Capítulo VII. Biotecnologia da Saúde

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Isabela Penha Carmona
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1 Capítulo VII Biotecnologia da Saúde 1

2 Terapia génica e novas vacinas Terapia génica Vectores virais para transferência de DNA: Retrovírus Adenovírus Vírus adeno-associados Vírus herpes simplex tipo 1 Vectores não virais para transferência de DNA: DNA livre Lipossomas Conjugados moleculares 2

adeno-associados Vírus herpes simplex tipo 1 Vectores não

3 Terapia génica e novas vacinas Novas vacinas Vacinas de DNA: Partículas semelhantes a vírus (VLP) Vacinas bacterianas vacinas bacterianas vivas vacinas bacterianas inactivadas vacinas acelulares Adjuvantes convencionais Estratégias baseadas no epítopo Antigénios em partículas Tecnologia de glicoconjugação 3

vacinas bacterianas inactivadas vacinas acelulares Adjuvantes convencionais

4 Terapia génica e novas vacinas Perspectivas futuras Teoricamente, uma vacina deverá ter as seguintes propriedades: segurança para as pessoas administração fácil indução abrangente de respostas imunológicas efeito de longa duração de dose única simples de produzir baixo custo controlo e avaliação de qualidade simples mas rigoroso estabilidade térmica 4

abrangente de respostas imunológicas efeito de longa duração de dose única simples de

Sistemas de libertação controlada de fármacos Sistemas de libertação controlada de fármacos dificuldades de acesso aos locais de acção: tempos de semi-vida

5 Sistemas de libertação controlada de fármacos Sistemas de libertação controlada de fármacos dificuldades de acesso aos locais de acção: tempos de semi-vida biológicos curtos dificuldade em atravessar as mucosas biodegradação rápida pelas enzimas digestivas poder antigénio etc. Associação dos fármacos a sistemas de transporte 5

biológicos curtos dificuldade em atravessar as mucosas biodegradação rápida pelas

6 Sistemas de libertação controlada de fármacos Sistema clássico ou convencional de libertação de fármacos libertação rápida e indiscriminada da substância activa (80-100% do conteúdo em fármaco em menos de 1 hora) Sistema não convencional de libertação de fármacos controlo da velocidade de libertação e/ou direccionamento para um tecido, sustentando a duração da actividade terapêutica ou orientandoa especificamente 6

hora) Sistema não convencional de libertação de fármacos controlo da velocidade de libertação e/ou

7 Sistemas de libertação controlada de fármacos Sistema não convencional de libertação de fármacos: Libertação prolongada ou sustentada: - prolongamento da libertação do agente terapêutico no tempo de forma a que o seu aparecimento na circulação seja prolongado ou atrasado Libertação controlada (SLC): - libertação prolongada do fármaco, mas a uma velocidade conhecida e pré-determinada (comportamentos previsíveis e reprodutíveis) 7

a que o seu aparecimento na circulação seja prolongado ou atrasado Libertação controlada (SLC): -

8 Sistemas de libertação controlada de fármacos Vantagens da libertação controlada de fármacos: obtenção de níveis constantes de doses efectivas de fármaco no organismo direcccionamento específico do fármaco para tecidos ou órgãos alvo redução concomitante de efeitos secundários Concentração plasmática do fármaco Concentração mímina tóxica Concentração mímina eficaz Tempo 8

específico do fármaco para tecidos ou órgãos alvo redução concomitante de efeitos secundários

9 Sistemas de libertação controlada de fármacos Abordagens para a obtenção de libertação controlada de fármacos: Abordagem Física -Sistemas macroscópicos preparados a partir de metais, polímeros e poliésteres Abordagem Química -Modificação química do fármaco (pró-fármacos e análogos) Abordagem Bioquímica e Biotecnológica -Utilização de materiais biológicos e/ou biocompatíveis: Macromoléculas naturais Células Sistemas coloidais lipídicos e poliméricos 9

-Modificação química do fármaco (pró-fármacos e análogos) Abordagem Bioquímica e Biotecnológica -Utilização de

10 Sistemas de libertação controlada de fármacos Aplicações terâpêuticas e formas comercializadas de sistemas de libertação : Sistemas físicos - Sistemas transdérmicos, implantes oculares e subcutâneo, etc. Sistemas coloidais lipídicos e poliméricos - essencialmente formulações lipossomais 10

Sistemas transdérmicos, implantes oculares e subcutâneo, etc.

