Made available in DSpace on 2018-08-01T23:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11913_LORENA ANDRADE DOS SANTOS- dissertação.pdf: 2107355 bytes, checksum: d7cbaf41147ae38919b0340a7b2026cb (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / Dentre os inúmeros desafios que permeiam a cadeia produtiva de óleos pesados, a fase de transporte merece destaque. Em função de sua elevada viscosidade, os óleos pesados exibem resistência considerável ao escoamento, requisitando mecanismos auxiliares para viabilizar seu transporte mediante dutos. Nesta dissertação, é proposta uma configuração de tubos concêntricos, na qual vapor escoa pelo tubo interno (vaporduto) e óleo pelo espaço anular do oleoduto. São adotadas as abordagens analítica e numérica para investigação dos efeitos da inserção de vapor, geometria, isolamento térmico, qualidade do vapor e extensão do sistema nos seguintes parâmetros: temperatura, viscosidade e pressão do óleo, bem como fração mássica do vapor. Para a primeira abordagem, é empregado o modelo de resistências térmicas associado ao método 𝜖 NTU. Para a segunda, utiliza-se o software Ansys CFX em uma simulação tridimensional em regime permanente. Os desvios apresentados pela abordagem analítica são atribuídos à não incorporação dos efeitos de empuxo, convecção natural e turbulência do vapor, os quais contribuem para um aquecimento não-homogêneo do óleo. Resultados numéricos revelam que a inserção de vapor eleva a temperatura média do óleo em 1,2% e reduz sua viscosidade média e pressão inicial de fluxo em 8,7% e 24,2%, respectivamente. Uma redução de 24,6% na razão entre o raio do oleoduto e do vaporduto resulta em uma temperatura final do óleo 1,2% maior e viscosidade 4,7% menor. A presença do isolamento térmico reduz o fluxo de calor para o meio externo em 78,5%. A redução da qualidade do vapor em 30% causa um aumento da viscosidade média do óleo de 2,4%. Para sistemas mais extensos, a pressão inicial de fluxo requerida aumenta de forma significativa e o vapor úmido apresenta depósitos mais expressivos de líquido na porção inferior do acoplamento. O presente estudo fornece uma análise do acoplamento concêntrico entre vapor e óleo pesado sob diversas condições, explicitando as vantagens e desvantagens qualitativas de algumas estratégias. Em adição, propõe um modelo analítico capaz de prever a temperatura e viscosidade médias do óleo na saída, com desvios máximos de 1,3% e 15,6%, respectivamente, em relação à abordagem numérica.

A otimização do nível máximo de massa óssea alcançada durante a maturação esquelética pode reduzir o risco de fraturas ósseas e a incidência de osteoporose na vida adulta. Sabe-se que uma ingesta nutricional adequada desempenha um papel importante na maximização da aquisição esquelética. Por outro lado, a desnutrição e a má qualidade óssea são duas condições relacionadas, bem documentadas na literatura. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos da restrição alimentar na consolidação de fraturas ósseas. Desta forma, objetivamos avaliar a influência da restrição alimentar na reparação da fratura e na qualidade do calo ósseo. Foram utilizados 68 ratos machos Wistar, com massa corporal inicial de 70 gramas, divididos em dois grupos experimentais: (1) CON: ratos controle submetidos à fratura óssea e; (2) RA: ratos submetidos à restrição alimentar e fratura óssea. Cada grupo experimental foi subdividido em dois, totalizando quatro subgrupos. Os subgrupos se diferenciaram de acordo como período de observação pós-fratura; 14 e 28 dias, correspondentes às fases de calo mole e calo duro, respectivamente. Durante o experimento, os animais permaneceram em gaiola individual, a restrição alimentar foi de 50% em relação à ingesta dos controles, realizada por seis semanas a partir do desmame (três semanas de vida). A fratura foi realizada na diáfise femoral pelo método fechado e fixada com implante intramedular. Ao término do período experimental, os ossos foram submetidos às análises macroscópica, microtomográfica (avaliação qualitativa e quantitativa da microarquitetura do calo ósseo), densitométrica (DXA), histomorfométrica (quantificação de tecido neoformado e colágeno), de expressão gênica e resistência mecânica. O nível de significância estatística foi de 5%. A restrição alimentar diminuiu significativamente a massa corporal dos animais, os parâmetros macroscópicos dos fêmures e ocasionou várias alterações fenotípicas no calo ósseo (atraso na proliferação e diferenciação celular, menor deposição de colágeno e osso neoformado, redução na área e densidade do calo, diminuição do volume tridimensional, deterioração da microestrutura, menor resistência ao esforço mecânico de torção), além de reduzir a expressão gênica relacionada à osteoblastogênese (Runx2 e Col1a1). Concluiu-se que a restrição alimentar afetou negativamente a consolidação óssea, com atraso na formação do calo ósseo pósfratura e calo de pior qualidade. / Optimizing the peak level of bone mass achieved during skeletal maturation may reduce bone fracture risk and osteoporosis incidence later in life. An adequate nutritional intake is known to play an important role at maximizing the skeletal acquisition. On the other hand, undernutrition and poor bone quality are two related conditions well documented in literature. However, little is known about the effects of food restriction on bone