• Total de projetos de pesquisa (9)
  
  1. 2024-Atual. Desenvolvimento de plataforma microfluídica com base na tecnologia organ-on-a-chip para análise citotoxicológica de células Vero por meio de seus esferoides
     Descrição: Projeto de Iniciação Científica: A linhagem de células Vero, proveniente do rim do macaco verde africano, desempenha um papel essencial na pesquisa científica, devido à sua facilidade de cultivo e resistência viral. A cultura de esferóides, uma abordagem tridimensional que reflete a complexidade celular e interação melhor do que a cultura bidimensional, oferece um ambiente realista para a interação celular, sendo aplicável não apenas às células Vero, mas também em modelos de células-tronco e resistência tumoral. A tecnologia "organ-on-a-chip" (OoC) é uma metodologia avançada que tem por objetivo replicar, numa escala micro, a fisiologia e o microambiente de órgãos humanos de forma in vitro. Envolve a miniaturização de partes específicas de órgãos ou tecidos humanos em dispositivos microfluídicos, nos quais as células podem ser cultivadas em condições controladas que se assemelham ao ambiente in vivo, sendo uma promissora alternativa para redução de testes em animais. A integração das culturas de esferóides de células Vero com dispositivos OoC permite a criação de um ambiente de cultivo que replica mais fielmente a fisiologia real do tecido ou órgão em estudo. Isso possibilitará uma avaliação mais precisa dos efeitos citotóxicos de substâncias químicas ou fármacos. Além disso, essa abordagem permite investigar a interação entre as células Vero e outros tipos celulares nos dispositivos OoC, proporcionando uma compreensão mais completa dos processos biológicos envolvidos na resposta citotóxica. Em resumo, esse projeto visa viabilizar uma plataforma microfluídica que integre células Vero para a obtenção de respostas celulares como citotoxicidade, servindo como base para futuras automações destes ensaios e potencial substituição de etapas de experimentação in vivo em animais.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: João Lameu da Silva Júnior - Coordenador / Christiane B. Lombello - Integrante / Frederico Ercolin Guazzelli - Integrante.
     Membro: João Lameu da Silva Júnior.
  2. 2024-Atual. Hemodinâmica In Silico do átrio esquerdo: análise de indicadores de potencial trombogênico e remodelamento atrial em condições de fibrilação atrial
     Descrição: Projeto de Iniciação Científica: A fibrilação atrial (FA) é uma arritmia cardíaca caracterizada por impulsos cardíacos desorganizados no músculo atrial, resultando em contrações atriais ineficazes que reduzem a eficiência do bombeamento ventricular em 20 a 30. A FA é mais comum em idosos, especialmente entre 75 e 80 anos, mas também pode afetar jovens. Com uma prevalência geral de 2,9, a FA aumenta a morbidade e a mortalidade, sendo especialmente prevalente em pessoas com mais de 80 anos (13,5-17,8). Além disso, a FA aumenta o risco de eventos isquêmicos em cinco vezes devido à estagnação do sangue nos átrios, o que favorece a formação de trombos, principalmente no apêndice atrial esquerdo (AAE). A morfologia do AAE, que varia entre os pacientes, influencia o risco de trombogênese, sendo a forma "asa de galinha" a menos propensa à formação de trombos. No entanto, a classificação morfológica pode ser subjetiva e a avaliação de parâmetros como a área do orifício, profundidade e volume do AAE são recomendados. Estudos hemodinâmicos utilizando Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) são importantes para entender melhor a FA, fornecendo indicadores baseados na tensão de cisalhamento na parede para prever o risco de formação de trombos. Entretanto, não há consenso sobre as faixas para classificação de risco devido à variabilidade individual dos parâmetros cardíacos. Em adição, os campos de velocidade e de energia cinética do sangue no átrio esquerdo têm sido sugeridos como potenciais indicadores adicionais de risco tromboembólico, mas são ainda poucos explorados. Assim, o objetivo principal do projeto é propor um modelo numérico padronizado para estimar o risco trombogênico no átrio esquerdo em casos de fibrilação atrial. O estudo se iniciará pela análise de indicadores hemodinâmicos, como a tensão de cisalhamento da parede e indicadores derivados desta e campos de velocidade e energia cinética do sangue, relacionados à identificação de zonas de estase. Isso será feito através de coleta de dados da literatura sobre indicadores hemodinâmicos, velocidade e energia cinética, estabelecendo faixas para a classificação do risco trombogênico. Com base nos dados obtidos, será avaliada a possibilidade de criar um indicador unificado para o risco de trombogênese. Por fim, o modelo numérico padrão será usado em simulações CFD para avaliar o risco trombogênico, com base nos indicadores e na escala proposta, em diferentes geometrias atriais e na condição de remodelamento atrial, relacionada ao aumento do volume total do átrio com o progresso da fibrilação atrial.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (1) . Integrantes: João Lameu da Silva Júnior - Coordenador / João Gabriel Buso Torro - Integrante.
