Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2017. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-03-03T19:01:42Z No. of bitstreams: 1 2017_GustavoAdolfoMarcelinodeAlmeidaNunes.pdf: 2967055 bytes, checksum: 8323f546fde9265c097b08fe9f675568 (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-08T21:11:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_GustavoAdolfoMarcelinodeAlmeidaNunes.pdf: 2967055 bytes, checksum: 8323f546fde9265c097b08fe9f675568 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-08T21:11:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_GustavoAdolfoMarcelinodeAlmeidaNunes.pdf: 2967055 bytes, checksum: 8323f546fde9265c097b08fe9f675568 (MD5) / A neuropatia diabética periférica é considerada um problema de saúde pública. Uma das consequências mais importantes desse distúrbio se manifesta, principalmente, devido à associação de danos neurais aos danos vasculares, ocorridos nos membros inferiores, onde os pés são os mais afetados pelos efeitos das distribuições anormais de pressão. O presente estudo visa demonstrar a validade da utilização de palmilhas personalizadas, confeccionadas com látex natural, como uma ferramenta importante na redução da pressão plantar, no tratamento de pacientes com pé diabético, através da caracterização mecânica, química, microscópica e macroscópica das palmilhas confeccionadas. Através desse estudo pretende-se obter uma evolução contínua no processo de confecção das palmilhas, otimizando, assim, a distribuição da pressão plantar em pacientes diabéticos. Os resultados adquiridos serão comparados com dados obtidos por outros autores, com o intuito de discutir as técnicas aplicadas, considerando a grande diversidade de equipamentos e metodologias utilizadas na literatura. A proposta é estabelecer um padrão de confecção das palmilhas, que será formalizada, considerando as características das técnicas e do material utilizado, de modo a definir os benefícios do modelo proposto na prevenção e tratamento do pé diabético. / The diabetic peripheral neuropathy is considered a public health problem, due to the association of neural damage to vascular damage in the lower limbs, in which the feet are susceptible to abnormal weight discharge. This study aims to demonstrate the validity of the use of custom made natural latex insoles as an important tool in reducing plantar pressure in the treatment of patients with diabetic foot, through mechanical, chemical, microscopic and macroscopic characterization of the insoles. A continuous evolution in the manufacture of custom-made insoles process is intended so that the reduction of plantar pressure in diabetic patients is optimized. The results will be compared with data obtained by other authors, in order to discuss the techniques applied, considering the wide variety of equipment and methods used in the literature. The proposal to establish a manufacturing protocol of insoles will be formalized, considering the characteristics of the techniques and materials used in order to define the benefits of the model in the prevention and treatment of diabetic foot.

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-06T16:58:42Z No. of bitstreams: 1 Afrânio Ferreira Evangelista Avaliação...2014.pdf: 2792913 bytes, checksum: 154973247ed482dbfeac342e4b641d7c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-06T17:00:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Afrânio Ferreira Evangelista Avaliação...2014.pdf: 2792913 bytes, checksum: 154973247ed482dbfeac342e4b641d7c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2015-03-06T17:01:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Afrânio Ferreira Evangelista Avaliação...2014.pdf: 2792913 bytes, checksum: 154973247ed482dbfeac342e4b641d7c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-06T17:01:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Afrânio Ferreira Evangelista Avaliação...2014.pdf: 2792913 bytes, checksum: 154973247ed482dbfeac342e4b641d7c (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / O diabetes é uma doença de alta prevalência que, frequentemente, induz o comprometimento do sistema nervoso periférico. Na neuropatia diabética periférica, os sintomas mais encontrados são os sensitivos, no qual a dor neuropática, condição crônica caracterizada por alodinia e hiperalgesia, é a mais debilitante. Esta, prejudica a qualidade de vida do paciente, sendo muitas vezes não responsiva aos métodos farmacológicos convencionais de tratamento. Diante desse panorama, o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas que possuam ação efetiva neste tipo de dor é de grande relevância. O uso da terapia celular no tratamento de lesões do sistema nervoso tem demonstrado resultados promissores e o potencial terapêutico de células-tronco na neuropatia experimental tem sido proposto. Neste estudo, avaliou-se o efeito de células-tronco mesenquimais derivadas da medula óssea (CMsMO) na neuropatia diabética periférica estabelecida em modelo experimental de diabetes