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Publicação
Desenvolvimento de Metodologias para Análise Elementar de Osso com Patologia
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Orientador(es)
Resumo(s)
As doenças ósseas como a osteoporose e a doença óssea de Paget têm efeitos severos na qualidade de vida do paciente. O conteúdo relativo de cálcio e fósforo é fundamental para manter a homeostasia mineral e o metabolismo ósseo. A investigação da composição elementar dos elementos maioritários e elementos-traço poderá dar também um importante contributo para o desenvolvimento de biomarcadores da saúde óssea. Compreende-se assim a importância da validação de metodologias para análise de amostras ósseas que permitam a obtenção de informação fiável sobre a composição elementar, que é o que se pretende com o presente trabalho.
As técnicas de PIXE (Particle Induced X-ray Emission), PIGE (Particle Induced Gamma-ray Emission), μ-PIXE e μ-XRF (μ-X-Ray Fluorescence spectroscopy), foram aplicadas para análise da composição elementar de amostras ósseas saudáveis e afetadas com osteoporose e com doença óssea de Paget. É o primeiro estudo da composição elementar e da razão Ca/P em amostras de osso pagético “vivo”. Também é o primeiro estudo em que a técnica de PIGE é aplicada para quantificação de fósforo em amostras ósseas, sem recurso a materiais de referência padrão. Para que tal fosse possível, foi determinada a seção eficaz para a reação de dispersão inelástica de protões por 31P para a gama de energias 2-4 MeV. De referir também que o método escolhido para preparação das amostras ósseas permite uma análise dos elementos maioritários e traço ao longo do osso, no sentido em que é aplicada a carga mecânica. Este tipo de análise da distribuição dos elementos no osso foi realizado pela primeira vez neste trabalho e, no caso da doença óssea de Paget permite de certa forma avaliar a extensão da doença no osso.
Os resultados das análises das amostras ósseas permitem concluir que as técnicas de PIXE, PIGE e μ-XRF permitem a identificação e quantificação de vários elementos nas amostras ósseas. As técnicas de análise por feixe de iões permitem distinguir entre diferentes tipos de osso e ver claramente as diferenças entre osso saudável e osso com patologia quando se analisa a razão Ca/P ou a concentração de outros elementos, o que não foi possível com as análises de μ-XRF. A análise de osso afetado com doença óssea de Paget revelou a presença de elevadas concentrações de chumbo na cartilagem, um elemento altamente tóxico que afeta o metabolismo ósseo atuando diretamente nas funções dos osteoclastos e dos osteoblastos. Por outro lado, os resultados obtidos para a razão Ca/P e a concentração de zinco para cada osso parece indicar uma correlação com o tipo de patologia.
Descrição
Palavras-chave
Doenças ósseas Osteoporose Doença óssea de Paget PIXE PIGE μ-XRF