Investigação mecânica de traqueias em diferentes escalas em modelos murino e porcino
| Ano de defesa: | 2017 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3154/tde-26052025-142938/ |
Resumo: | As principais doenças traqueais são: estenose (como as causadas por pós-intubação, pós-traumática e actínica), infecção, doenças degenerativas e neoplasias. Quando uma cirurgia é necessária, a ressecção é o procedimento mais comum quando é possível remover até 50% da traqueia em adultos. Por outro lado, as traqueias desenvolvidas por engenharia de tecidos são alternativas ainda sendo investigadas quando a ressecção seguida de anastomose não pode ser realizada. Uma abordagem para o desenvolvimento de traqueias por engenharia de tecidos é um processo complexo que envolve o uso de arcabouços de tecidos descelularizados, seguido da recelularização em biorreatores traqueais. As traqueias suportam variações de pressão e sua biomecânica é de grande importância para que não colapsem durante a respiração. Uma revisão da literatura revelou que não há preferência de testes mecânicos em traqueias entre vários laboratórios ao longo dos anos. O número de artigos sobre mecânica traqueal é limitado e diferentes artigos apresentam metodologias distintas. Essas metodologias foram realizadas em segmentos ou traqueias inteiras e em diferentes espécies de mamíferos. Esta tese tem como objetivo avaliar a mecânica de traqueais em modelos animais murino e porcino. O experimento em murinos se concentrou em um método baseado em imagens de vídeo para avaliar a mecânica traqueal em um modelo de autotransplante. O modelo porcino teve como objetivo explorar um biorreator de dupla câmara para uma nova abordagem de desepitelização. A mecânica foi realizada de três maneiras: ensaio de microindentação, teste de tração uniaxial e relação pressão-volume. O método baseado na imagem de vídeo mostrou a possibilidade da avaliação do enxerto traqueal in vivo e in situ. Os três testes mecânicos em amostras porcinas concordaram em demonstrar que a biomecânica de traqueias desepitelizadas no biorreator não foi comprometida. Se a traqueia desenvolvida por engenharia de tecidos se tornar uma realidade em hospitais nos próximos anos, a padronização dos parâmetros biomecânicos será necessária para a maior consistência dos resultados antes dos transplantes. |
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Investigação mecânica de traqueias em diferentes escalas em modelos murino e porcinoMechanical investigation of tracheas on different scales in murine and porcine models.BioreactorEngenharia tecidualPorco yorkishireRatos wistarTissue engineeringTracheal mechanicsTraqueiaWistar ratsYorkshire pigsAs principais doenças traqueais são: estenose (como as causadas por pós-intubação, pós-traumática e actínica), infecção, doenças degenerativas e neoplasias. Quando uma cirurgia é necessária, a ressecção é o procedimento mais comum quando é possível remover até 50% da traqueia em adultos. Por outro lado, as traqueias desenvolvidas por engenharia de tecidos são alternativas ainda sendo investigadas quando a ressecção seguida de anastomose não pode ser realizada. Uma abordagem para o desenvolvimento de traqueias por engenharia de tecidos é um processo complexo que envolve o uso de arcabouços de tecidos descelularizados, seguido da recelularização em biorreatores traqueais. As traqueias suportam variações de pressão e sua biomecânica é de grande importância para que não colapsem durante a respiração. Uma revisão da literatura revelou que não há preferência de testes mecânicos em traqueias entre vários laboratórios ao longo dos anos. O número de artigos sobre mecânica traqueal é limitado e diferentes artigos apresentam metodologias distintas. Essas metodologias foram realizadas em segmentos ou traqueias inteiras e em diferentes espécies de mamíferos. Esta tese tem como objetivo avaliar a mecânica de traqueais em modelos animais murino e porcino. O experimento em murinos se concentrou em um método baseado em imagens de vídeo para avaliar a mecânica traqueal em um modelo de autotransplante. O modelo porcino teve como objetivo explorar um biorreator de dupla câmara para uma nova abordagem de desepitelização. A mecânica foi realizada de três maneiras: ensaio de microindentação, teste de tração uniaxial e relação pressão-volume. O método baseado na imagem de vídeo mostrou a possibilidade da avaliação do enxerto traqueal in vivo e in situ. Os três testes mecânicos em amostras porcinas concordaram em demonstrar que a biomecânica de traqueias desepitelizadas no biorreator não foi comprometida. Se a traqueia desenvolvida por engenharia de tecidos se tornar uma realidade em hospitais nos próximos anos, a padronização dos parâmetros biomecânicos será necessária para a maior consistência