induzido por estreptozotocina (ETZ). Quatro semanas após a indução do modelo por ETZ (80 mg/kg; ip; 3 dias consecutivos), os animais receberam uma administração endovenosa de CMsMO (1 x 106) ou veículo. O tratamento com gabapentina (30 mg/kg; v.o. a cada 12 horas durante seis dias consecutivos) foi usado como padrão ouro. Os limiares nociceptivos térmico e mecânico foram avaliados durante todo o período experimental (90 dias), pelos métodos de hargreaves e von Frey. A avaliação da função motora foi realizada pelo teste de rota-rod. Em diferentes tempos e para todos os grupos experimentais, foram realizadas coletas de segmentos da medula espinal (L4-L5) para dosagem de citocinas por ELISA e segmentos do nervo isquiático foram também coletados para avaliação de alterações morfológicas por microscopia óptica e eletrônica de transmissão. Os dados comportamentais demonstraram que o tratamento com CMsMO reduziu a mecanoalodinia e a hipoalgesia térmica, levando os limiares nociceptivos de animais neuropáticos a níveis similares aos de animais não neuropáticos. Do mesmo modo, a administração de CMsMO normalizou a função motora dos animais neuropáticos. Dados de microscopia mostraram que animais neuropáticos apresentaram atrofia axonal, redução do número de fibras mielínicas e aparente redução do numero de fibras amielínicas no nervo isquiático. Animais neuropáticos tratados com CMsMO tiveram menor ocorrência de atrofia axonal e não apresentaram redução do numero de fibras mielínicas ou amielínicas, em relação aos neuropáticos tratados com salina. Além disso, animais neuropáticos tratados com CMsMO apresentaram menores níveis espinais de IL-1β e TNF-α, e maiores de IL-10 e TGF-β, em relação aos animais neuropáticos não tratados. Esse conjunto de resultados indica que CMsMO produzem efeito antinociceptivo duradouro na neuropatia diabética, seguido de modificações no padrão fisiopatológico da doença, o que aponta a terapia celular como uma interessante alternativa para o controle da neuropatia diabética periférica dolorosa. / Diabetes is a highly prevalent disease which frequently compromises the peripheral nervous system. In peripheral diabetic neuropathy, the most frequent symptoms are sensitive, in which the neuropathic pain, chronic condition characterized by allodynia and hyperalgesia, is the most debilitating. Neuropathic pain affects the quality of patients’ lives, and is often not responsive to pharmacological conventional treatment methods. Against this background, the development of new therapeutic approaches that have an effective action in this type of pain is of great importance. The use of cell therapy in the treatment of lesions in the nervous system has shown promising results and the therapeutic potential of stem cells in experimental neuropathy has been proposed. In this study, we evaluated the effect of mesenchymal stem cells derived from bone marrow (CMsMO) in peripheral diabetic neuropathy established in experimental model of streptozotocin (STZ) induced diabetes in mice. Four weeks after the induction of the model by administration of STZ (80 mg/kg, ip; 3 days) the animals received an CMsMO by intravenous administration (1x106) or vehicle. The treatment with gabapentin (30 mg/kg, orally every 12 hours for six days) was used as the gold standard. The thermal and mechanical nociceptive thresholds were assessed throughout the entire experimental period (90 days), using Hargreaves and von Frey methods, respectively. Motor function evaluation of was conducted using the rotarod test. At different times, were analyzes conducted in spinal cord segments (L4-L5) to determine cytokines profile by ELISA. Sciatic nerve segments were also collected for evaluation of morphological changes by optical and electron transmission microscopy. According to the behavioral data, the CMsMO treatment reduced the mecanoalodinia and the thermal hypoalgesia, leading nociceptive thresholds of neuropathic animals to levels similar to those of non-neuropathic animals. Similarly, CMsMO administration normalized motor function of neuropathic animals. Microscopy data demonstrated that neuropathic animals had axonal atrophy and an apparent decrease of the number of myelinated fibers as well a reduction in the number of unmyelinated fibers in the sciatic nerve, but neuropathic animals treated with CMsMO had a lower incidence of axonal atrophy, showed no decrease in the number of myelinated fibers and no apparent decrease in the amount of unmyelinated fibers in relation to neuropathics treated with saline. Furthermore, neuropathic animals treated with CMsMO presented lower levels of spinal IL-1β and higher levels of TNF-α, and IL-10 and TGF-β compared to neuropathic animals that received saline. These data indicate that CMsMO produces a lasting analgesic effect in diabetic neuropathy, followed by changes in the pathophysiological disease pattern, which indicates cell therapy as an interesting alternative for the control of painful peripheral diabetic neuropathy.