fracture healing. Therefore, we aimed to evaluate the effects of food restriction on fracture healing and bone callus quality. A total of 68 male Wistar rats weighing 70g were randomly assigned into two groups: (1) CON: Control rats sustaining a bone fracture and; (2) RA: food restricted rats with bone fracture. Each group was subdivided into two subgroups, according to the post-operative follow-up period: 14 and 28 days, which represent soft and hard callus formation, respectively. All rats were individually housed during the course of experiment. After weaning, food restricted rats were fed 50% of the ad libitum food intake. Forty-two days after food restriction, animals underwent bone fracture at the right mid-femur by the closed method, followed by surgical stabilization of bone fragments. On days 14 and 28 post-fracture, the rats were euthanized and the fractured femurs were dissected, weighed, measured and analyzed by micro-computed tomography (qualitative and quantitative analysis of bone callus michoarchitecture), densitometry (DXA), histomorphometry (quantity of newly formed bone and collagen deposition), gene expression assessment and mechanical test. Statistical significance was set at 5%. Food restriction decreased body mass gain, morphological measurements and resulted in several phenotypic changes at the bone callus (a delay in cell proliferation and differentiation; lower rate of newly formed bone and collagen deposition; reductions in bone callus density and size; decrease in tridimensional callus volume, deterioration in bone callus microstructure and reduction in callus strength), together with the downregulated expression of osteoblast-related genes (i.e. Runx2, Col1a1). We concluded that food restriction had detrimental effects on osseous healing, with a delay in bone callus formation and lower quality.

A microtomografia 3D por raio-X proporciona medidas quantitativas e tridimensionais da estrutura do calo e essas medidas podem potencialmente estar relacionadas com a resistência do calo. A avaliação quantitativa do reparo ósseo por meio de novas metodologias tem importante aplicação nas pesquisas experimentais relacionadas a tecnologias invasivas e não invasivas para a estimulação do mesmo. O objetivo desse estudo foi avaliar o reparo ósseo por meio da \'mü\'CT em defeito ósseo em fêmur de rato. Trinta ratos machos da classe Wistar com peso médio de 300g foram divididos em grupos experimentais de 10 animais em cada grupo. Os animais foram anestesiados e um furo com 1,2 mm de diâmetro foi realizada na porção medial do fêmur utilizando-se uma broca odontológica. No 7º, 14º e 21º pós-cirúrgico, os animais dos grupos experimentais 1, 2 e 3, respectivamente, foram sacrificados e o fêmur esquerdo excisado. Os fêmures foram envolvidos em gaze e mergulhas em solução PBS e armazenados em um saco plástico em freezer a -20º até a análise microtomográfica. Os fêmures foram escaneados pelo microtomógrafo 1172 (SkyScan, Bélgica). Os softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, fornecidos pelo fabricante do microtomógrafo, foram utilizados para as seguinte análises: a) análise visual das reconstruções microtomográficas dos fêmures através de secções transversais, coronais e sagitais; b) segmentação do calo ósseo nas reconstruções através de algoritmo de processamento de imagem para quantificação dos parâmetros volume total do calo ósseo (TV), volume do calo ósseo mineralizado (BV), relação BV/TV e densidade mineral óssea volumétrica do calo ósseo (BMD); c) visualização 3D do calo ósseo. A análise estatística dos parâmetros medidos utilizou o teste t de Student com um nível de significância p<0,05. Houve um aumento estatisticamente significante nos valores dos parâmetros BV/TV e BMD na comparação entre os grupos experimentais 1 e 2. A comparação entre os grupos 3 e 4 não apresentou significância estatística. Os resultados são coerentes com dados encontrados na literatura sobre a fisiologia óssea, porém o algoritmo de processamento de imagem utilizado necessita aprimoramento em alguns de seus procedimentos para se obter melhor resultado de segmentação do calo ósseo na região de interesse. / X-ray microtomography (uCT) provides quantitative and three dimensional measurements of the callus structure and these measurements could potentially be related to callus strength. The assessment of bone repair through new methodologies has important application in animal investigations regarding invasive or non invasive technologies for the stimulation of bone healing. The aim of this investigation was the use of \'mü\'CT for the assessment of bone repair in a rat femur bone defect. Thirty male Wistar rats weighting about 300g were divided in three experimental groups with 10 animals on each group. The animals were anesthetized and a circular hole with a 1.2 mm diameter was generated at the medial region of the left femur using a dental drill. At the 7th, 14th and 21st day after surgery the animals of experimental groups 1, 2 and 3, respectively, were sacrificed and the left femur excised. The femurs were wrapped in gauze immersed in phosphate-buffered solution and stored in a plastic bag at -20ºC until the analysis by microtomograph. The femurs were scanned by the 1172 microtomograph (SkyScan, Belgium). The softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, provided by the microtomograph