dos resultados antes dos transplantes.Major tracheal diseases are stenosis (such as those caused by post-intubation, post-traumatic and actinic), infection, degenerative diseases and neoplasms. When a surgery is needed, resection is the most common treatment when it is possible to remove up to 50% of the trachea in adults. On the other hand, tissue engineered tracheas (or bioengineered tracheas) are alternative options under investigation when the resection with end-to-end anastomosis cannot be performed. One approach to develop bioengineered tracheas is a complex process that involves the use of decellularized tissue scaffolds, followed by recellularization in custom-made tracheal bioreactors. Tracheas withstand pressure variations and its biomechanics is of great importance so that it does not collapse during respiration. A review in the literature revealed that there is no preferred mode of mechanical assay of tracheas amongst several laboratories over the years. The number of articles on tracheal mechanics is limited and different articles present distinct methodologies. These methodologies have been performed in segments or whole tracheas and in different species of mammals. This thesis aims to evaluate the mechanics of tracheal grafts in murine and porcine animal models. The experiment in murine model focused on a video image-based method to assess tracheal mechanics in an autotransplant model. The porcine model aimed to explore a double-chamber bioreactor for a novel approach of de-epithelialization and the mechanics was performed in three ways: microindentation assay, uniaxial tensile test and pressure-volume relationship. The video image-based method showed the possibility of the evaluation of the tracheal graft in vivo and in situ. The mechanical tests in porcine samples agreed when demonstrating that the biomechanics of de-epithelialized tracheas in the bioreactor was not compromised. If bioengineered tracheas become a reality in hospitals in the next few years, the standardization of biomechanical parameters will be necessary for greater consistency of the results before the transplantation.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMoriya, Henrique TakachiAoki, Fabio Gava2017-06-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3154/tde-26052025-142938/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-05-26T17:36:06Zoai:teses.usp.br:tde-26052025-142938Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-05-26T17:36:06Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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As principais doenças traqueais são: estenose (como as causadas por pós-intubação, pós-traumática e actínica), infecção, doenças degenerativas e neoplasias. Quando uma cirurgia é necessária, a ressecção é o procedimento mais comum quando é possível remover até 50% da traqueia em adultos. Por outro lado, as traqueias desenvolvidas por engenharia de tecidos são alternativas ainda sendo investigadas quando a ressecção seguida de anastomose não pode ser realizada. Uma abordagem para o desenvolvimento de traqueias por engenharia de tecidos é um processo complexo que envolve o uso de arcabouços de tecidos descelularizados, seguido da recelularização em biorreatores traqueais. As traqueias suportam variações de pressão e sua biomecânica é de grande importância para que não colapsem durante a respiração. Uma revisão da literatura revelou que não há preferência de testes mecânicos em traqueias entre vários laboratórios ao longo dos anos. O número de artigos sobre mecânica traqueal é limitado e diferentes artigos apresentam metodologias distintas. Essas metodologias foram realizadas em segmentos ou traqueias inteiras e em diferentes espécies de mamíferos. Esta tese tem como objetivo avaliar a mecânica de traqueais em modelos animais murino e porcino. O experimento em murinos se concentrou em um método baseado em imagens de vídeo para avaliar a mecânica traqueal em um modelo de autotransplante. O modelo porcino teve como objetivo explorar um biorreator de dupla câmara para uma nova abordagem de desepitelização. A mecânica foi realizada de três maneiras: ensaio de microindentação, teste de tração uniaxial e relação pressão-volume. O método baseado na imagem de vídeo mostrou a possibilidade da avaliação do enxerto traqueal in vivo e in situ. Os três testes mecânicos em amostras porcinas concordaram em demonstrar que a biomecânica de traqueias desepitelizadas no biorreator não foi comprometida. Se a traqueia desenvolvida por engenharia de tecidos se tornar uma realidade em hospitais nos próximos anos, a padronização dos parâmetros biomecânicos será necessária para a maior consistência dos resultados antes dos transplantes. |
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