Nanomateriais Biológicos: Aplicações Médicas e Desafios, Resumos de Ciência dos materiais

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Bio e nanomateriais

WBA0768_v1.

Autoria do Desafio Profissional: Rafael Misael Vedovatte

Leitora Crítica: Thaís Fernandes Schmidt

Proposta de Resolução Primeiramente, o aluno terá que levantar as seguintes informações associadas a cada um dos materiais sugeridos. Material 1: Nanopartículas de ouro.

• Levantamento das características que habilitam as nanopartículas de ouro para aplicações biomédicas: A absorção SPR (ressonância plasmônica de superfície) de nanomateriais metálicos pode ser seguida de uma rápida conversão da luz absorvida em calor. Esta propriedade pode ser utilizada para eliminar seletivamente células cancerígenas em um conceito chamado fototermia. Nanomateriais de ouro têm sido alternativas interessantes para aplicações em fototermia devido à dependência das suas propriedades físico-químicas com seu tamanho e forma. Em outras palavras, a modificação da forma do material de nanopartículas para nanorods, ou seja, nanomateriais na forma de bastões, pode deslocar o comprimento de onda de absorção do visível para o infravermelho, auxiliando o processo de fototermia (CANCINO; MARANGONI; ZUCOLOTTO, 2014).
• Levantamento dos procedimentos necessários para síntese dos objetos de estudo: Existem várias técnicas descritas na literatura para obter nanopartículas de ouro. As mais comuns são referidas a seguir (HALSHAUSER; JARNAGIN, 2013): Impregnação; Co- Precipitação; Deposição por Precipitação; Troca de Íons, entre outras. Cabe ao aluno selecionar um método e discorrer sobre. Referência: HALSHAUSER, L.; JARNAGIN, A. Gold nanoparticles: synthesis, optical properties and applications for cancer treatment. New York: Nova Science Publishers, Inc, 2013. Disponível em:

biodispersidade e disponibilidade de nanomateriais em sistemas biológicos ainda são reduzidas (CANCINO; MARANGONI; ZUCOLOTTO, 2014). Referência: CANCINO, Juliana; MARANGONI, Valéria S.; ZUCOLOTTO, Valtencir. Nanotechnology in medicine: concepts and concerns. Química Nova , [s.l.], v. 37, n. 3, p. 521 - 526, 2014. GN1 Genesis Network. http://dx.doi.org/10.593/0100-4042.20140086. Material 2: Nanotubos de Carbono.

• Levantamento das características que habilitam os nanotubos de carbono para aplicações biomédicas: Nanomateriais de carbono com ligações sp2 possuem propriedades mecânicas, eletrônicas, óticas e químicas únicas e têm se mostrado interessantes para muitas aplicações. Entre eles, os nanotubos de carbono (nanoestruturas 1D de carbono na forma de um tubo) e os grafenos (folhas de carbono 2D) são os que mais têm chamado atenção e estudos recentes têm mostrado o elevado potencial destes materiais para aplicações em medicina. Além disso, nanotubos de carbono e grafenos possuem forte absorção ótica na região do infravermelho próximo, tornando-os materiais promissores para utilização em fototermia (CANCINO; MARANGONI; ZUCOLOTTO, 2014).
• Levantamento dos procedimentos necessários para síntese dos objetos de estudo: Descarga por arco, ablação por laser e deposição química de vapor. Cabe ao aluno selecionar um método e discorrer sobre.
• Técnicas de caracterização de bio e nanomateriais: Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Microscopia de Força Atômica (AFM), Difração de raios X, Espectroscopia na região do infravermelho (IV), entre outros. Cabe ao aluno selecionar um método e discorrer sobre.
• Aplicações médicas desses materiais: Nanotubos de carbono têm sido amplamente utilizados como plataformas na fabricação de biossensores para detectar biomoléculas. Além disso, estudos têm mostrado que a

funcionalização deste material permite sua atuação como moléculas carregadoras de medicamentos para aplicações em drug delivery e tem sido empregado com sucesso no tratamento de câncer. Por exemplo, nanotubos de carbono funcionalizados com polietileno glicol e conjugados com o quimioterápico paclitaxel proporcionaram maior eficácia na supressão do crescimento do câncer de mama. (CANCINO; MARANGONI; ZUCOLOTTO, 2014).

• Características fundamentais e principais preocupações da aplicação de nanomateriais em medicina: Para uma aplicação com alta sensibilidade e seletividade em sistemas diagnóstico e terapêutico, os nanomateriais devem estar combinados com biomoléculas ainda mais específicas, por exemplo, sistemas antígeno/anticorpo, enzima/substrato, receptores ou proteínas de membrana, sequências de DNA, RNA ou aptâmeros, cofatores, enfim, uma variedade de biomoléculas como descrito anteriormente. Além desses fatores, um importante parâmetro que deve ser levado em consideração quando um sistema diagnóstico e/ou terapêutico é desenvolvido, é a biodisponibilidade no meio biológico. Apesar da funcionalização de nanomateriais com moléculas específicas, a biodispersidade e disponibilidade de nanomateriais em sistemas biológicos ainda são reduzidas (CANCINO; MARANGONI; ZUCOLOTTO, 2014). Referência: CANCINO, Juliana; MARANGONI, Valéria S.; ZUCOLOTTO, Valtencir. Nanotechnology in medicine: concepts and concerns. Química Nova , [s.l.], v. 37, n. 3, p. 521 - 526, 2014. GN1 Genesis Network. http://dx.doi.org/10.5935/0100-4042.20140086. Nota geral: Independentemente do material que o aluno optou para estudar no centro de pesquisa e desenvolvimento, o objetivo principal desse desafio profissional era encorajar o aluno a buscar as informações corretas para a tomada de decisão. Norteando-se, principalmente, pelos conceitos descritos na leitura fundamental. Logo, ambos os materiais podem ser empregados para o centro de pesquisa.