manufacture, were used for the following assessments: a) visual examination of the femurs microtomographic reconstructions using transversal, coronal and sagittal sections; b) segmentation of the bone callus in the reconstructions using an image processing algorithm to quantify the parameters total bone callus volume (TV), volume of the mineralized bone callus (BV), the ratio BV/TV and the volumetric bone callus mineral density (BMD); c) 3D rendering of the bone callus. The statistical analysis of the measured parameters was performed by the Student t test with a level of significance p<0,05. There was a statistically significant increase in the mean values of the parameters BV/TV and BMD in the comparison of experimental groups 1 and 2. The comparison between groups 2 and 3 was not statistically significant. Results are according to bone physiology data from literature although the image processing algorithm used needs some adjustments to get better results in bone callus segmentation in ROI.

A fratura é uma descontinuidade óssea que pode ser produzida cirurgicamente ou causada por um impacto que excede a resistência mecânica do osso dando início a uma sequência de eventos sistêmicos e específicos de resposta do tecido. Exames radiológicos são comumente realizados na clínica e em experimentos com animais para o monitoramento do reparo ósseo dando informações sobre o alinhamento dos fragmentos e da evolução de reparo. Outras técnicas de monitoramento qualitativas e quantitativas podem ser utilizadas em experimento animal (histologia e ensaios mecânicos) e em experimento animal e clínico (tomografia computadorizada por raio X, ressonância magnética, ultra-sonografia). A microtomografia 3D por raio X é uma nova técnica de monitoramento para uso em experimento animal e com grande potencialidade. A quantificação do reparo ósseo com novas metodologias tem larga aplicação em investigações sobre técnicas invasivas e não-invasivas de tratamento de fraturas utilizando-se experimento animal. O objetivo dessa investigação foi a utilização da microtomografia 3D por raio X policromático (\'mü\'CT) para a avaliação do reparo ósseo em defeito ósseo na tíbia direita de rato macho da raça Wistar com peso aproximado de 280 g. O defeito foi produzido por uma broca odontológica com alta rotação. Foram estabelecidos quatro grupos experimentais caracterizados pela utilização ou não utilização do tratamento do defeito por ultra-som pulsado de baixa intensidade (LIPUS, 30 mW/\'CM POT.2\') e pela duração do experimento. No grupo 1 o tratamento por ultra-som teve a duração de 14 dias, 5 sessões de tratamento por semana. No grupo 2 não houve tratamento por ultra-som e a duração foi de 14 dias. No grupo 3 o tratamento por ultra-som teve a duração de 21 dias, 5 sessões de tratamento por semana. No grupo 4 não houve tratamento por ultra-som e a duração foi de 21 dias. Nos grupos 1 a 4 foram utilizados 10 animais para a avaliação por CT. O defeito ósseo da tíbia direita nos animais dos grupos 1 e 3 foi tratado com ultra-som de baixa intensidade. A avaliação por CT foi realizada através dos softwares NRecon, Data Viewer , CT-Analyzer e CT-Vol fornecidos pelo fabricante do microtomógrafo (Skyscan, Bélgica). Não foi observada diferença estatísticamente significante na quantificação do reparo ósseo dos defeitos dos grupos 1 e 2 e dos grupos 3 e 4. / Fracture is a bone discontinuity that can be surgically produced or caused by an impact that exceeds the mechanical strength of bone by initiating a series of systemic events and specific tissue response. Radiological tests are commonly performed in clinical and animal experiments for monitoring the bone healing by providing information about the alignment of the fragments and the evolution of repair. Other techniques for monitoring quality and quantity can be used in experimental animals (histology and mechanical tests) and in animal experiments and clinical studies (computed tomography X-ray, MRI, ultrasound). The 3D microtomography by X-ray is a new monitoring technique for use in animal experiment and with great potential. The quantification of bone repair with new methods has wide application in research on invasive and noninvasive treatment of fractures using animal experiment. The goal of this research was to use the 3D microtomography by non monochromatic X-ray (\'mü\'CT) to evaluate the bone healing in bone defect in the tibia of Wistar male rat weighing approximately 280 g. The defect was produced by a dental drill with high speed. It was established four experimental groups characterized by the use or non use of low intensity pulsed ultrasound (LIPUS, 30 mW/\'CM POT.2\') for the bone defect treatment as well as the duration of the experiment. In group 1 the LIPUS treatment last 14 days, 5 treatment sessions per week. In group 2 the LIPUS treatment was not used and the duration was 14 days. In group 3 the LIPUS treatment last 21 days, 5 treatment sessions per week. In group 4 the LIPUS treatment was not used and the duration was 21 days. In groups 1 to 4, 10 animals were used for evaluation by CT. The evaluation was conducted by CT through software NRecon, Data Viewer, CT-Vol and CT-Analyzer supplied by the microtomography manufacturer (SkyScan, Belgium). No significant statistical differences were found between the results of groups 1 and 2 as well as the results of groups 3 and 4.

