Year 2019, football, rugby, netball and skiing had most occurring ACL injuries, listed by United Kingdom National Ligament Report (NLR). The standard procedure treatment of complete laceration of the ACL, is performed by tissue autograft implantation designed from a patellar tendon, for replacement of damaged tissue using orthopaedic surgery. The aim of this thesis is to design and fabricate an ACL graft, attempting to mimic the natural ACL, for the purpose of tissue reconstruction. The desired graft analogues exhibited properties imitating native connective tissue, reducing pain through drug delivery with great biocompatibility and enhance suture mechanical strength. Various biomaterials were implemented into this study, utilising strategies; polymer solution fabrication, electrospinning, hydrogel synthesis, mechanical braiding and graft assembly to fabricate an ACL graft. The polymeric material poly (E- caprolactone) (PCL) was researched, utilising its ability to fabricate scaffolds. Results showed, three analogue ACL grafts (Braided PCL-BP, Braided PCL + Hydrogel-BPH & Braided PCL + Sutures-BPS) created utilising the properties of braiding, hydrogels and sutures, ultimately improving the versatility of electrospinning for tissue engineering and reconstruction. Graft analogues were tested and compared against patellar tendons producing similar tensile properties. Poly vinyl alcohol (PVA) hydrogels successfully held ibuprofen, revealing drug delivery characteristics, polyester threads improved mechanical properties of electrospun grafts and dry degradation showed that PCL did not lose significant mass over two months. Conclusion, tensile strength of patella tendon was 395x, 790x & 56x of analogue grafts (BP, BPH & BPS) respectively, having potential for improvement of tensile parameters for ligament reconstruction.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The upper limbs are constituted by the shoulder, arm, forearm and hand. The shoulder consists of the sternoclavicular, acromioclavicular and shoulder joints. The acromioclavicular joint is stabilized by ligaments and deltoid and trapezius muscles. The ligaments which constitute this joint are the acromioclavicular, coracoacromial and coracoclavicular, which is divided into trapezoid and conoid. The joint can be injured due to the direct fall on shoulder or on extended upper limb and are common in sports with hard contact. The acromioclavicular dislocation is classified into different types and there are specific treatments for each one. The Weaver-Dunn technique is one of the most common and consists in removing the intact coracoacromial ligament of the acromion, followed by its direct attachment to the structure of the clavicle. This technique has disadvantages when compared with others that do not require the transfer of the ligament. This occurs because it is an invasive procedure, require longer surgical time and require a longer period of healing. In this study, the techniques of Weaver-Dunn and coracoclavicular sling were evaluated. In both procedures, sutures are used to replace the coracoclavicular ligaments that have been injured. The analysis of the influence of coracoacromial ligament transfer was performed using three-dimensional models by the finite element method. Here is also investigated the tensile strength of some commercial sutures. Sutures composed by polyblend, as Fiberwire® and HiFi®, showed higher tensile strength than polyester sutures, as Ethibond®. In intact acromioclavicular joint, considering the proposed conditions, the trapezoid ligament showed higher stress values. The distance between the clavicle and the coracoid process showed similar behavior among the techniques evaluated. Thus, considering the simplifications of the models, it was concluded that there would not be a positive influence in the implementation of the transfer of the coracoacromial ligament to stabilize the acromioclavicular joint. To verify the results of this study, it is important the development of new numerical models and clinical research related to surgical techniques assessed. / Os membros superiores são constituídos pelo ombro, o braço, o antebraço e a mão. O ombro é composto pelas articulações esternoclavicular, acromioclavicular e do ombro. A articulação acromioclavicular se estabiliza através dos ligamentos e dos músculos deltóide e trapézio. Os ligamentos que constituem a articulação são o acromioclavicular, o coracoacromial e os coracoclaviculares, trapezóide e conóide. As lesões mais comuns ocorrem devido à queda sobre o ombro ou sobre o membro superior estendido, sendo comuns em esportes de contato. A luxação acromioclavicular é classificada em diferentes tipos e existem tratamentos específicos para cada um deles. A técnica de Weaver-Dunn é uma das mais utilizadas e consiste na retirada do ligamento coracoacromial intacto do acrômio, seguida pela sua fixação direta na estrutura da clavícula. Essa técnica apresenta desvantagens em relação a outras que não necessitam da transferência do ligamento, por ser um procedimento invasivo, demandar maior tempo cirúrgico e necessitar de um maior período de cicatrização. Nesse estudo, foram avaliadas as técnicas de Weaver-Dunn e dos amarrilhos coracoclaviculares. Em ambos os procedimentos, usam-se os fios de sutura para substituir os