Morphometric and fractal analysis of injured skeletal muscle tissue subjected to a combination of treatments; cryotherapy and therapeutic ultrasound / Análisis de la morfometría y de la dimensión fractal en la lesión del tejido muscular esquelético expuesto en la combinación de los tratamientos de crioterapia y ultrasonido

The aim of this study was to analyze the effects of an association of cryotherapy and therapeutic ultrasound on the treatment of muscle injured by impact. Fifty-five Wistar rats were divided into five groups (n = 11), Acute Injury (AI), Injury (I), Cryotherapy (CR), Therapeutic Ultrasound (TU) and Association of Cryotherapy and Therapeutic Ultrasound (CRTU). The CR and CRTU groups received applications of Cryotherapy three times (immediately, 24 and 48 h after injury) of 20 minutes duration. The TU and CRTU groups received applications of Therapeutic Ultrasound for seven days, for five minutes, in pulsed mode, 0.5 w/cm intensity, frequency 1 MHz. Body mass and gastrocnemius mass were analyzed. In addition to histological slides stained with hematoxylin and eosin used for morphometric analysis, picrosirius dye was used for quantification of collagen by Fractal Dimension (FD). The results of the intra-group analysis showed lower body mass and gastrocnemius in the CRTU group in relation to the AI (p = 0.001), I (p = 0.001), CR (p = 0.001) and TU groups (p = 0.001), and lower values of FD to quantify collagen in the CRTU group in relation to the AI (p = 0.007) and CR groups (p = 0.014). In summary, the present study showed that the association of Cryotherapy with Therapeutic Ultrasound promoted better results in the aspects analyzed compared to application of the therapies in isolation.

El objetivo del estudio fue evaluar los efectos de la asociación de las técnicas de crioterapia y ultrasonido terapéutico en el tratamiento de la lesión muscular por impacto. Fueron utilizadas 55 ratas Wistar, expuestas a lesión y separadas en grupos (n = 11): Lesión aguda (LA), Lesión (L), Crioterapia (CR), Ultrasonido Terapéutico (UT) y Crioterapia + Ultrasonido Terapéutico (CRUT). Los grupos CR y CRUT recibieron la aplicación, durante 20 minutos, en tres momentos (inmediatamente, 24 y 48 horas, después de la lesión). Los grupos UT y CRUT, recibieron UT por siete días, con una duración de cinco minutos, en modo pulsado, con una intensidad de 0,5 W/cm2 y frecuencia de 1 MHz. Fueran medidos el peso corporal y el peso de los músculos gastrocnemios y se realizaron cortes histológicos del músculo gastrocnemio, los cuales fueron teñidos con hematoxilina-eosina (HE) para el análisis morfométrico y con picrosirius para el análisis del colágeno por dimensión fractal (DF). Los resultados de los análisis intragrupo demostraron una menor disminución de la masa coporal y muscular en el grupo CRUT. Además, fue observado un valor inferior en la morfometría en el grupo CRUT en comparación a los grupos LA (p = 0,001), L (p = 0,001), CR (p = 0,001) y UT (p = 0,001), y un menor valor de la DF con respecto al colágeno en el grupo CRUT en comparación a los grupos LA (p = 0,007) y CR (p = 0,014). En síntesis, el presente estudio demostró que el protocolo de asociación de las técnicas de CR y UT causaron mayores respuestas benéficas en los aspectos analizados en comparación a los protocolos con los tratamientos aplicados de forma aislada.

Fractal analysis of skeletal muscle tissue of rats subjected to stretch injury / Análisis fractal de tejido muscular esquelético en ratas sometidas a lesión por estiramiento

The aim of this study was to analyze changes in the skeletal muscle tissue of rats after muscle stretch injury using fractal analysis. Nineteen rats were divided into three groups, Control (n= 5) (C), Lesion two days (n= 7) (L2), and Lesion seven days (n= 7) (L7). Histological slides of the gastrocnemius muscle of the animals were prepared and stained with Hematoxylin and eosin for analysis of the inflammatory process, and picrosirius for the demonstration of collagen. The stained slides were subsequently analyzed using Fractal Dimension (FD). The results showed high FD values of the inflammatory process in the experimental groups L2 and L7 in relation to C (p= 0.000). The analysis of collagen in the picrosirius stained slides showed high FD in the L2 group compared to the L7 (p= 0.0001), with no statistically significant difference among other groups. In summary, the present study demonstrated that fractal analysis was able to identify changes in the inflammatory process in injured skeletal muscle tissue.