     Membro: João Lameu da Silva Júnior.
  3. 2023-2024. Avaliação do efeito das características geométricas e morfológicas do átrio esquerdo na formação de regiões pró-trombóticas em condições de fibrilação atrial
     Descrição: Projeto Pesquisado Desde o Primeiro Dia (IC/PDPD): O presente estudo, através de ferramentas de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), busca aprofundar o conhecimento e desenvolver habilidades na manipulação de objetos 3D, com enfoque na análise do átrio esquerdo e seu impacto nos padrões de fluxo sanguíneo, considerando a ocorrência de fibrilação atrial, arritmia relacionada ao aumento de riscos de trombogênese. A morfologia do átrio esquerdo e seu apêndice apresenta grande variabilidade entre os pacientes resultando em diferentes riscos de trombogênese, inerente aos padrões hemodinâmicos, devido a maior ou menor presença de vórtices/zonas de recirculação do sangue. Devido a estas complexidades anatômicas e hemodinâmicas, principalmente em condições de arritmia cardíaca, é sugerido que parâmetros morfológicos objetivos e mensuráveis (ex. área do orifício, profundidade, comprimentos característicos e volumes) são preferíveis na análise dos riscos de eventos tromboembólicos. Estudos por CFD são usualmente divididos em três etapas: pré-processamento, processamento e pós-processamento. Estas abrangem desde a manipulação de geometrias 3D específica de pacientes, geração da malha numérica e desenvolvimento e aplicação de modelagem matemática, até a solução numérica e análise dos indicadores hemodinâmicos. Átrios esquerdos com diferentes características geométricas/morfológicas serão estudados pelas simulações. Dessa forma, com a conclusão deste projeto, espera-se obter um maior entendimento da relação entre a morfologia e geometria do átrio esquerdo e os efeitos hemodinâmicos devido à ocorrência de arritmias, por meio da análise dos padrões de fluxo sanguíneo, identificação de padrões relevantes e quantificação de indicadores hemodinâmicos relacionados à ocorrência de regiões pró-trombóticas.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (1) . Integrantes: João Lameu da Silva Júnior - Coordenador / Mariana Silveira Fracarole - Integrante.
     Membro: João Lameu da Silva Júnior.
