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Dissertação

{en_GB=Computational Modeling of the Biodegradation Process in a Scaffold for Tissue Engineering} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O osso possui um mecanismo de recuperação e regeneração muito eficiente. Todavia, em situações de infecção, de defeitos de tamanho elevado e de doença, o processo de cura pode ser incompleto ou impedido. Terapias comuns consistem na transplantação de osso e na utilização de implantes não biológicos. Contudo, estas soluções têm algumas desvantagens e limitações. Scaffolds que combinam células, moléculas sinalizadoras e matrizes porosas surgem como uma alternativa viável. Os fatores que conduzem a um desempenho ótimo dos scaffolds ainda não foram determinados, e por isso os scaffolds continuam a ser extensamente investigados, através da execução de estudos experimentais e da implementação de modelos computacionais. Neste trabalho, foi proposto o desenvolvimento de um modelo computacional. Pretendeu-se simular a interdependência do processo de degradação de um scaffold e da invasão dos tecidos dentro deste. O modelo é constituído por um módulo referente à degradação, com base no modelo sugerido por (Chen et al., 2011a), e por uma adaptação ao problema do scaffold a partir de um modelo de fracture healing, com base em diferenciação e crescimento celular, criado por (Gómez-Benito et al., 2005) e (García-Aznar et al., 2007). A performance dos scaffolds foi analisada tendo em conta a formação de tecidos e as propriedades efetivas do sistema, adquiridas através do método de homogeneização assimptótica desenvolvido por (Guedes and Kikuchi, 1990). O modelo foi implementado com sucesso, fornecendo previsões concordantes com resultados de outros modelos computacionais e com dados obtidos experimentalmente., en=Bone possesses a very efficient repairment and regeneration mechanism. Nevertheless, in situations of infection, large defect size and disease, the healing process may be impaired or unable to occur at all. Common therapies include transplantation of bone and the use of non-biological implants. However, these solutions have some disadvantages and limitations, such as limited supply of bone tissue, donor site morbidity, diseases transmission, host immune response and delayed failure of the implants. Scaffolds combining cells, signaling molecules and porous matrices seem a viable alternative. The factors that conduct to an optimal scaffold performance haven't been fully determined and for that reason the scaffolds behavior and action inside the human body continue to be extensively analyzed through the execution of experimental studies and the implementation of computational models. In this work, the development of a computational model was proposed. It was intended to simulate the interdependence of scaffold degradation and tissues invasion. The model is constituted by a degradation module, based on the one suggested by (Chen et al., 2011a), with an adaptation to the scaffold problem of a fracture healing model, based on cell differentiation and growth theories created by (Gómez-Benito et al., 2005) and (García-Aznar et al., 2007). Scaffolds performance was analyzed taking into account tissue formation and effective properties of the system, acquired through the asymptotic homogenization method developed by (Guedes and Kikuchi, 1990). The model was implemented with success, providing predictions that were in a good agreement with other computational models results and with experimental data.}
Keywords: {pt=Substitutos ósseos artificiais, Engenharia de tecidos, Homogeneização, Biodegradação, Mecanobiologia, en=Scaffolds, Tissue Engineering, Homogenization, Biodegradation, Mechanobiology}

Discussão: novembro 26, 2014, 14:30