ligamentos coracoclaviculares rompidos. Analisou-se a influência da transferência do ligamento coracoacromial através de modelos tridimensionais de elementos finitos. Além disso, verificou-se a resistência à tração de alguns fios de sutura comerciais. Os fios constituídos de polimistura, como o FiberWire® e o HiFi®, apresentaram maiores valores de resistência à tração do que os fios de poliéster, como o Ethibond®. Para as condições propostas, o ligamento trapezóide apresentou os maiores níveis de tensão na articulação acromiclavicular intacta. A distância entre a clavícula e o processo coracóide apresentou comportamento semelhante entre as técnicas avaliadas. Assim, considerando as simplificações dos modelos, conclui-se que não há influência positiva na realização da transferência do ligamento coracoacromial para a estabilização da articulação acromioclavicular. Para a comprovação dos resultados deste estudo, é importante a realização de novas modelagens numéricas e pesquisas clínicas relacionadas com as técnicas cirúrgicas abordadas. / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-10-04T19:49:28Z No. of bitstreams: 1 giovannicerronejunior.pdf: 817886 bytes, checksum: 0fa932ad0501da4870ddd992b78ab4e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-10-05T10:52:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 giovannicerronejunior.pdf: 817886 bytes, checksum: 0fa932ad0501da4870ddd992b78ab4e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T10:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 giovannicerronejunior.pdf: 817886 bytes, checksum: 0fa932ad0501da4870ddd992b78ab4e1 (MD5) Previous issue date: 2010-07-30 / Este estudo qualiquantitativo observacional transversal avaliou e comparou a densidade mineral das suturas palatina mediana e zigomaticomaxilar em diferentes faixas etárias por meio de tomografia computadorizada de feixe cônico. Foram analisadas imagens de 72 exames do crânio de indivíduos na faixa etária entre 10 a 40 anos, sem qualquer tipo de malformação ou patologia óssea e que não tivessem passado por tratamento ortodôntico ou ortopédico dos maxilares. As imagens foram divididas em grupos etários: grupo 1 – de 10 a 15 anos; grupo 2 – de 16 a 20 anos; grupo 3 – de 21 a 25 anos; grupo 4 – de 26 a 30 anos; grupo 5 – de 31 a 35 anos e; grupo 6 – de 36 a 40 anos. A sutura palatina mediana foi avaliada em cortes axiais da imagem tomográfica e a sutura zigomaticomaxilar por meio da reconstrução panorâmica. Para calibração do operador foi realizado o erro de método pelo teste de correlação de Pearson e a análise de variância (ANOVA) (p = 0,018). Na obtenção dos resultados foi aplicado o teste de Kolmogorov-Smirnov e a prova de Levenne com nível de significância de 5%. Quanto ao gênero, não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes entre indivíduos nos parâmetros avaliados. Os valores de densidade nas regiões de interesse das suturas zigomaticomaxilares direita e esquerda foram estatisticamente maiores do que os valores de densidade nas mesmas regiões da sutura palatina mediana nos grupos 3, 4, 5 e 6 (p < 0,001). Em todos os sítios suturais das imagens tomográficas avaliadas, tanto na sutura palatina mediana quanto nas suturas zigomaticomaxilares direita e esquerda, a densidade mineral sutural foi inferior à densidade da região óssea adjacente, sugerindo que um típico processo de ossificação não ocorreu nestas suturas. A sutura palatina mediana mostrou baixos valores de densidade, em comparação com a sua área óssea adjacente, em todas as idades avaliadas, o que parece ser condizente com suas funções. Os altos índices de densidade encontrados nas suturas zigomaticomaxilares dos indivíduos com idades entre 20 e 40 anos, em comparação com os valores vistos na sutura palatina mediana, sugerem que este pode ser um dos fatores que alteram o comportamento clínico das maxilas frente à expansão maxilar conservadora em adultos. / This cross-sectional observational qualiquantitative study evaluated and compared the mineral density in midpalatal and zigomatic-maxilar sutures in different ages using cone beam computerized tomography. It was analyzed 72 cone beam computerized tomography skull exams from individuals within 10 and 40 years old, without any kind of malformation or bone pathology and that had never been submitted to orthodontic or maxillary orthopedic treatment. Images were separated in age groups: group 1 – from 10 to 15 years; group 2 – from 16 to 20 years; group 3 – from 21 to 25 years; group 4 – from 26 to 30 years; group 5 – from 31 to 35 years; and, group 6 – from 36 to 40 years. Midpalatal suture was analyzed in axial section and zigomatico-maxilar suture by panoramic reconstruction in all individuals. To calibrate de operator it was used Pearson’s correlation test and variance analysis (ANOVA) (p = 0,018). In order to obtain the results it was applied the Kolmogorov-Smirnov test and the Levenne test using 5% significance level. Regarding gender, it was not found statistically significant differences between individuals in the evaluated parameters. Density values in interest regions of right and left zigomatic-maxilar sutures were statistically higher than density values in the same regions of the midpalatal suture in groups 3, 4, 5 and 6 (p < 0,001). In all sutural sites of the images analyzed, both in midpalatal suture and in right and left zigomatic-maxilar sutures, sutural mineral density was inferior to adjacent bone area density, suggesting that a typical ossification process have not occurred. Midpalatal suture showed low density values, comparing to adjacent bone areas, in all ages evaluated, which seems consistent with its functions. High rates of density found in zigomatic-maxilar sutures of the tomographic images of individuals between 20 and 40 years old, comparing to values seen in the midpalatal suture, suggests that it may be one of the factors that change the clinical behavior of the upper jaws during conservative maxillary expansion in adults.