  4. 2023-2024. Análise hemodinâmica do átrio esquerdo com fibrilação atrial em diferentes condições de disfunção ventricular
     Descrição: Projeto Pesquisado Desde o Primeiro Dia (IC/PDPD): Simulação numérica é uma ferramenta muito importante para um engenheiro. Quando abordamos simulações dentro da área biomédica, mais precisamente no sistema cardiovascular, possuímos uma ferramenta excelente para realizar análises hemodinâmicas, visualizando características do sangue como pressão, velocidade e viscosidade, ferramenta essa chamada CFD (do inglês Computational Fluid Dynamics). O motivo de efetuar simulações no sistema cardiovascular está ligado diretamente ao estudo de arritmias cardíacas e seus efeitos hemodinâmicos. Este projeto é focado no estudo da região do átrio esquerdo com fibrilação atrial (FA) sob efeito de diferentes condições de disfunção ventricular. A FA persistente está diretamente associada ao avanço da idade, acometendo em grande parte a população idosa, na faixa dos 75 a 80 anos de idade, mas também podendo acometer jovens. A estimativa é que de 5 a 10 dos brasileiros terão esse tipo de arritmia nos próximos anos. A doença também é responsável por 20 do total de AVCs isquêmicos em todo mundo. Nesse sentido, a CFD será utilizada para compreender a hemodinâmica em geometrias de pacientes que apresentam essa arritmia, avaliando, dessa forma, indicadores de ambientes suscetíveis a riscos aumentados de eventos tromboembólicos. Como objetivo geral têm-se o aprendizado da aplicação de CFD neste tipo de estudo, incluindo a manipulação de objetos 3D, definição de contornos e geração de malha e a realização de simulações hemodinâmicas no átrio esquerdo em diferentes condições de fluxo sanguíneo, visando obter maior conhecimento sobre arritmias supraventriculares como ênfase na FA, na identificação de potenciais progressos da doença e consequências hemodinâmicas desta patologia.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (1) . Integrantes: João Lameu da Silva Júnior - Coordenador / João Gabriel Buso Torro - Integrante.
     Membro: João Lameu da Silva Júnior.
  5. 2023-2024. Desenvolvimento de modelo numérico para estudo da hemodinâmica coronária em condições normais e de hiperemia (máxima vasodilatação): avaliação de zonas pró-ateroscleróticas e determinação de indicadores de função cardíaca.
     Descrição: Projeto de Iniciação Científica: As doenças cardiovasculares (DCVs) representam uma grande parcela das mortes anuais por doenças não contagiosas (cerca de 17 milhões de óbitos). Neste grupo de doenças a que mais se destaca é a doença arterial coronariana (DAC), que é formada pela aterosclerose, que é um processo inflamatório envolvendo o acúmulo de gordura e células no vaso sanguíneo. Tal inflamação reduz a área de determinada região do lúmen, podendo causar redução do fluxo sanguíneo, que pode resultar na ocorrência de infartos e formação de trombos. Existem evidências que a tensão de cisalhamento na parede das coronárias está diretamente associada ao desenvolvimento de aterosclerose e de formação de trombos na região onde a lesão ocorreu. Uma das formas de se analisar de forma detalhada a tensão de cisalhamento nos vasos é por meio da Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), técnica de análise numérica que fornece indicadores relacionados ao desenvolvimento de patologia com detalhes no espaço e no tempo. Portanto, para que se possa ter um melhor entendimento da hemodinâmica nos processos de aterosclerose, este projeto objetiva implementar e validar modelos CFD com geometrias 3D de artérias coronárias de pacientes obtidas de uma base de dados aberta. Tal método permitirá analisar os padrões hemodinâmicos nas coronárias, em especial será feita a análise da tensão de cisalhamento na parede do vaso, indicador-chave na iniciação e progressão da DAC. Essa análise tem a intenção de contribuir para uma melhor compreensão da DAC do ponto de vista fluido-mecânico.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (1) . Integrantes: João Lameu da Silva Júnior - Coordenador / OTAVIO DO NASCIMENTO CARNEIRO GREGORIO - Integrante.
     Membro: João Lameu da Silva Júnior.