A neuropatia periférica (NP) causada por diabetes mellitus é uma das complicações mais comuns do diabetes, atingindo cerca de 50% dos pacientes portadores da doença. Dentre os diversos sintomas da Neuropatia Periférica Diabética (NPD), destaca-se o desenvolvimento de dor crônica, que acomete, principalmente, as extremidades, manifestando-se como respostas exacerbadas para estímulos nocivos (hiperalgesia) e dor em resposta a estímulos leves ou não dolorosos (alodínia). Os tratamentos convencionais disponíveis para a neuropatia em geral, incluindo a dor associada, ainda são inadequados, insatisfatórios e beneficiam apenas uma pequena parcela dos pacientes. Na clínica, o uso de laser de baixa intensidade (LBI) torna-se cada vez mais popular, uma vez que, por promover regeneração nervosa precoce, resulta em significativa melhora das incapacidades motoras e sensitivas geradas por diversos tipos de lesões em nervos periféricos. No entanto, embora os efeitos sejam satisfatórios, os mecanismos pelos quais estes acontecem são ainda desconhecidos. Neste estudo, o efeito da laserterapia (660 nm, 30 mW, 1,6 J/cm2, 15 seg, 0.28 cm2) no tratamento da dor induzida por NPD e danos nos nervos periféricos foram avaliados em um modelo experimental de neuropatia diabética induzida por estreptozotocina em camundongos. O LBI induziu antinocicepção em camundongos com dor neuropática dependente da liberação central de opióides. Após 21 aplicações consecutivas, o LBI aumentou os níveis do fator de crescimento do nervo (NGF) e induziu a recuperação estrutural, aumentando o conteúdo mitocondrial e regulando a proteína Parkin no nervo isquiático de camundongos com NPD. Em conjunto, esses dados fornecem novos esclarecimentos sobre os mecanismos envolvidos na laserterapia, enfatizando seu potencial terapêutico no tratamento da NPD. / Peripheral neuropathy (PN) caused by diabetes mellitus is one of the most common complications of diabetes, affecting about 50% of patients. Among the many symptoms of Diabetic Peripheral Neuropathy (DPN), stands out the development of chronic pain, which affects mainly the extremities, presenting itself as exacerbated responses to noxious stimuli (hyperalgesia) and as pain in response to light or not painful stimuli (allodynia). Conventional treatments available for neuropathy, including the associated pain, are still inadequate, unsatisfactory and benefit only a small number of patients. In clinical practice, the low level laser therapy (LLLT) becomes increasingly popular, once it promotes early nerve regeneration, resulting in significant improvement of motor and sensory disabilities caused by various types of lesions in peripheral nerves. Although the effects are satisfactory, the mechanisms by which these effects occur are still unknown. In this study, the effects of lasertherapy (660 nm, 30 mW, 1.6 J/cm2, 15 sec, 0.28 cm2) on the treatment of DPN-induced pain and nerve damage was assessed in an experimental model of streptozotocin - induced diabetic neuropathy in mice. LLLT induced antinociception in neuropathic pain-mice dependent on the central release of opioids. After 21 consecutive applications, LLLT increased nerve growth factor (NGF) levels and induced structural recovery, increasing mitochondrial content and regulating Parkin in the sciatic nerve of mice with DPN. Together, these data provide further insights into the mechanisms involved in lasertherapy, emphasizing its therapeutic potential in the treatment of DPN.

