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Type: Dissertação
Title: Modelo para formação de fibrilas de colágeno e análise das suas propriedades mecânicas
Authors: Tavares, Robert Bertoldo
Advisor: Araújo, Ascânio Dias
Co-advisor: Souza, Michael Ferreira de
Keywords in Brazilian Portuguese : Colágeno;Fibras elásticas;Agregação por difusão limitada
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
Issue Date: 2023
Citation: TAVARES, R. B. Modelo para formação de fibrilas de colágeno e análise das suas propriedades mecânicas. 2023. 41 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: O colágeno tipo I é uma das proteínas mais abundantes do corpo humano, ela desempenha papel estrutural e está presente em ossos, pele e tendões. Essas moléculas possuem a capacidade de se auto-organizarem para formar estruturas elásticas conhecidas como fibrilas. Apesar de conhecermos como ocorre a formação das fibras de colágeno, o processo de organização dessas proteínas na estrutura intermediária ainda não é totalmente compreendido. Nós utilizamos um modelo baseado em DLA (Diffusion Limited Aggregation) combinado de um movimento adicional de difusão sobre a superfície da estrutura para tentar entender a formação das fibras elásticas compostas por moléculas de colágeno. Este algoritmo permitiu gerar estruturas alongadas, com comportamento linear na sua relação massa por comprimento e bem compactas, para um alto valor de difusão sobre a superfície das fibras. Usando um modelo mecânico probabilístico, fomos capazes de analisar as propriedades mecânicas das fibrilas geradas, de modo que identificamos que a força máxima suportada cresce com o aumento dos movimentos permitidos da superfície de difusão até um certo ponto onde a força parece ser constante. Também observamos que a ruptura das fibrilas ocorre por um processo de avalanche com regimes bem definidos.
Abstract: Type I collagen is one of the most abundant proteins in the human body, it plays a structural role and is present in bones, skin and tendons. These molecules have the ability to self-assemble to form elastic structures known as fibrils. Although we know how collagen fibers are formed, the organization process of these proteins in the intermediary structure is still not fully understood. We used a model based on DLA (Diffusion Limited Aggregation) combined with na additional movement of diffusion over the surface of the structure to try to understand the formation of elastic fibers composed of collagen molecules. This algorithm allowed generating elongated structures, with linear behavior in their mass to length ratio and very compact, for a high diffusion value on the surface of the fibers. Using a probabilistic mechanical model, we were able to analyze the mechanical properties of the generated fibrils, so that we identified that the maximum supported force grows with the increase of allowed movements of the diffusion surface up to a certain point where the force seems to be constant. We also observed that fibril rupture occurs through an avalanche process with welldefined regimes.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74500
Access Rights: Acesso Aberto
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