O objetivo deste trabalho é a investigação da evolução da regeneração óssea de osteotomias em tíbias de carneiro utilizando processamento de imagens. Para isso, foram utilizadas radiografias digitalizadas de 15 animais divididos em 3 grupos, animais sacrificados com 30, 45 e 60 dias. O processo de regeneração da fratura foi feito com o auxílio de fixador flexível, pois este apresenta, tipicamente, uma consolidação indireta com formação de calo ósseo. A avaliação clínica baseia-se na dimensão e na densidade mineral do calo, obtidas por diferentes métodos. Neste trabalho são apresentadas a evolução do tamanho do calo ósseo em relação à largura média do osso na região da fratura e a avaliação de 14 parâmetros de textura, sendo 5 parâmetros de primeira ordem (MEAN, STDEV, KURT, SKEW e ENER) e 9 características de Haralick (ASM, CONT, CORR, IDM, ENT, VAR, DIAGM, SHADE e PROM). O acompanhamento do crescimento do calo seguiu o comportamento descrito na literatura. Os parâmetros de textura cuja performance foi insatisfatória são 6, a saber, ENER, ASM, CONT, IDM, ENT e DIAGM. Outros 6 possuem comportamento distintos. O parâmetro CORR mostra-se útil para separar imagens com definição de imagens ruidosas. Os parâmetros SHADE e PROM demarcam regiões de contorno. Os parâmetros STDEV, KURT e SKEW têm uma similaridade ao longo do tempo e separam a osteotomia da medular nas imagens iniciais. Os valores dos parâmetros MEAN e VAR refletem a calcificação do tecido na região do calo e conseqüentemente, a rigidez do mesmo durante o processo de regeneração. Estes dois parâmetros discretizam a regeneração ao longo do tempo. Os parâmetros de textura podem ser usados como classificadores da regeneração óssea de forma não-invasiva em um sistema automático de classificação. / The present dissertation investigates the evolution characteristics of bone regeneration in goat\'s tibia osteotomies by image processing. Digitized radio-graphs of 13 animals were used. They were divided into three groups sacrificed at 30, 45 and 60 days respectively. The fracture healing was performed with the aid of flexible fixation, which often develops indirect regeneration with bone callus. The clinical evaluation is based on the dimensional and mineral density of bone callus measured by one of the existent methods. The evolution of the bone callus relative to the bone thickness and 14 texture parameters evaluated at the fractured site are presented here. Nine of the parameters are characteristics of Haralick (ASM, CONT, CORR, IDM, ENT, VAR, DIAGM, SHADE and PROM) and the others are first order parameters (MEAN, STDEV, KURT, SKEW and ENER). The bone callus behaves as described in literature. Six texture parameters, ENER, ASM, CONT, IDM, ENT and DIAGM had no relation with regeneration. The CORR parameter experesses the quality of the image. SHADE and PROM parameters mark the ontour of the images. SKEW, KURT and STDEV have a similar behavior once they separete osteotomy from medular in the initial images. The VAR and MEAN parameters show a commom variation among images along the time. This pattern represents the evolution of regeneration and distinguishes bone concentration at osteomotmy site and therefore its rigidity. Texture parameters are capable ofcharacterizing bone regeneration in a noninvasive way for an automatic classification system.