  6. 2023-Atual. O papel da Fibrilação Atrial na trombogênese: uma contribuição integrada computacional e experimental
     Descrição: CNPq Universal (Processo: 405055/2023-4): A fibrilação atrial (FA) é a arritmia cardíaca mais comum no mundo, aumentando em cerca de cinco vezes o risco de eventos tromboembólicos e isquêmicos. Sua alta prevalência, especialmente em idosos, quase 20 para indivíduos com mais de 80 anos, resulta em reinternações frequentes e custos elevados para o sistema de saúde. A FA é caracterizada pela atividade elétrica anormal nos átrios, depreciando a função mecânica e hemodinâmica o que leva a formação de zonas pró-trombóticas, especialmente no apêndice do átrio esquerdo. Nesse contexto, a Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) é uma ferramenta interessante para uma abordagem multifísica. No entanto, estudos anteriores apresentaram simplificações, não abordando os efeitos mecânicos da atividade fibrilatória na parede cardíaca e não quantificando diretamente a trombogênese. O objetivo deste projeto é desenvolver e validar um modelo numérico multifísico (CFD) para estudar a hemodinâmica do átrio esquerdo humano sob condições eletromecânicas realistas de FA, avaliando seus efeitos na formação de trombos. O modelo integrado utilizará dados clínicos, como informações hemodinâmicas, bioquímicas e geometrias de pacientes, além da atividade eletrofisiológica da FA variando no espaço e tempo como condição de contorno. Além disso, será desenvolvido um modelo multifásico para analisar detalhadamente os componentes celulares do sangue sob diferentes condições hemodinâmicas. Será construída uma bancada de experimentos hemodinâmicos in vitro com geometrias 3D para reprodução do fluxo cardíaco pulsátil integrada a um novo setup de análise do escoamento por câmeras de alta velocidade e iluminação do campo para quantificar o campo de velocidade. Os resultados da modelagem multifásica e dos experimentos in vitro irão aprimorar o modelo numérico integrado. O modelo numérico integrado tem potencial para aplicação clínica na avaliação dos riscos de eventos tromboembólicos de forma customizada aos pacientes.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (6) . Integrantes: João Lameu da Silva Júnior - Coordenador / HARRSON S. SANTANA - Integrante / Dirceu Noriler - Integrante / João Salinet - Integrante / Rodrigo de Lima Amaral - Integrante / Jimena Gabriela Siles Paredes - Integrante / Italo Sandoval Ramos de Oliveira - Integrante / João Gabriel Buso Torro - Integrante / andré antunes jorge - Integrante. Número de produções C, T & A: 3 / Número de orientações: 2
     Membro: João Lameu da Silva Júnior.
  7. 2022-2023. Utilização de ferramentas de simulação numérica para melhor entendimento das arritmias cardíacas: produção de material de divulgação científica para conscientização sobre doenças do coração
     Descrição: Projeto Pesquisado Desde o Primeiro Dia (IC/PDPD): O sistema cardiovascular é o sistema humano responsável por atender todas as necessidades de troca gasosas e de nutrientes dos órgãos e tecidos do corpo a partir da circulação sanguínea. O bombeamento do sangue se dá a partir de um sistema especializado na geração e condução de potenciais de ação, que garante a contração e o relaxamento dos músculos cardíacos. As arritmias cardíacas se dão justamente por algum problema elétrico durante a geração ou condução desses potenciais através do coração, como é o caso da fibrilação atrial (FA). O presente trabalho tem como ponto de partida o estudo de conceitos teóricos fundamentais sobre o sistema cardiovascular a fim de produzir e divulgar materiais voltados à conscientização das arritmias, com ênfase na fibrilação atrial. O desenvolvimento do material será feito a partir de uma revisão bibliográfica, subdividida em 4 tópicos: anatomia, eletrofisiologia, biomecânica e hemodinâmica. Além disso, o material desenvolvido, em conjunto com simulações computacionais produzidas pelo grupo de pesquisa, possibilitará que os fenômenos estudados sejam visualizados de forma clara, gerando assim, materiais de fácil entendimento ao público em geral.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Integrantes: João Lameu da Silva Júnior - Coordenador / Fernanda Rossi Barboza - Integrante.
     Membro: João Lameu da Silva Júnior.
  8. 2022-2023. Modelagem hemodinâmica no átrio esquerdo humano em condição de fibrilação atrial: integração de modelos bioquímicos de trombogênese e atividade eletrofisiológica
     Descrição: Projeto de Iniciação Científica. Resumo: A fibrilação atrial (FA) é um tipo de arritmia cardíaca que consiste na contração incompleta/ineficiente do músculo, resultando numa alteração do escoamento sanguíneo pelo coração, podendo levar à formação de trombos, principalmente na região do apêndice do átrio esquerdo (AAE). O presente trabalho busca estudar este processo de trombogênese por meio da implementação de um modelo numérico baseado em Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD), integrando ao modelo aspectos hemodinâmicos, bioquímicos e atividade eletromecânica do átrio esquerdo (AE) em condições de FA. Para isso, a metodologia será dividida em três frentes: modelagem hemodinâmica, onde serão analisados os aspectos físicos do escoamento sanguíneo no AE; modelagem bioquímica, onde serão adicionadas equações de transporte para os componentes celulares/bioquímicos relevantes à trombogênese; acoplamento da atividade eletromecânica da FA ao escoamento do sangue no AE humano pela prescrição do campo de atividade elétrica na parede atrial. Com o modelo integrado (hemodinâmica, bioquímica e atividade eletromecânica) definido, serão feitas simulações em diferentes cenários de relevância clínica e o potencial de trombogênese será avaliada por indicadores hemodinâmicos e marcadores bioquímicos definidos no projeto.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (1) . Integrantes: João Lameu da Silva Júnior - Coordenador / Lucas Borges Raouda - Integrante.
