Análise Biomecânica de Calo Ósseo usando Método Sem Malha

O osso é um tecido fisiologicamente dinâmico e que quando lesionado tem a capacidade de se reparar com o próprio tecido, não envolvendo um tecido cicatrizante, ao contrário de outros tecidos. Esta característica torna-o particularmente interessante para investigar os processos inerentes de fraturas ósseas. A maior parte das fraturas cicatriza através de uma sequência de processos de diferenciação de tecidos, desde os processos iniciais de hematoma, aos tecidos conjuntivos, e através da cartilagem ao osso. No entanto, qualquer falha neste processo pode resultar em uniões tardias, más uniões ou não uniões. A compreensão na totalidade deste processo ainda constitui um desafio. Os mecanismos que envolvem os processos de estimulação mecânica não se encontram bem compreendidos, em consequência da complexidade dos testes experimentais in vivo, que se tornam dependentes de dados in vitro, tornando difícil validar os pressupostos biológicos. Consequentemente, os modelos computacionais têm demonstrado serem bastante úteis e eficazes na investigação sobre a cicatrização óssea. Desta forma, com o presente trabalho foi possível analisar as condições mecânicas de um calo ósseo resultante de uma fratura, assim como compreender as metodologias de análise numérica aplicadas. O modelo teve por base um estudo in vivo de forma a obter uma variação temporal progressiva da forma do calo e das propriedades mecânicas durante a cicatrização óssea. Com este modelo obtiveram-se os campos de tensão e deformação nas diferentes fases do processo de regeneração, obtendo-se resultados que se encontram em conformidade com a literatura. Adicionalmente, foi aplicado um algoritmo de remodelação óssea em combinação com o Radial Point Interpolation Method (RPIM) que foi capaz de reproduzir as condições apresentadas pela respetiva imagem histológica nesta fase. Por último, espera-se que os trabalhos desenvolvidos neste âmbito possibilitem a conceção de estratégias mais precisas e eficazes tanto para o tratamento como para aceleração da cura. De forma complementar, encontram-se em desenvolvimento modelos específicos dos pacientes e que incorporam variabilidade genética.Bone is a physiologically dynamic tissue that, when injured, has the ability to repair itself, not involving scar tissue, unlike other tissues. This characteristic makes it particularly interesting for investigating the inherent processes of bone fractures. Most fractures heal through a sequence of tissue differentiation processes, from the initial hematoma, to connective tissues and through cartilage to bone. However, any failure in this process can result in a delayed union, mal-union or non-union. A complete understanding of this process is still a challenge. The mechanisms surrounding the mechanical stimulation processes are relatively poorly understood as a result of the complexity of in vivo experimental tests, which become dependent on in vitro data, making it difficult to validate the biological assumptions. Consequently, computational models have proven to be very useful and effective in the investigation of bone healing. Therefore, in the present work, it was possible to analyse the mechanical conditions of a bone callus as a consequence of a fracture and to understand the methodologies of numerical analysis applied. The model was based on an in vivo experimental study in order to obtain a progressive temporal variation of the callus shape and mechanical properties during bone healing. With this model, the stress and strain fields in the different phases of the regeneration process were obtained, where the results are in agreement with the literature. Additionally, a bone remodelling algorithm was applied in combination with the Radial Point Interpolation Method (RPIM), which was able to reproduce the conditions presented by the respective histological image at this stage. Finally, it is expected that the work developed in this area will enable the design of more accurate and effective strategies for both treatment and accelerating healing. Complementarily, patient-specific models and the incorporation of genetic variability are being developed

MS FT-2-2 7 Orthogonal polynomials and quadrature: Theory, computation, and applications

Quadrature rules find many applications in science and engineering. Their analysis is a classical area of applied mathematics and continues to attract considerable attention. This seminar brings together speakers with expertise in a large variety of quadrature rules. It is the aim of the seminar to provide an overview of recent developments in the analysis of quadrature rules. The computation of error estimates and novel applications also are described

Generalized averaged Gaussian quadrature and applications

A simple numerical method for constructing the optimal generalized averaged Gaussian quadrature formulas will be presented. These formulas exist in many cases in which real positive GaussKronrod formulas do not exist, and can be used as an adequate alternative in order to estimate the error of a Gaussian rule. We also investigate the conditions under which the optimal averaged Gaussian quadrature formulas and their truncated variants are internal