Avaliação do
Você é humano?
8
5
=
Denunciar conteúdo impróprio
Atenção: Todas as denúncias são sigilosas e sua identidade será preservada.
Os campos nome e e-mail são de preenchimento opcional
Dinâmica de populações celulares e farmacocinética : um modelo integrado para o remodelamento ósseo
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/62781
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Hecke, Mildred Ballin, 1956- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Mercuri, Emílio Graciliano Ferreira, 1985- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia | - |
| Autor(es): dc.creator | Bahia, Miguel Tobias, 1973- | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2020-01-31T13:07:32Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2020-01-31T13:07:32Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2019-09-03 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2019-09-03 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2019 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://hdl.handle.net/1884/62781 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/62781 | - |
| Descrição: dc.description | Orientador: Mildred Ballin Hecke | - |
| Descrição: dc.description | Coorientador: Emílio Graciliano Ferreira Mercuri | - |
| Descrição: dc.description | Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa : Curitiba, 28/02/2019 | - |
| Descrição: dc.description | Inclui referências: p. 197-214 | - |
| Descrição: dc.description | Área de concentração: Mecânica Computacional | - |
| Descrição: dc.description | Resumo: O osso adapta continuamente sua microarquitetura, repara microdanos e preserva sua integridade estrutural e bioquimica no processo de remodelamento osseo. No nivel tecidual, tal processo envolve a acao orquestrada de celulas osseas como os osteoblastos e osteoclastos, e mediadores bioquimicos, tais como o trinomio RANK-RANKL-OPG, o paratormonio, fatores de crescimento, prostaglandina, e outros. Desequilibrios no processo natural de remodelamento osseo remetem a doencas como a osteoporose, a osteopenia e a doenca de Paget. Neste trabalho, e desenvolvido um modelo matematico para o remodelamento osseo baseado no comportamento das populacoes celulares osseas, integrando o efeito de medicacao antireabsortiva e estimulos mecanobiologicos. Um modelo farmacocinetico baseado em fisiologia fornece a concentracao do medicamento nos orgaos e tecidos do corpo humano. O tecido osseo e modelado por 4 compartimentos representando a superficie e a matriz ossea para os ossos cortical e trabecular. A concentracao do medicamento no osso alimenta uma funcao reguladora que modifica a dinamica das populacoes celulares osseas, regida aqui por um sistema de equacoes diferenciais ordinarias. Adota-se como estimulo mecanico, a densidade de energia de deformacao avaliada na microescala, mediante tecnicas da micromecanica do continuo. A simulacao numerica e realizada em um modelo de elementos finitos especifico do paciente construido a partir de imagens de tomografia computadorizada (TC). Tal modelo incorpora as caracteristicas individualizadas de geometria, distribuicao nao-homogenea de propriedades materiais e de condicoes de contorno do paciente em estudo. Um mapeamento da distribuicao nao-homogenea de propriedades materiais isotropicas extraida das imagens de TC alimentou o modelo material de elementos finitos. As imagens medicas utilizadas na simulacao foram de um femur com fratura atipica na regiao subtrocanterica associada ao uso prolongado de bisfosfonato. Os sistemas de equacoes diferenciais para os modelos farmacologico e de populacoes celulares, a reconstrucao por imagens, o mapeamento de propriedades materiais e a analise por elementos finitos foram implementados no Matlab e o pos-processamento realizado no Paraview. O procedimento de reconstrucao baseado em imagens e a analise por elementos finitos do osso fraturado implementados na pesquisa oferecem uma maneira inovadora de analisar fraturas buscando recuperar o estado do material anterior a falha. A simulacao numerica do modelo proposto, incluindo a regulacao farmacologica, resultou em um aumento na fracao de volume osseo, no biomarcador para a densidade de massa ossea, e tambem em um espessamento do osso cortical, principalmente na regiao diafisaria, indicando que o modelo captura razoavelmente bem o comportamento adaptativo do osso em resposta aos estimulos farmacologico e mecanobiologicos. Entretanto, o metodo ainda requer significativa intervencao e expertise do usuario, limitando sua incorporacao na rotina clinica. Palavras-chave: Remodelamento osseo. Farmacocinetica. Elementos finitos. Fratura atipica. Osteoporose. | - |