El objetivo de la investigación fue observar las modificaciones en tejido muscular esquelético en ratas después de la lesión por estiramiento muscular con análisis fractal. En el estudio se incluyeron 19 ratas, divididas en tres grupos, Control (n= 5) (C), lesión dos días (n= 7) (L2) y lesión siete días (L7). Los cortes histológicos del músculo gastrocnemio fueron coloreados con hematoxilina-eosina para el análisis de la inflamación y picrosirius para la determinación del colágeno. Los cortes histológicos fueron posteriormente analizados por medio de dimensión fractal (FD). Los resultados mostraron valores elevados de FD en proceso inflamatorio en los grupos experimentales L2 y L7, en comparación con grupo C (p= 0,000). El análisis de colágeno mostró mayor FD en grupo L2 comparado con L7 (p= 0,0001), se observó diferencia estadísticamente significativa con los demás. En resumen, esta investigación ha demostrado que el análisis fractal fue capaz de identificar las alteraciones del proceso inflamatorio en tejido muscular esquelético después de la lesión.

Physical characterization of freeze-dried foam prepared from Aloe Vera gel and guar gum / Caracterización de espumas liofilizadas preparadas a partir de gel de Aloe vera y goma guar

Background: Foams are colloidal dispersions of a gas suspended in a dispersing phase, which consisting of a semi-freeze-dried or viscous liquid phase. The physical properties of food foams are the result of the bubble characteristics and their spatial arrangement. Objectives: The aim of this work was to obtain foams of A. vera gel and guar gum and describe the changes in their physical properties and microstructure during freeze-drying using the fractal dimension concept and image analysis techniques. Methods: The porosity, density, and volume expansion factor of the fresh foams that were based on the A. vera foams were determined. The kinetics of foam texture, color, porosity and microstructure of the freeze-dried foams were obtained. The fractal texture dimension of surface (FDSDBC) and microstructure (FDESEM) of the foams were determined as indicators of structural changes after freeze-drying. The guar gum concentrations used to obtain the A. vera prefoam were expressed in w/w as F1 (control sample without gum), F2 (2%), F3 (4%) and F4 (6%). Results: We obtained stable freeze-dried foams of Aloe vera gel and guar gum. The porosity, density and volume expansion factor of the fresh and freeze-dried foams were affected by the addition of the guar gum. Changes in the topology of the freeze-dried foam surface during the drying process resulted in a high rugosity compared with the original smooth surface. The microstructure of the dried foam samples suggested a relationship between the gum concentration of the prefoam A. vera gel mixture and the physical properties before and after freeze-drying, such as an increase in the microstructural alterations and surface roughness during freeze-drying. The roughness of the freeze-dried foam surface, described by the FDSDBC represented the macroscopic physical changes of the samples and correlated with the changes in the foam microstructure, which were described by the fractal dimension of the Environmental Scanning Electron Microscopy ESEM microphotographs (FDESEM). Conclusions: The digital analysis of the structure and porosity of the freeze-dried foam can be used to quantify the effect of gum concentrations on the morphological features and physical properties of foams during freeze-drying.

Antecedentes: Las espumas son dispersiones coloidales de un gas en una fase líquida viscosa. Las propiedades físicas de las espumas alimentarias son el resultado de las características de sus burbujas y su disposición espacial. Objetivos: El objetivo de este trabajo fue obtener espumas de gel de A. vera y goma guar y describir los cambios en sus propiedades físicas y su microestructura durante el secado por liofilización utilizando el concepto de dimensión fractal y las técnicas de análisis de imagen. Métodos: Se determinó la porosidad, densidad, factor de expansión volumétrico de las espumas frescas de A. vera. Así como la cinética de liofilización, textura, isotermas de sorción, color, porosidad y la microestructura las espumas liofilizadas. La dimensión fractal de la textura (FDSDBC) y microestructural (FDESEM) de las espumas de gel de A. vera y goma guar liofilizadas se determinó como un indicador de los cambios estructurales después de la liofilización. Las concentraciones de goma de guar utilizados para obtener la solución de clara de huevo preespuma se expresaron en w/w como F1 (muestra de control sin goma), F2 (2%), F3 (4%) y F4 (6%). Resultados: Fue posible obtener espumas liofilizadas estables de gel de A. vera y goma guar. La porosidad, densidad, factor de expansión volumétrico de las espumas se vieron afectadas con la adición de goma guar. Los cambios en la topología de la superficie de la espuma liofilizada durante todo el proceso de secado dieron lugar a alta rugosidad en comparación con la superficie lisa original. La microestructura de las muestras de espuma secas sugirió una relación entre la concentración de goma de las espumas de A. vera y las propiedades físicas antes y después de la liofilización como un aumento en las alteraciones microestructurales y rugosidad de la superficie durante el secado por congelación. La rugosidad de la superficie de la espuma liofilizada, se describió por la relación FDSDBC que representa los cambios físicos macroscópicos de las muestras y se correlacionó con los cambios en la microestructura de espuma, que fueron descritos por la dimensión fractal de las micrografías ESEM (FDESEM). Conclusiones: El análisis digital de la estructura y la porosidad de la espuma liofilizada se puede utilizar para cuantificar el efecto de las concentraciones de goma guar en las características morfológicas de las espumas durante el secado por congelación.