A transmissão do ultra-som no organismo humano tem sido objeto de estudos a várias décadas, com a finalidade de promover diagnóstico. Recentemente tem sido usada para avaliar a densidade óssea e poder diagnosticar precocemente o aparecimento da osteoporose e prever o risco de fratura. Nesse trabalho foi desenvolvido um sistema capaz de gerar, receber e amplificar sinais ultra-sônicos para a avaliação da velocidade do som e atenuação em função da freqüência (BUA). A técnica usada foi a de transmissão do sinal ultra-sônico, com acoplamento por gel de ultra-som e por água (tanque acústico), que consiste no uso de dois transdutores, um para transmissão e outro para recepção, sendo a amostra posicionada entre eles. Devido ao alto índice de dispersão nas medidas ultra-sônicas, será buscado um material de referência, o qual deve possuir características tanto de velocidade do som e atenuação em função da freqüência, parecidas com a do osso (calcâneo), que será usado para calibração do equipamento e para o acompanhamento da medida óssea. Foram utilizados os parâmetros ultra-sônicos para avaliação da consolidação óssea (em tíbias de carneiro) em diferentes períodos e nos diversos tipos de fraturas. O sistema foi caracterizado em termos de temperatura e reprodutibilidade utilizando diferentes materiais. Medidas no calcâneo de voluntários, de velocidade e atenuação em função da freqüência, independente de associações patológicas, mostrou resultados compatíveis com os encontrados na literatura. Foram feitas diversas análises, com pequenas mudanças nas condições geométricas, de sinal e freqüência dos transdutores, para observar sua influência sobre as medidas de atenuação e velocidade. Isto com a finalidade de tentar relacionar as variações nas medidas de atenuação obtidas por diferentes autores. / Ultrasound transmission in human bodies has been studied for several decades in order to facilitate diagnosis. It has also been used to evaluate bone density and to diagnose early osteoporosis and future fracture risks. For this study, a system to generate, receive and amplify ultrasonic signs for speed of sound assessment and broad band ultrasound attenuation (BUA) was developed. Transmission of ultrasonic signals was performed by coupling using ultrasound gel and water (acoustic tank) and the sample placed between two transducers, one for transmission and the other for reception. Due to the high rate of the dispersion of ultrasonic measures, some reference material having the characteristics of the speed of sound and broad band ultrasound attenuation, similar to the heel bone that will be used for equipment calibration and follow-up of bone measure will have to be found. Ultrasonic parameters were used to evaluate bone consolidation (tibia of a sheep), in different periods and several kinds of fractures. Temperature and reproducibility using different materials were used to customize the system. Measures of volunteers\'s heel bone speed and broad band ultrasound attenuation showed results consistent with the ones from literature. Several analyses with little changes in geometric, signal and transducer frequency conditions were performed in order to observe their influence on attenuation and speed measures. Those steps were carried out in order to try to relate the variations in attenuation measures to those obtained by other authors.

A microtomografia 3D por raio-X proporciona medidas quantitativas e tridimensionais da estrutura do calo e essas medidas podem potencialmente estar relacionadas com a resistência do calo. A avaliação quantitativa do reparo ósseo por meio de novas metodologias tem importante aplicação nas pesquisas experimentais relacionadas a tecnologias invasivas e não invasivas para a estimulação do mesmo. O objetivo desse estudo foi avaliar o reparo ósseo por meio da \'mü\'CT em defeito ósseo em fêmur de rato. Trinta ratos machos da classe Wistar com peso médio de 300g foram divididos em grupos experimentais de 10 animais em cada grupo. Os animais foram anestesiados e um furo com 1,2 mm de diâmetro foi realizada na porção medial do fêmur utilizando-se uma broca odontológica. No 7º, 14º e 21º pós-cirúrgico, os animais dos grupos experimentais 1, 2 e 3, respectivamente, foram sacrificados e o fêmur esquerdo excisado. Os fêmures foram envolvidos em gaze e mergulhas em solução PBS e armazenados em um saco plástico em freezer a -20º até a análise microtomográfica. Os fêmures foram escaneados pelo microtomógrafo 1172 (SkyScan, Bélgica). Os softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, fornecidos pelo fabricante do microtomógrafo, foram utilizados para as seguinte análises: a) análise visual das reconstruções microtomográficas dos fêmures através de secções transversais, coronais e sagitais; b) segmentação do calo ósseo nas reconstruções através de algoritmo de processamento de imagem para quantificação dos parâmetros volume total do calo ósseo (TV), volume do calo ósseo mineralizado (BV), relação BV/TV e densidade mineral óssea volumétrica do calo ósseo (BMD); c) visualização 3D do calo ósseo. A análise estatística dos parâmetros medidos utilizou o teste t de Student com um nível de significância p<0,05. Houve um aumento estatisticamente significante nos valores dos parâmetros BV/TV e BMD na comparação entre os grupos experimentais 1 e 2. A comparação entre os grupos 3 e 4 não apresentou significância estatística. Os resultados são coerentes com dados encontrados na literatura sobre a fisiologia óssea, porém o algoritmo de processamento de imagem utilizado necessita aprimoramento em alguns de seus procedimentos para se obter melhor resultado de segmentação do calo ósseo na região de interesse. / X-ray microtomography (uCT) provides quantitative and three dimensional measurements of the callus structure and these measurements could potentially be related to