| Descrição: dc.description | Abstract: Bone has its microarchitecture continuously adapted, microdamages repaired and structural and biochemical integrity preserved through a process of bone remodeling. At the tissue level, this process involves the orchestrated action of bone cells such as osteoblasts and osteoclasts, and biochemical mediators such as the RANK-RANKL-OPG trinomium, parathormone, growth factors, prostaglandin, among others. Imbalances in the natural bone remodeling process commonly lead to diseases such as osteoporosis, osteopenia, and Paget's disease. Here we develop a mathematical model for the bone remodeling based on the behavior of bone cells populations, integrating the effect of antiresorptive medication and mechanobiological stimuli. A Physiologically Based Pharmacokinetics model (PBPK) provides the drug concentration in the organs and tissues of the human body. The bone tissue is modeled as 4 compartments that represent the surface and the bone matrix of the cortical and trabecular bones. The drug concentration in the bone feeds a regulatory function that modifies the dynamics of the bone cells populations, governed here by a system of ordinary differential equations. As a mechanical stimulus, the strain energy density evaluated at the microscale was determined by a homogenization procedure from the micromechanics of the continuum. Numerical simulation is performed in a patient-specific finite element model constructed from computed tomography (CT) medical images. The model incorporates the individualized characteristics of geometry, non-homogeneous distribution of material properties and boundary conditions of the patient. A mapping of the nonhomogeneous distribution of isotropic material properties extracted from the CT images fed the finite element material model. The image used in the simulation presented a femur with characteristics of an atypical fracture in the subtrochanteric region associated with the prolonged use of bisphosphonate. Differential equation systems for the pharmacological and cell population models, image reconstruction, material property mapping and finite element analysis were implemented in Matlab and post-processing was performed in Paraview. The image-based reconstruction procedure and the finite element analysis of the fractured bone offer an innovative way of analyzing fractures and recover the state of the material before the failure. The numerical simulation of the proposed model including pharmacological regulation resulted in an increase in bone volume fraction, in the biomarker for bone mass density, and also in thickening of the cortical bone, especially in the diaphyseal region, indicating that the model captures reasonably well the adaptive behavior of the bone in response to pharmacological and mechanobiological stimuli. However, the method still requires significant intervention and expertise of the user, limiting its incorporation into clinical routine. Keywords: Bone remodeling. Pharmacokinetics. Finite elements. Atypical fracture. Osteoporosis | - |
| Formato: dc.format | 214 p. : il. (algumas color.). | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Modelos matemáticos | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Farmacocinética | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Ossos | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Fraturas - Tratamento | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Osteoporose | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Análise Numérica | - |
| Título: dc.title | Dinâmica de populações celulares e farmacocinética : um modelo integrado para o remodelamento ósseo | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - Rede Paraná Acervo | |
Não existem arquivos associados a este item.
O Portal eduCAPES é oferecido ao usuário, condicionado à aceitação dos termos, condições e avisos contidos aqui e sem modificações. A CAPES poderá modificar o conteúdo ou formato deste site ou acabar com a sua operação ou suas ferramentas a seu critério único e sem aviso prévio. Ao acessar este portal, você, usuário pessoa física ou jurídica, se declara compreender e aceitar as condições aqui estabelecidas, da seguinte forma:
- O Termo de Uso pode ser modificado pela CAPES a qualquer tempo, sem necessidade de notificação prévia, sendo que tais modificações serão válidas a partir da data de sua veiculação neste portal;
- Para aprovação de cadastro do usuário ao sistema, a CAPES pode requisitar o fornecimento de informações, haja vista a política de segurança adotada, objetivando resguardar a segurança dos usuários nesse ambiente virtual;
- O usuário aceita e declara compreender que, em razão do peculiar ambiente da Internet, a CAPES não poderá garantir que o acesso ao site seja livre de erros ou problemas decorrentes de casos fortuitos, internos ou externos, casos de força maior ou ainda de outros casos não inteiramente sujeitos a controle direto dos administradores do site e, portanto o usuário se obriga a isentar a CAPES de quaisquer reclamações ou indenizações. A CAPES também não se responsabiliza por interrupções, interceptações, invasões, disseminação de vírus ou outros atos ilícitos, típicos e atípicos de ambiente virtual, e de web, dos quais a CAPES não tenha tido intenção deliberada de participar ou praticar;
