Um tema relevante de pesquisa em pneumologia atualmente é a contratilidade de via aérea, e como a mesma é modulada por estímulos mecânicos e farmacológicos. De modo a contribuir com este campo de pesquisa, este projeto tem por objetivo a execução de medições de grandezas associadas à mecânica respiratória de vias aéreas isoladas in vitro para avaliar sua resposta a estímulos externos como alterações de pressão transmural, estiramento, poluentes e drogas. Para tal finalidade, foi integrada uma nova instrumentação de processamento de imagens e condicionamento/estimulação de tecidos aos equipamentos já em uso em diversas pesquisas pelo Laboratório de Engenharia Biomédica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Este ambiente foi testado em corpos de prova; foi avaliado o efeito da pressão transmural na mecânica de traqueias e o ambiente foi utilizado na análise do efeito de bronco-constritores na mecânica respiratória de traqueias decelularizadas (utilizadas em transplante traqueal). Os testes em corpos de prova demonstraram a capacidade do ambiente em executar as medidas de interesse; os estudos com pressão transmural quantificaram a expansão das paredes da traqueia com o incremento da pressão interna e os estudos com traqueias decelularizadas mostram que as mesmas não respondem a broncoconstritores, ao contrário de traqueias normais que apresentaram indícios de contração. Desta forma, o ambiente foi capaz de realizar pesquisas de contratilidade de via aérea, demonstrando indícios da insensibilidade de traqueias decelularizadas a bronco-constritores. / Currently, a relevant field in the research of pulmonology is the contractibility of airways, and their modulation through mechanical and pharmacological stimuli. In order to contribute to this research, the goal of this project is to execute measurements of respiratory mechanic indicators to assess the behavior of isolated airways in vitro to external stimuli such as modifications in transmural pressure, dynamic stretching, pollution and drugs. For this purpose a new image processing and tissue conditioning/stimulation environment was integrated with the existing instrumentation already in use by the Biomedical Engineering Laboratory in the Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. The environment was tested in tubular structures mimicking airways, the effect of transmural pressure in the respiratory mechanics of trachea was assessed and the environment was used in the research of the effect that bronchoconstrictor drugs have on the respiratory mechanics of decellularized tracheas (used in tracheal transplants). The tests in tubular structures proved the environments capacity to execute the desired measurements; the expansion of the tracheal walls with the rise of internal pressure was quantified and the experiments with decellularized tracheas show that they are not responsive to bronchoconstrictor durgs, opposite to normal tracheas that presented evidences of contraction. The environment succeeded in the execution of research of airway contractibility and demonstrated evidences of insensitivity of decellularized trachea to bronchoconstrictor drugs.

Um tema relevante de pesquisa em pneumologia atualmente é a contratilidade de via aérea, e como a mesma é modulada por estímulos mecânicos e farmacológicos. De modo a contribuir com este campo de pesquisa, este projeto tem por objetivo a execução de medições de grandezas associadas à mecânica respiratória de vias aéreas isoladas in vitro para avaliar sua resposta a estímulos externos como alterações de pressão transmural, estiramento, poluentes e drogas. Para tal finalidade, foi integrada uma nova instrumentação de processamento de imagens e condicionamento/estimulação de tecidos aos equipamentos já em uso em diversas pesquisas pelo Laboratório de Engenharia Biomédica da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Este ambiente foi testado em corpos de prova; foi avaliado o efeito da pressão transmural na mecânica de traqueias e o ambiente foi utilizado na análise do efeito de bronco-constritores na mecânica respiratória de traqueias decelularizadas (utilizadas em transplante traqueal). Os testes em corpos de prova demonstraram a capacidade do ambiente em executar as medidas de interesse; os estudos com pressão transmural quantificaram a expansão das paredes da traqueia com o incremento da pressão interna e os estudos com traqueias decelularizadas mostram que as mesmas não respondem a broncoconstritores, ao contrário de traqueias normais que apresentaram indícios de contração. Desta forma, o ambiente foi capaz de realizar pesquisas de contratilidade de via aérea, demonstrando indícios da insensibilidade de traqueias decelularizadas a bronco-constritores. / Currently, a relevant field in the research of pulmonology is the contractibility of airways, and their modulation through mechanical and pharmacological stimuli. In order to contribute to this research, the goal of this project is to execute measurements of respiratory mechanic indicators to assess the behavior of isolated airways in vitro to external stimuli such as modifications in transmural pressure, dynamic stretching, pollution and drugs. For this purpose a new image processing and tissue conditioning/stimulation environment was integrated with the existing instrumentation already in use by the Biomedical Engineering Laboratory in the Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. The environment was tested in tubular structures mimicking airways, the effect of transmural pressure in the respiratory mechanics of trachea was assessed and the environment was used in the research of the effect that bronchoconstrictor drugs have on the respiratory mechanics of decellularized tracheas (used in tracheal transplants). The tests in tubular structures proved the environments capacity to execute the desired measurements; the expansion of the tracheal walls with the rise of internal pressure was quantified and the experiments with decellularized tracheas show that they are not responsive to bronchoconstrictor durgs, opposite to normal tracheas that presented evidences of contraction. The environment succeeded in the execution of research of airway contractibility and demonstrated evidences of insensitivity of decellularized trachea to bronchoconstrictor drugs.