callus strength. The assessment of bone repair through new methodologies has important application in animal investigations regarding invasive or non invasive technologies for the stimulation of bone healing. The aim of this investigation was the use of \'mü\'CT for the assessment of bone repair in a rat femur bone defect. Thirty male Wistar rats weighting about 300g were divided in three experimental groups with 10 animals on each group. The animals were anesthetized and a circular hole with a 1.2 mm diameter was generated at the medial region of the left femur using a dental drill. At the 7th, 14th and 21st day after surgery the animals of experimental groups 1, 2 and 3, respectively, were sacrificed and the left femur excised. The femurs were wrapped in gauze immersed in phosphate-buffered solution and stored in a plastic bag at -20ºC until the analysis by microtomograph. The femurs were scanned by the 1172 microtomograph (SkyScan, Belgium). The softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, provided by the microtomograph manufacture, were used for the following assessments: a) visual examination of the femurs microtomographic reconstructions using transversal, coronal and sagittal sections; b) segmentation of the bone callus in the reconstructions using an image processing algorithm to quantify the parameters total bone callus volume (TV), volume of the mineralized bone callus (BV), the ratio BV/TV and the volumetric bone callus mineral density (BMD); c) 3D rendering of the bone callus. The statistical analysis of the measured parameters was performed by the Student t test with a level of significance p<0,05. There was a statistically significant increase in the mean values of the parameters BV/TV and BMD in the comparison of experimental groups 1 and 2. The comparison between groups 2 and 3 was not statistically significant. Results are according to bone physiology data from literature although the image processing algorithm used needs some adjustments to get better results in bone callus segmentation in ROI.

Tem havido grande interesse na investigação de substâncias de ação sistêmica que atuam sobre o sistema musculoesquelético, no sentido de melhorar a qualidade óssea e muscular, e assim, evitar fraturas patológicas decorrentes de osteoporose. Os esteroides anabólicos androgênicos têm importante atuação no metabolismo sistêmico geral, sendo que no osso aumenta sua resistência, massa e, no músculo, combate a sarcopenia. Entretanto, não há investigações consistentes sobre a possível atuação dessas substâncias na consolidação óssea. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito do decanoato de nandrolona na consolidação óssea e na qualidade óssea de fêmures de ratos machos adultos jovens da linhagem Wistar. Foram utilizados 112 animais, divididos em 04 grupos com 02 subgrupos (14 e 28 dias). Um grupo controle (n=17) foi formado por animais sem intervenção, mas apenas com a injeção de veículo inerte. Em outro grupo foi provocada fratura da diáfise do fêmur (n=26). No terceiro grupo os animais receberam apenas decanoato de nandronola (n=23). No quarto grupo foi provocada fratura na diáfise do fêmur associada à administração da mesma dosagem de decanoato de nandrolona (n=26). A fratura provocada no fêmur foi pelo método fechado e obtida com auxílio de uma guilhotina com lâmina romba. Em seguida, a fratura foi fixada por um fio de Kirschner de 1,0 mm de espessura, inserido no canal medular, e o membro pélvico foi radiografado em perfil. O decanoato de nandrolona foi aplicado na dose de 10 mg/kg de massa corporal, por via intramuscular, 02 vezes por semana, durante 14 ou 28 dias, conforme o subgrupo. Após a eutanásia os fêmures direitos foram dissecados e tiveram o comprimento medido. A densidade mineral óssea e o conteúdo mineral ósseo foram determinados pelo método da absorciometria de raios X de dupla energia (DXA). A resistência óssea foi determinada pelo ensaio mecânico de flexão em dois pontos, com o cálculo com a da força máxima e rigidez. O calo ósseo foi avaliado microscopicamente em cortes histológicos corados pela hematoxilina e eosina e examinados em luz comum para a obtenção do seu volume por técnica morfométrica. As outras secções foram coradas em picrosirius red e examinadas em luz polarizada para a quantificação do colágeno tipo I. A significância estatística foi estabelecida em 5%. Não houve diferença significante entre os animais tratados e não tratados pelo decanoato de nandrolona quanto à densidade mineral óssea, conteúdo mineral ósseo, resistência mecânica, tanto para o osso sem fratura, quanto para o calo ósseo. A quantidade de colágeno tipo I também não foi diferente, entretanto, o volume de osso neoformado nos grupos que receberam o esteroide anabolizante foi significantemente maior. A massa corporal foi maior nos grupos que receberam decanoato de nandrolona, embora sem significância estatística. O comprimento ósseo foi maior aos 28 dias no grupo tratado com decanoato de nandrolona. A massa do calo também teve valor significativamente maior aos 28 dias nos animais que receberam o decanoato de nandrolona. Com base nos resultados encontrados, sob as condições experimentais e métodos de avaliação empregados, o decanoato de nandrolona não causou efeitos significativos benéficos ou maléficos, tanto na qualidade do calo ósseo, como na qualidade do osso normal íntegro do rato adulto jovem. / There has been a great interest in investigating systemic substances that can positively act on the musculoskeletal system to improve the bone quality thus avoiding osteoporotic fractures. The anabolic androgenic steroids have an important influence on general metabolism and can increase the bone resistance and bone mass. On muscle, it improves sarcopenic conditions. However, there is no consistent investigation of a possible action of