Interpretação do comportamento e funcionamento da remodelação óssea através de modelos matemáticos

• Autor(a) principal: Silva, Paulino Miguel da
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.14/8270
• topic: Remodelação óssea; Modelos matemáticos; Tecido ósseo; BMU; Factores metabólicos; Factores mecânicos; Bone remodeling; Mathematical models; Bone tissue; Metabolic factors; Mechanical factors

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.