm, 77.03 N/cm2, respectively). The differences in the 3 parameters were statistically significant. However, no differences were observed between the groups in relation to average failure deformation (0.41±0.12 × 0.37±0.14; p = 0.260) and thickness of the analyzed fragments (1.58±0.41 × 1.53±0.42 mm; p = 0.662). The average values of fiber compositions of the fragments were as follows: collagen fibers, 44.34±0.48% and 61.85±10.14% (assessed using Masson trichrome staining and picrosirius red staining, respectively); smooth muscle cells, 3.46±2.23% (immunohistochemistry/alpha-actin); and elastic fibers, less than 1% (traces) (Verhoeff-van Gieson staining). No differences in fiber percentages were observed in the fragments from aneurysms with a maximum transverse diameter >= 5.5 cm and < 5.5 cm. A more intense inflammatory activity was assessed in fragments from aneurysms with maximum transverse diameter >= 5.5 cm than in fragments from aneurysms with maximum transverse diameter < 5.5 cm (grade 3 - 70% × 28.6%; p = 0.011). Compared to asymptomatic aneurysms, fragments from symptomatic aneurysms showed no significant differences in the biomechanical properties at the time of the failure (strength, 5.32±2.36 × 4.65±2.05 N, p = 0.155; tension, 14.08±6.11 × 12.81±5.77 N/cm, p = 0,154; stress, 103.02 × 84.76 N/cm2, p = 0.144; and deformity, 0.38±0.12 × 0.41±0.13, p = 0.287), thickness of the fragments (1.56±0.41 × 1.57±0.41 mm, p = 0.848) and histological composition (collagen fibers, 44.67±11.17 × 44.02±13.79%, p = 0.808; smooth muscle fibers, 2.52 × 2.35%, p = 0.751; elastic fibers, <1%). CONCLUSION: Fragments of the anterior wall removed from the aneurysmatic sac of large aneurysms appeared to be more resistant than those from small aneurysms. No differences between the aneurysm fragments were observed with respect to thickness and matrix protein content. The high resistance of fragments of larger aneurysms is probably attributable to the adaptation of the wall to support a high hemodynamic stress as the diameter of the aorta increases. In this study, this adaptation was not shown by histological analysis. This suggests a limitation of this study for assessing the risk of rupture based on isolated aneurysm fragments

Les pathologies vasculaires provoquent un remodelage de la paroi artérielle pouvant entraîner une modification de sa rigidité et de son comportement mécanique. L’objectif de cette thèse est de proposer des méthodes de caractérisation mécanique permettant d’identifier les changements de propriétés mécaniques artérielles dans le cadre de deux situations pathologiques : l’anévrysme de l’aorte abdominale (AAA) et l’hypertension artérielle (HTA). La première étude a consisté à évaluer in vitro les modifications de fonctionnalité de l’artère dans le cas d’un AAA obtenu par le modèle de xénogreffe chez le rat qui permet de reproduire certains aspects de la pathologie humaine et qui est utilisé pour la mise au point de thérapies cellulaires. Une analyse des variations régionales des propriétés mécaniques du tissu anévrysmal a d’abord été menée en effectuant des tests de traction sur anneaux d’AAA. Des tests d’extension-inflation ont ensuite été réalisés sur la structure vasculaire pour des conditions de chargement reproduisant celles observées in vivo. Dans chacun des cas, une méthode inverse couplée à un modèle numérique par éléments finis a été développée afin d’identifier les paramètres matériaux du tissu vasculaire. Dans la deuxième étude, la rigidité artérielle a été mesurée in vivo sur une population de patients atteints d’HTA et de sujets sains en utilisant deux méthodes non-invasives qui ont été développées et optimisées : l’imagerie ultrarapide de l’onde de pouls et l’élastographie par ondes de cisaillement de la paroi artérielle. Ces deux méthodes s’appuient sur un échographe ultrarapide. La vitesse de l’onde de pouls locale sur un segment de la carotide a ainsi pu être évaluée, ainsi que la vitesse de propagation d’ondes de cisaillement générées dans la paroi à plusieurs instants du cycle cardiaque. Les deux approches in vitro et in vivo ont ainsi permis d’évaluer certains changements de propriétés mécaniques de la paroi artérielle dans des cas pathologiques. Bien que tous les mécanismes biologiques de l’AAA et de l’HTA soient complexes, ce travail permet de contribuer à une meilleure compréhension des pathologies vasculaires pouvant ainsi aider au choix ou au développement de traitements adaptés, tant d’un point de vue pharmacologique que dans le cadre de nouvelles thérapies cellulaires. / Vascular pathologies are generally accompanied by a remodeling of the arterial wall that may lead to modifications of its stiffness and mechanical behavior. The goal of this thesis is to propose methods of mechanical characterization allowing to detect the changes in arterial mechanical properties in the case of two pathologies: abdominal aortic aneurysm (AAA) and arterial hypertension (HTA). The first study consisted in evaluating in vitro the arterial functional modifications in the case of an AAA obtained by the rat xenograft model which reproduces several biological features of the human pathology and is used to develop cell therapies. First, the assessment of regional variations in mechanical properties of aneurysmal tissue was conducted by carrying out traction tests on rings from AAAs. Then, extension-inflation tests were conducted on the vascular structure for loading conditions replicating those observed in vivo. In each case, an inverse method associated with a numerical finite element model was developed to identify the material parameters of vascular tissue. In the second study, arterial stiffness was measured in vivo for a population of hypertensive patients and healthy subjects using two non-invasive methods which were developed and optimized: ultrafast imaging of the pulse wave and shear wave elastography of the arterial wall. These two methods are based on an ultrafast ultrasound scanner. Thus the local pulse wave velocity on a segment of the carotid artery was assessed, as well as the propagation speed of shear waves created in the arterial wall at several moments during the cardiac cycle. Both in vitro and in vivo approaches enabled to evaluate some changes in mechanical properties of the arterial wall in pathological cases. Although all the biological mechanisms of AAA and HTA are complex, this work provides a contribution to a better understanding of vascular pathologies and can thereby assist in the choice or development of adapted treatments, from both a pharmacological point of view, and within the context of new cell therapies.