A investigação de parâmetros biomecânicos no movimento humano tem trazido importantes discussões sobre a função do sistema músculo-esquelético e o controle deste movimento. O andar humano é um dos comportamentos motores mais investigados pela biomecânica e seus aspectos mecânicos contribuem de forma a caracterizar, identificar e intervir em situações patológicas. A investigação de parâmetros dinâmicos, cinemáticos e eletromiográficos na marcha patológica pode beneficiar de forma significativa a compreensão dos mecanismos de controle do andar e as alterações compensatórias geradas, assim como contribuir nas intervenções terapêuticas e preventivas em sujeitos portadores de alguma doença que acometa o sistema músculo-esquelético. No presente estudo, buscou-se descrever e interpretar, sob a perspectiva da biomecânica, o andar em cadência auto-selecionada de sujeitos diabéticos neuropatas em esteira rolante, considerando os parâmetros dinâmicos, temporais, espaciais e eletromiográficos durante a fase de apoio. Investigou-se também aspectos sensoriais plantares e motores a fim de caracterizar os sujeitos neuropatas e controles estudados. Valores da sensibilidade somatossensorial e limiares de tolerância à dor nos sujeitos diabéticos neuropatas apresentaram significativamente maiores em relação ao grupo de sujeitos controle estudado, valores considerados fora do padrão de normalidade esperado. A cadência autoselecionada e a velocidade obtida na esteira rolante foram significativamente menores durante o andar dos neuropatas em relação aos sujeitos controle. Os tempos de apoio simples, duplo, comprimento da passada e do passo durante a marcha nos sujeitos diabéticos neuropatas apresentaram-se significativamente maiores em relação ao grupo controle. Foram observados menores picos de força vertical nos sujeitos neuropatas e menores deflexões da força vertical, conseqüências secundárias da estratégia de redução da velocidade do andar em neuropatas que buscam um padrão mais conservativo e estável do seu andar. As respostas eletromiográficas dos músculos da perna e coxa apresentaram-se com menores magnitudes e com picos de ativação atrasados em relação ao padrão normal de recrutamento, especialmente o m. tibial anterior bilateralmente nos neuropatas. Interpreta-se tal fato como uma provável alteração no mecanismo de controle central e/ou periférico da marcha em sujeitos diabéticos neuropatas decorrente dos déficits sensoriais periféricos e motores conseqüentes da doença investigada. O mecanismo de redução de choques na marcha apresentou-se de forma ineficiente em função das respostas atrasadas eletromiográficas tanto de m. vasto lateral, quanto de m. tibial anterior. Conclui-se que a neuropatia diabética periférica acomete não só respostas somatossensoriais e motoras periféricas mas também mecanismos intrínsecos de controle modificando a eficiência do tornozelo em seu papel na marcha, comprometendo desta forma alguns dos principais requisitos para o andar que são a progressão e o equilíbrio / Biomechanical investigation of the human movement has been bringing important discussions about the musculoskeletal system functions and the control of movement. The human walking is one of the most studied motor behaviors and its mechanical aspects contribute to characterize, identify, and intervene in pathological conditions. Dynamic, kinematic, and electromyographic analyses of pathological gait can significantly help the comprehension of the control mechanism of gait and its compensatory alterations. These analyses can also contribute to therapeutic and preventive interventions in patients whose walking behavior is altered due to some disease that accomplish the neuromotor system. In the present study, we described and interpreted self-cadence walking in a treadmill of neuropathic diabetic subjects under biomechanical considerations, such as dynamic, temporal, spatial, and electromyographic analysis during stance phase. We also studied sensorial and motor aspects in order to characterize the neuropathic and control subjects. The somatossensorial responses and pain tolerance threshold in the neuropathic subjects were significantly higher and considered away from the normal patterns. The self-cadence and the treadmill velocity were significantly lower in neuropathic gait. Single and double stance time, stride and step length were significantly higher during neuropathic gait. The neuropathic subjects showed lower vertical force peaks and lower deflections of vertical force and those findings were secondary consequences of the conservative strategy of lowering the gait velocity adopted by the neuropathic in order to reach a more stable locomotor pattern. The electromyographic responses of the thigh and leg muscles in neuropathic subjects showed lower magnitudes and were delayed comparing to the normal recruitment pattern, specially the anterior tibialis muscle right and left. These findings lead us to conclude that probably central and/or peripheral control mechanisms of the gait of neuropathic diabetic patients are altered due to somatossensorial and motor deficits. The mechanism of load reduction during walking was considered inefficient because of the activation delay of the lateral vastus and anterior tibialis muscles. We conclude that the peripheral diabetic neuropathy damages not only somatossensorial and motor sources but also intrinsic mechanisms of motor control leading to alterations in the ankle efficiency in gait. This resulting distal inefficiency compromises some of the principal requirements to gait, which are progression and balance