     Membro: João Lameu da Silva Júnior.
  9. 2022-2023. Análise hemodinâmica em zonas de recirculação e estagnação: comparação entre modelos reológicos do sangue total e modelos multifásicos plasma-células vermelhas
     Descrição: Projeto de Iniciação Científica. Resumo: Fibrilação atrial (FA) é a arritmia cardíaca mais comum a nível mundial sendo a principal causa de isquemias cerebrais, infarto do miocárdio e tromboembolia venosa. FA é caracterizada pela atividade elétrica rápida e anormal nos átrios, resultando em padrões alterados de contrações dos átrios e em casos persistentes causam o aumento da rigidez da parede do átrio esquerdo (AE), levando a formação de zonas de estagnação do sangue e potencial formação de trombos. A trombogênese ocorre especialmente no apêndice do átrio esquerdo (AAE), uma pequena bolsa anatômica residual do desenvolvimento embrionário do AE. Em pacientes saudáveis o AAE apresenta grande contratilidade, prevenindo a formação de trombos, em contraste aos pacientes com FA com contratilidade reduzida. Cerca de 70-99 dos trombos em pacientes com FA não valvar são formados no AAE. Avanços nas técnicas de imagens médicas como são promissoras na caracterização hemodinâmica em casos de FA, no entanto, ainda é incerto se estas possuem resolução suficiente para capturar os mecanismos de trombogênese em condições relacionadas à baixa velocidade do sangue. Neste cenário, a CFD aparece como uma interessante ferramenta complementar para estudos hemodinâmicos. Esta é uma técnica numérica robusta que fornece grande detalhamento espacial-temporal no domínio avaliado, sendo uma ferramenta versátil para avaliação hemodinâmica em diferentes cenários. O sangue é composto por solução de plasma e elementos formados (células vermelhas, brancas e plaquetas). Do ponto de vista reológico, o sangue total (suspensão homogênea de plasma com elementos formados) se comporta como fluido Não-Newtoniano pseudoplástico. A viscosidade aparente do sangue total aumenta consideravelmente quando sob condição de baixas taxas de cisalhamento. Isto é atribuído a formação de rouleaux (aglomerados de células sanguíneas vermelhas). Estudos hemodinâmicos consideram normalmente o sangue total. Poucos trabalhos focaram na modelagem multifásica do escoamento do sangue (plasma + células) devido ao maior custo computacional. Modelos CFD multifásicos podem ser usados para a resolução acurada na variação local da distribuição de células vermelhas dentro dos vasos e câmaras cardíacas, permitindo avaliar as consequências hemodinâmicas em regiões de acúmulos das3células vermelhas. Para uma predição acurada, é necessário estudar as interações complexas entre as células vermelhas e o plasma sanguíneo, sendo fundamental o entendimento das contribuições de diferentes forças interfásicas para uma modelagem mais acurada, principalmente nas regiões próximas a paredes ou de estagnação do sangue. Por fim, vale destacar que pelo conhecimento dos proponentes, não existem trabalhos publicados sobre a hemodinâmica do átrio esquerdo humano utilizando modelos multifásicos.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (1) . Integrantes: João Lameu da Silva Júnior - Coordenador / P.S.A. Nabaretti - Integrante.
     Membro: João Lameu da Silva Júnior.
  
  

Prêmios e títulos