Quasi-static assessment of the respiratory mechanics in rodents using a lung insufflator.

A avaliação da mecânica respiratória (AMR) busca descrever o comportamento mecânico do sistema respiratório, para melhor entender a sua fisiologia e a sua patofisiologia. O método quasi-estático é caracterizado pela AMR em condições nas quais a aceleração dos tecidos pode ser considerada desprezível. Esta dissertação de mestrado teve como objetivo avaliar a mecânica respiratória pelo método quasi-estático em roedores, utilizando um insuflador pulmonar para pequenos roedores (IPPR) construído no Laboratório de Engenharia Biomédica (LEB) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP). Uma extensa revisão da literatura sobre fisiologia e técnicas de AMR em humanos e roedores é apresentada. Uma documentação bastante detalhada sobre a implementação e o funcionamento do IPPR é fornecida, com o intuito de permitir que o dispositivo seja reproduzido. Testes de bancada foram executados, para avaliar o funcionamento do IPPR, e um protocolo experimental com modelo animal de doença, em ratos Wistar envenenados por Paraquat, foi realizado. Os resultados dos testes de bancada mostraram que o equipamento ainda carece de alguns ajustes, pois apresenta erros na indicação de volume, da ordem de 5%, mas que podem ser compensados na análise dos dados experimentais obtidos. No futuro, pretende-se sanar essa imprecisão, tornando o IPPR independente de um microcomputador com sistema operacional multitarefa. Os resultados da aplicação do modelo matemático exponencial, nos dados obtidos de curvas pressão-volume no protocolo experimental, trouxeram informações que estão de acordo com as características observadas no modelo animal de envenenamento por Paraquat.The assessment of respiratory mechanics (AMR) aims to describe the mechanical behavior of the respiratory system in order to better understand its physiology and pathophysiology. The quasi-static method is characterized by the AMR under conditions where the tissue\'s acceleration can be considered negligible. The purpose of this master degree dissertation was to assess the respiratory mechanics by quasistatic method in rats using a lung insufflator for small rodents (IPPR) implemented in the Biomedical Engineering Laboratory (LEB) of Escola Politécnica of University of São Paulo (EPUSP). Abroad literature review on AMR techniques and on physiology in humans and rodents was presented. A fairly detailed documentation of the assembly and the operation of the IPPR was provided in order to allow the device to be reproduced. Bench tests were conducted to evaluate the behavior of the IPPR, and an animal disease model by Paraquat poisoning protocol was performed in Wistar rats. The bench tests results showed that the equipment still needs some tweaking, because it presents errors in volume indication of the order of 5%, but these errors can be compensated in the analysis of the experimental data. In the future, there is an intention to correct this inaccuracy turning the IPPR independent of a multitask microcomputer operating system. The results of the mathematical exponential modeling applied on the pressure-volume curves in the experimental protocol are in good agreement with the characteristics observed on Paraquat poisoning animal model