Research on Biomedical Engineering
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Research on Biomedical Engineering
Original Article

Histerese de fêmures de ratas submetidos a ensaio de flexão, em diferentes faixas etárias

Hysteresis of rat femurs submitted to bending test, in diferent age groups

Shimano, Marcos Massao; Shimano, Antonio Carlos; Volpon, José Batista

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Resumo

A idade afeta vários elementos do sistema locomotor, in cluindo suas propriedades mecânicas. Os ossos são mate riais viscoelásticos e uma característica deles é a ocorrência de histerese quando submetidos a ciclos de carregamento e descarregamento. Nesta pesquisa foi estudada a tensão máxima e a energia de histerese em fêmures de ratas de diferentes idades, submetidos a ensaios de flexão em três pontos. Foram utilizados os fêmures de 90 ratas fêmeas, da raça Wistar, divididas em três grupos de 30 animais, de acordo com a idade: 25 dias (A), 65 dias (B) e 365 dias (C). Cada grupo foi subdividido em 3 lotes de 10 animais. Todos os fêmures foram submetidos a ensaio de flexão em três pontos. De cada par de ossos, o fêmur esquerdo foi submetido ao carregamento até a ruptura (ensaio destrutivo) e, o fêmur direito, submetido ao carregamento até 40% (subgrupo I), 60% (subgrupo II) e 80% (subgrupo III) do limite elástico obtido do fêmur contralateral e, en tão, descarregado. A tensão máxima aplicada aumentou significativamente com a idade e a perda de energia relati va foi estatisticamente igual entre os lotes de uma mesma idade, mas diminuiu significativamente com o aumento da idade. A idade influenciou a tensão máxima e o com portamento viscoelástico dos fêmures de ratas, mas são necessários estudos mais profundos para compreender mos melhor o comportamento deste material.

Palavras-chave

Histerese, Idade, Ratas, Tensão aplicada, Viscoelasticidade.

Abstract

Ageing affects many features of the locomotor system, including its mechanical properties. Bone is a viscoelastic material what means that it displays the phenomenon of hysteresis when sub mitted to loading-unloading cycles. In the present research was studied the behavior of the ultimate stress and the energy of hysteresis of femurs of rats in different ages, when tested in bend ing. Ninety femurs collected from female Wistar rats were used. There were three groups classified according to the animal age: 25 days (A), 65 days (B) and 365 days (C). The groups were divided into 3 subgroups (10 animals each). All the femurs were submitted to a three-point bending test. For each paired bones, the left femur was loaded until failure and the right femur was loaded to 40% (subgroup I), 60% (subgroup II) and 80% (sub group III) of the yield load in relation to the opposite side femur and, then, unloaded. The comparison among the three groups showed that the ultimate stress increased with age and the rela tive energy loss was equal for the subgroups belonging to the same group, but different when the different groups were com pared. It was concluded that ageing affects both the ultimate stress and the viscoelastic behavior of rat femurs, but further studies are necessary to deepen the knowledge in such matter.

Keywords

Ageing, Hysteresis, Rat, Ultimate stress, Viscoelas ticity.
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