Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.14/8270
Título: Interpretação do comportamento e funcionamento da remodelação óssea através de modelos matemáticos
Autor: Silva, Paulino Miguel da
Orientador: Braga, José J. C. da Costa
Rebelo, Jorge M. B. S.
Palavras-chave: Remodelação óssea
modelos matemáticos
tecido ósseo
BMU
factores metabólicos
factores mecânicos
Bone remodeling
mathematical models
bone tissue
BMU
mechanical factors
Data de Defesa: 2011
Resumo: O osso é um tecido vivo em constante renovação, capaz de adaptar a sua geometria e a sua estrutura interna consoante as necessidades mecânicas e fisiológicas. A adaptação do osso consiste na reabsorção de osso antigo e na formação de osso novo. Esta adaptação é designada por remodelação óssea, tendo como objectivo prevenir a acumulação de danos microscópicos minimizando a possibilidade de fractura do osso e manter a homeostasia mineral,. O mecanismo da remodelação óssea envolve processos complexos que dependem de vários factores como as interacções bioquímicas, as coordenações das actividades da unidade básica multicelular (BMU) que são constituídas pelas células de osteoblastos e células de osteoclastos, e as respostas aos estímulos mecânicos. As abordagens exclusivamente experimentais, tanto in vivo como in vitro, não nos permitem obter uma compreensão global de um fenómeno tão complexo como a remodelação óssea. Para compreender melhor este mecanismo, é útil o desenvolvimento de novos modelos matemáticos que integrem os conhecimentos teóricos e experimentais e que permitam a compreensão das interacções mais relevantes, possibilitando a realização de simulações virtuais para verificar novas hipóteses teóricas. Pretende-se, com o presente trabalho, fazer uma revisão actualizada de alguns modelos matemáticos e computacionais que foram elaborados para estudar a remodelação óssea. O desenvolvimento dos modelos matemáticos incide sobretudo em 2 âmbitos: o nível mecânico e o nível metabólico. Os modelos matemáticos desenvolvidos permitem descrever o comportamento e o funcionamento da remodelação óssea. Em seguida, implementar um novo modelo matemático que abranja simultaneamente os factores mecânicos e metabólicos. Posteriormente, através do novo modelo matemático, simulou-se o comportamento do osso em cenários diferentes (doença, tratamento e estímulos mecânicos). Os resultados gerados pelo novo modelo são comparados com os resultados dos modelos revistos na presente tese. Estas comparações mostram resultados qualitativamente semelhantes entre o novo modelo e os modelos dos outros autores.
Bone is a living tissue constantly renewing itself as it is capable to adapt its geometry and internal structure in response to mechanical and physiological demands. Bone adaptation consists of reabsorption of old bone and formation of new one. This adaptation is also called bone remodeling. The goal of bone remodeling is to prevent the accumulation of microdamage to minimize the possibility of bone fracture and keep mineral homeostasis of bone. The bone remodeling mechanism includes complex processes that depend on factors like biochemical interactions, coordination of the basic multicellular unit (BMU) activities and the feedback from mechanical stimuli. The BMU is composed by osteoblasts and osteoclasts. Achieving new insights about the bone remodeling machinery has been curtailed by the complexity of this mechanism. In vivo or in vitro tests alone fail to provide new hypotheses. To better understand this mechanism, it is useful to develop new mathematical models for the integration of theoretical knowledge in mathematical expressions that allow us to understand the most relevant interactions and to develop virtual simulations to formulate new hypotheses. I present in this work, a review of some mathematical and computational models for the bone remodeling proposed to date. There are two areas of study for development of mathematical models: a mechanical level and metabolic level. Mathematical models developed at these two levels can aim at describing the behavior and function of bone remodeling. After that, a new mathematical model will be created and will includes mechanical and metabolic factors. Moreover, the simulation of different scenario like disease, treatment and mechanical stimulation will be simulated by the new mathematical model. The results generated by the new model are compared with the results of the models reviewed in this thesis. These comparisons show that the results are qualitatively similar between the new model and the model of the other authors.
URI: http://hdl.handle.net/10400.14/8270
Aparece nas colecções:R - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations
FE - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations

Ficheiros deste registo:
Ficheiro Descrição TamanhoFormato 
Dissertação Paulino Silva.pdf1,44 MBAdobe PDFVer/Abrir


FacebookTwitterDeliciousLinkedInDiggGoogle BookmarksMySpace
Formato BibTex MendeleyEndnote Degois 

Todos os registos no repositório estão protegidos por leis de copyright, com todos os direitos reservados.