these substances on bone callus. Thus, the aim of this study was to evaluate the effect of decanoate of nandrolone on fracture healing and bone quality of young adult male Wistar rats. One hundred animals were divided into 04 groups and 02 subgroups (14 and 28 days). A control group consisted of animals without any intervention (n=17). In the second group, a femoral shaft fracture was performed (n=26). In the third group, the animals received only decanoate of nandronole (n=23). In the fourth group, a fracture in the femoral shaft was performed and associated with administration of the same dose of decanoate of nandrolone (n=26). The fracture created in the femur was obtained by closed method and achieved with the aid of a blunt blade guillotine. After that, the fracture was fixed with a 1.0 mm thick Kirschner wire that was inserted into the medullary canal, and the limb was X-rayed in profile. Ten mg/kg of body mass of decanoate of nandrolone was administered intramuscularly, 02 times a week for 14 or 28 days, depending on the subgroup. After euthanasia, the right femurs were dissected and had the length measured. Bone mineral density and bone mineral content were determined by the dual-energy x-ray absorptiometry method (DXA). The mechanical properties maximum force and stiffness were determined by the twopoint bending test. The bone callus was evaluated microscopically in sections stained with hematoxylin and eosin and examined under ordinary light microscope to calculate the volume of bone callus by the morphometric technique. Other sections were stained in picrosirius red and examined under polarized light for quantification of type I collagen. The statistical significance was set at 5%. There was no significant difference between the animals treated and not treated with nandrolone decanoate for bone mass density, bone mineral content, mechanical resistance and type I collagen, both for the intact bone and for the bone callus. However, the body mass was higher in the groups that received nandrolone decanoate, although without statistical significance. The femur length was greater in the 28th day in the group treated with nandrolone decanoate. Callus mass also had significant increase at 28 days for animals that received nandrolone decanoate. Based on the results and under the experimental conditions and methods of evaluation, the decanoate of nandrolone did not cause significant benefit or harmfull effects both on callus and on bone qualities.

A transmissão do ultra-som no organismo humano tem sido objeto de estudos a várias décadas, com a finalidade de promover diagnóstico. Recentemente tem sido usada para avaliar a densidade óssea e poder diagnosticar precocemente o aparecimento da osteoporose e prever o risco de fratura. Nesse trabalho foi desenvolvido um sistema capaz de gerar, receber e amplificar sinais ultra-sônicos para a avaliação da velocidade do som e atenuação em função da freqüência (BUA). A técnica usada foi a de transmissão do sinal ultra-sônico, com acoplamento por gel de ultra-som e por água (tanque acústico), que consiste no uso de dois transdutores, um para transmissão e outro para recepção, sendo a amostra posicionada entre eles. Devido ao alto índice de dispersão nas medidas ultra-sônicas, será buscado um material de referência, o qual deve possuir características tanto de velocidade do som e atenuação em função da freqüência, parecidas com a do osso (calcâneo), que será usado para calibração do equipamento e para o acompanhamento da medida óssea. Foram utilizados os parâmetros ultra-sônicos para avaliação da consolidação óssea (em tíbias de carneiro) em diferentes períodos e nos diversos tipos de fraturas. O sistema foi caracterizado em termos de temperatura e reprodutibilidade utilizando diferentes materiais. Medidas no calcâneo de voluntários, de velocidade e atenuação em função da freqüência, independente de associações patológicas, mostrou resultados compatíveis com os encontrados na literatura. Foram feitas diversas análises, com pequenas mudanças nas condições geométricas, de sinal e freqüência dos transdutores, para observar sua influência sobre as medidas de atenuação e velocidade. Isto com a finalidade de tentar relacionar as variações nas medidas de atenuação obtidas por diferentes autores. / Ultrasound transmission in human bodies has been studied for several decades in order to facilitate diagnosis. It has also been used to evaluate bone density and to diagnose early osteoporosis and future fracture risks. For this study, a system to generate, receive and amplify ultrasonic signs for speed of sound assessment and broad band ultrasound attenuation (BUA) was developed. Transmission of ultrasonic signals was performed by coupling using ultrasound gel and water (acoustic tank) and the sample placed between two transducers, one for transmission and the other for reception. Due to the high rate of the dispersion of ultrasonic measures, some reference material having the characteristics of the speed of sound and broad band ultrasound attenuation, similar to the heel bone that will be used for equipment calibration and follow-up of bone measure will have to be found. Ultrasonic parameters were used to evaluate bone consolidation (tibia of a sheep), in different periods and several kinds of fractures. Temperature and reproducibility using different materials were used to customize the system. Measures of volunteers\'s heel bone speed and broad band ultrasound attenuation showed results consistent with the ones from literature. Several analyses with little changes in geometric, signal and transducer frequency conditions were performed in order to observe their influence on attenuation and speed measures. Those steps were carried out in order to try to relate the variations in attenuation measures to those obtained by other authors.