A investigação de parâmetros biomecânicos no movimento humano tem trazido importantes discussões sobre a função do sistema músculo-esquelético e o controle deste movimento. O andar humano é um dos comportamentos motores mais investigados pela biomecânica e seus aspectos mecânicos contribuem de forma a caracterizar, identificar e intervir em situações patológicas. A investigação de parâmetros dinâmicos, cinemáticos e eletromiográficos na marcha patológica pode beneficiar de forma significativa a compreensão dos mecanismos de controle do andar e as alterações compensatórias geradas, assim como contribuir nas intervenções terapêuticas e preventivas em sujeitos portadores de alguma doença que acometa o sistema músculo-esquelético. No presente estudo, buscou-se descrever e interpretar, sob a perspectiva da biomecânica, o andar em cadência auto-selecionada de sujeitos diabéticos neuropatas em esteira rolante, considerando os parâmetros dinâmicos, temporais, espaciais e eletromiográficos durante a fase de apoio. Investigou-se também aspectos sensoriais plantares e motores a fim de caracterizar os sujeitos neuropatas e controles estudados. Valores da sensibilidade somatossensorial e limiares de tolerância à dor nos sujeitos diabéticos neuropatas apresentaram significativamente maiores em relação ao grupo de sujeitos controle estudado, valores considerados fora do padrão de normalidade esperado. A cadência autoselecionada e a velocidade obtida na esteira rolante foram significativamente menores durante o andar dos neuropatas em relação aos sujeitos controle. Os tempos de apoio simples, duplo, comprimento da passada e do passo durante a marcha nos sujeitos diabéticos neuropatas apresentaram-se significativamente maiores em relação ao grupo controle. Foram observados menores picos de força vertical nos sujeitos neuropatas e menores deflexões da força vertical, conseqüências secundárias da estratégia de redução da velocidade do andar em neuropatas que buscam um padrão mais conservativo e estável do seu andar. As respostas eletromiográficas dos músculos da perna e coxa apresentaram-se com menores magnitudes e com picos de ativação atrasados em relação ao padrão normal de recrutamento, especialmente o m. tibial anterior bilateralmente nos neuropatas. Interpreta-se tal fato como uma provável alteração no mecanismo de controle central e/ou periférico da marcha em sujeitos diabéticos neuropatas decorrente dos déficits sensoriais periféricos e motores conseqüentes da doença investigada. O mecanismo de redução de choques na marcha apresentou-se de forma ineficiente em função das respostas atrasadas eletromiográficas tanto de m. vasto lateral, quanto de m. tibial anterior. Conclui-se que a neuropatia diabética periférica acomete não só respostas somatossensoriais e motoras periféricas mas também mecanismos intrínsecos de controle modificando a eficiência do tornozelo em seu papel na marcha, comprometendo desta forma alguns dos principais requisitos para o andar que são a progressão e o equilíbrio / Biomechanical investigation of the human movement has been bringing important discussions about the musculoskeletal system functions and the control of movement. The human walking is one of the most studied motor behaviors and its mechanical aspects contribute to characterize, identify, and intervene in pathological conditions. Dynamic, kinematic, and electromyographic analyses of pathological gait can significantly help the comprehension of the control mechanism of gait and its compensatory alterations. These analyses can also contribute to therapeutic and preventive interventions in patients whose walking behavior is altered due to some disease that accomplish the neuromotor system. In the present study, we described and interpreted self-cadence walking in a treadmill of neuropathic diabetic subjects under biomechanical considerations, such as dynamic, temporal, spatial, and electromyographic analysis during stance phase. We also studied sensorial and motor aspects in order to characterize the neuropathic and control subjects. The somatossensorial responses and pain tolerance threshold in the neuropathic subjects were significantly higher and considered away from the normal patterns. The self-cadence and the treadmill velocity were significantly lower in neuropathic gait. Single and double stance time, stride and step length were significantly higher during neuropathic gait. The neuropathic subjects showed lower vertical force peaks and lower deflections of vertical force and those findings were secondary consequences of the conservative strategy of lowering the gait velocity adopted by the neuropathic in order to reach a more stable locomotor pattern. The electromyographic responses of the thigh and leg muscles in neuropathic subjects showed lower magnitudes and were delayed comparing to the normal recruitment pattern, specially the anterior tibialis muscle right and left. These findings lead us to conclude that probably central and/or peripheral control mechanisms of the gait of neuropathic diabetic patients are altered due to somatossensorial and motor deficits. The mechanism of load reduction during walking was considered inefficient because of the activation delay of the lateral vastus and anterior tibialis muscles. We conclude that the peripheral diabetic neuropathy damages not only somatossensorial and motor sources but also intrinsic mechanisms of motor control leading to alterations in the ankle efficiency in gait. This resulting distal inefficiency compromises some of the principal requirements to gait, which are progression and balance