- O usuário aceita e declara compreender que qualquer texto, marca, áudio, imagem, ou conteúdo veiculados no site são protegidos por direitos de propriedade intelectual o qual deve ser respeitado de acordo com a licença concedida pelo respectivo detentor dos referidos direitos, sob pena de apuração das responsabilidades cabíveis;
-
Desta forma a CAPES se exime de toda e qualquer responsabilidade por eventuais perdas, danos e prejuízos de qualquer natureza decorrentes:
- Do descumprimento da lei, da moral e dos bons costumes, como consequência da transmissão, difusão, armazenamento, disponibilização, recepção, obtenção ou acesso aos conteúdos;
- Da infração aos direitos de propriedade intelectual e industrial, segredos empresariais, compromissos contratuais de qualquer tipo, direitos à honra, à intimidade pessoal e familiar, à imagem das pessoas, direitos de propriedade e de toda e qualquer natureza pertencentes a um terceiro por consequência da transmissão, difusão, armazenamento, disponibilização, recepção, obtenção ou acesso aos conteúdos;
- Da falta de veracidade, precisão, exatidão, pertinência e/ou atualidade dos conteúdos;
- Da inadequação para qual seja o propósito, ou da frustração, das expectativas geradas pelos conteúdos;
- Exceto quando mencionado explicitamente, ou quando se tratar de citação de material alheio ou ilustração, nos limites estabelecidos pela Lei 9.610/98, todo o Conteúdo textual original do Portal eduCAPES está disponível livremente para leitura, entre outros direitos, conforme definido na licença Creative Commons;
- A CAPES não se responsabiliza pelos comentários, opiniões, informações, depoimentos, mensagens, vídeos, textos, imagens, áudios ou qualquer outro tipo de conteúdo que sejam, postados, publicados e disponibilizados através do Portal eduCAPES pelos usuários, sendo a responsabilidade civil e criminal atribuída única e exclusivamente ao autor dos comentários, opiniões, informações, ou mensagens. Todo o conteúdo publicado por usuários são de responsabilidade exclusiva dos mesmos e de caráter completamente independente, sendo que todo e qualquer tipo de opinião, ideal e/ou posição expressados não refletem necessariamente o ponto de vista e a posição do Portal eduCAPES e/ou da CAPES. A CAPES se reserva o direito de armazenar as informações destes autores e/ou Usuários, a fim de viabilizar sua identificação;
- O usuário aceita e declara compreender que a CAPES poderá disponibilizar no Portal eduCAPES, links de acesso para outros sites e endereços virtuais administrados, controlados ou operados por terceiros. Qualquer site conectado a partir do eduCAPES não está sob o controle da CAPES;
- A CAPES não assume nenhuma responsabilidade ou obrigação por qualquer informação, comunicação ou material encontrado em tais sites, ou em qualquer site conectado a tais sites. A CAPES não assume qualquer responsabilidade pelos serviços ou funcionalidades ali dispostos, sendo a decisão de utilização e a forma de relacionamento com os mesmos de exclusiva responsabilidade do usuário, que inclusive isenta a CAPES de fiscalizar o conteúdo ou zelar pela integridade de tais sites ou endereços virtuais.
- O usuário aceita e declara compreender que o acesso a determinadas áreas do site será restrito. Para acessá-las, o usuário deverá fazer o login e cadastrar uma senha de acesso. A senha é individual, sigilosa e intransferível, sendo o usuário o único responsável pela guarda da mesma. O usuário assume toda e qualquer responsabilidade pelo mau uso ou pela utilização da senha por terceiros;
- A CAPES reserva o direito de excluir o cadastro, de excluir o material submetido ou proibir o acesso do usuário ao portal eduCAPES no caso de qualquer abuso ou indício de prática ilícita no uso do site ou de qualquer uso não autorizado ou proibido pelo usuário, nos termos da legislação brasileira;
- As condições estabelecidas no Termo de Aceite e Uso do Site são regidas pela lei brasileira. Sob nenhuma circunstância o usuário deverá violar qualquer lei usando o portal eduCAPES para propósitos que incluam, mas não limitados a isso, difamação ou perturbação de outros, violação de direitos de propriedade intelectual ou de terceiros, envio de material obsceno ou ofensivo, vírus, arquivos corrompidos, ou outros programas que poderiam danificar ou alterar este site ou os computadores de empresa ou de terceiros;
- A CAPES reserva o direito de retirar qualquer conteúdo que infrinja a lei, a moral e os bons costumes nos termos da legislação vigente e também na hipótese de o conteúdo não se coadunar com as finalidades educativas do Portal. A CAPES garante o direito de defesa e contraditório dos usuários. O usuário reconhece que o material enviado por terceiros, que não a CAPES, não é endossado pela mesma.
Concordo e desejo baixar o arquivo
Não concordo e não irei baixar o arquivo
Não concordo e não irei baixar o arquivo