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Gabriela_Uchoa.pdf: 897498 bytes, checksum: 9761f9b1b5b6c7f028d1d5674bbaa4d8 (MD5) Previous issue date: 2009-02-06 / Urinary disorders are an important discovery in the ileocystoplasties, especially uroliths and bladder crystals, and are partially related to the kind of material used the in suture itself. The purpose of this study is to verify if there are differences regarding the formation of uroliths or bladder crystals after dogs ileocystoplasties practices involving sutures using unabsorbed titanium staples and sutures with polyglatine 910, observing the impact of the procedure in the renal function, modifications in the urinary constituents and differences in the surgery time duration between the groups. For that, two experimental groups of animals, each one with six, have been considered. In one group it has been used a polyglactin 910 suture thread (group A) and in the other, a titanium stapler (group B). In each animal of both groups there was selected a terminal ileac segment with approximately 5 cm for bladder augmentation. In group A, a suture of the detubularized ileum segment in bladder was executed using a polyglactin 910. In group B, the bladder augmentation with the selected ileac segment was done by linear cutter stapler using titanium staples. It was observed the presence of struvite crystals in both groups, in 11 animals of the experiment. In group A the operation duration was longer if compared to group B . It was also observed the formation of urinary mucus in great quantity in all animals in the post-operation first days. It was confirmed the formation of calculi in two animals, one in each experimental group, but in the group A animal the calculi was free from lumen and in the group B animal the stone was adhered to the stapling zone, attached to a staple that got exposed to direct contact with the urine. In the parameters verified in the urinalysis, urea and seric creatinine there was no sign of renal alteration and in the verification of blood count, no alterations were noticed or considered significant. It was possible to conclude that no significant differences were observed between the groups as for the formation of urinary stones and crystals in ileocystoplasties after 100 days. If compared to group B , Group A presented a longer operation and there were not evidences of alteration in the renal function in any phase of the experiment in both groups / Alterações urinárias são um importante achado nas ileocistoplastias, sobretudo os urólitos e a cristalúria, e em parte estão relacionados ao tipo de material de sutura envolvido neste procedimento. O objetivo deste estudo foi verificar se existe diferença na formação de urólitos ou cristalóides urinários após ileocistoplastias em cães, realizadas por meio de sutura com grampos inabsorvíveis de titânio e sutura com poliglactina 910, observando o impacto do procedimento na função renal, alterações nos constituintes urinários e a diferença de tempo cirúrgico entre os grupos. Utilizou-se dois grupos experimentais com seis animais cada, um com fio de poliglactina 910 para a sutura da ileocistoplastia (grupo A), e outro usando grampos de titânio (grupo B). Em cada animal foi selecionado um segmento de aproximadamente 5 cm de íleo terminal para ampliação vesical. No grupo A realizou-se a sutura do segmento ileal detubulizado na bexiga com fio de poliglactina 910. No grupo B foi realizada a ampliação vesical com o segmento ileal selecionado com auxílio de grampeador linear cortante para detubulização e sutura grampos de titânio. Observou-se a presença de cristais de estruvita em 11 animais de ambos os grupos do experimento. No grupo A o tempo operatório foi maior se comparado ao grupo B . Foi possível observar a formação de grande quantidade de muco na urina de todos os animais já nos primeiros dias de pós-operatório. Verificou-se a formação de cálculos em dois animais, um de cada grupo experimental, sendo que no grupo A o cálculo estava livre no lúmen e no grupo B o cálculo estava aderido à zona de grampeamento, ligado a um grampo em contato direto com a urina. Dentro dos parâmetros avaliados na urinálise, uréia e creatina séricas, não houve qualquer sinal de alteração renal e nas avaliações de hemograma não foram percebidas alterações significativas. Foi possível concluir que não houve diferenças significativas entre os grupos quanto à formação de cristais urinários e urólitos após 100 dias das ileocistoplastias, o grupo A apresentou maior tempo cirúrgico se comparado ao grupo B e não houve evidências de alteração na função renal em nenhuma fase do experimento em ambos os grupos.