O objetivo deste trabalho é a investigação da evolução da regeneração óssea de osteotomias em tíbias de carneiro utilizando processamento de imagens. Para isso, foram utilizadas radiografias digitalizadas de 15 animais divididos em 3 grupos, animais sacrificados com 30, 45 e 60 dias. O processo de regeneração da fratura foi feito com o auxílio de fixador flexível, pois este apresenta, tipicamente, uma consolidação indireta com formação de calo ósseo. A avaliação clínica baseia-se na dimensão e na densidade mineral do calo, obtidas por diferentes métodos. Neste trabalho são apresentadas a evolução do tamanho do calo ósseo em relação à largura média do osso na região da fratura e a avaliação de 14 parâmetros de textura, sendo 5 parâmetros de primeira ordem (MEAN, STDEV, KURT, SKEW e ENER) e 9 características de Haralick (ASM, CONT, CORR, IDM, ENT, VAR, DIAGM, SHADE e PROM). O acompanhamento do crescimento do calo seguiu o comportamento descrito na literatura. Os parâmetros de textura cuja performance foi insatisfatória são 6, a saber, ENER, ASM, CONT, IDM, ENT e DIAGM. Outros 6 possuem comportamento distintos. O parâmetro CORR mostra-se útil para separar imagens com definição de imagens ruidosas. Os parâmetros SHADE e PROM demarcam regiões de contorno. Os parâmetros STDEV, KURT e SKEW têm uma similaridade ao longo do tempo e separam a osteotomia da medular nas imagens iniciais. Os valores dos parâmetros MEAN e VAR refletem a calcificação do tecido na região do calo e conseqüentemente, a rigidez do mesmo durante o processo de regeneração. Estes dois parâmetros discretizam a regeneração ao longo do tempo. Os parâmetros de textura podem ser usados como classificadores da regeneração óssea de forma não-invasiva em um sistema automático de classificação. / The present dissertation investigates the evolution characteristics of bone regeneration in goat\'s tibia osteotomies by image processing. Digitized radio-graphs of 13 animals were used. They were divided into three groups sacrificed at 30, 45 and 60 days respectively. The fracture healing was performed with the aid of flexible fixation, which often develops indirect regeneration with bone callus. The clinical evaluation is based on the dimensional and mineral density of bone callus measured by one of the existent methods. The evolution of the bone callus relative to the bone thickness and 14 texture parameters evaluated at the fractured site are presented here. Nine of the parameters are characteristics of Haralick (ASM, CONT, CORR, IDM, ENT, VAR, DIAGM, SHADE and PROM) and the others are first order parameters (MEAN, STDEV, KURT, SKEW and ENER). The bone callus behaves as described in literature. Six texture parameters, ENER, ASM, CONT, IDM, ENT and DIAGM had no relation with regeneration. The CORR parameter experesses the quality of the image. SHADE and PROM parameters mark the ontour of the images. SKEW, KURT and STDEV have a similar behavior once they separete osteotomy from medular in the initial images. The VAR and MEAN parameters show a commom variation among images along the time. This pattern represents the evolution of regeneration and distinguishes bone concentration at osteomotmy site and therefore its rigidity. Texture parameters are capable ofcharacterizing bone regeneration in a noninvasive way for an automatic classification system.