11 Biomateriais Local Tipo de aplicação Pele Ossos Olhos Ouvidos Músculos Sistema cardiovascular Sistema urinário Sistema nervoso Sistema endócrino Suturas, compressas, pele artificial Próteses, parafusos, cimentos ósseos, placas de osteossíntese Lentes de contacto, lentes intra-oculares Implantes da cóclea Suturas, estimuladores da função muscular Pacemakers, válvulas cardíacas artificiais, cateteres, coração artificial, vasos sanguíneos Cateteres, aparelhos de diálise Drenos hidrocefálicos, estimuladores da função nervosa Microcápsulas contendo células pancreáticas 11

intra-oculares Implantes da cóclea Suturas, estimuladores da função muscular Pacemakers, válvulas cardíacas artificiais, cateteres, coração

12 Biomateriais Biomaterias = materiais para medicina = materiais biomédicos Materiais utilizados em medicina : Metais Polímeros Cerâmicos Materiais compósitos biocompatibilidade dos materiais 12

13 Biomateriais Metais -Aços inoxidáveis (ligas de Cr-Ni-Fe, com ou sem Mo) -Ligas de Co-Cr-Mo -Titânio e suas ligas -Amálgamas dentárias (ligas de Ag-Hg com adição de outros como o Cu) -Tântalo (Ta) e o Nióbio (Nb)! Agressividade dos fluidos orgânicos e acção de esforços mecânicos Libertação de partículas de desgaste ou iões (ex: Cr 6+ e Ni 2+ ) 13

outros como o Cu) -Tântalo (Ta) e o Nióbio (Nb)!

14 Biomateriais Biomaterias cerâmicos = biocerâmicos Cerâmicos -Compostos inorgânicos, mono ou policristalinos, formados por elementos metálicos e não metálicos, ligados entre si por ligações iónicas e/ou covalentes -Dureza, temperatura de fusão e estabilidade química elevadas -Baixa tenacidade e ductilidade -Baixa condutividade térmica e eléctrica (ausência de electrões livres) Biocerâmicos -Bioinerte (zircónia, alumina, nitreto de silício) -Bioactivo (fixação biológica) (hidroxiapatite, fluorapatite, apatites substitucionais, biovidros) -Biorreabsorvível (compostos de fosfato de cálcio) 14

ductilidade -Baixa condutividade térmica e eléctrica (ausência de electrões livres) Biocerâmicos -Bioinerte (zircónia, alumina, nitreto de silício)

15 Biomateriais Polímeros -Substância constituída por macromoléculas, caracterizadas pela repetição de um ou mais tipos de unidades de dimensões inferiores (monómeros) ligadas covalentemente entre si -Maioria dos polímeros não são cristalinos -Baixa densidade, temperaturas de decomposição relativamente baixas, facilmente deformados plasticamente -Podem ser lineares ou formarem redes tridimensionais reticuladas -Termoplásticos (polietilenos, poli(metacrilato de metilo), poli(cloreto de vinilo)) -Termoendurecíveis (poliuretanos) -Elastómeros ou borrachas (silicone) -Hidrogéis -Biopolímeros (polímeros naturais como o colagénio, elastina, ácido hialurónico, dextrano, celulose, quitina) 15

-Podem ser lineares ou formarem redes tridimensionais reticuladas -Termoplásticos (polietilenos, poli(metacrilato de metilo), poli(cloreto de vinilo)) -Termoendurecíveis

16 Biomateriais Aplicações de biomateriais Materiais de obturação dentária (amálgamas dentárias, resinas compostas, próteses dentárias) Próteses e implantes ortopédicos Materiais de regeneração e cimentos ósseos Materiais para oftalmologia Sistemas de libertação controlada de fármacos Cateteres Válvulas cardíacas e vasos sanguíneos (válvulas, vasos) Suturas Substitutos de pele para queimaduras 16

cimentos ósseos Materiais para oftalmologia Sistemas de libertação controlada de fármacos

17 Biomateriais Substitutos de pele para queimaduras Aderência aos tecidos lesionados Absorção controlada de água Permeabilidade ao oxigénio e vapor de água Porosidade adequada à migração das células Macro-estrutura de suporte adequada à vascularização e regeneração da derme Ausência de antigenicidade Resistência mecânica adequada Flexibilidade e facilidade de manuseamento Taxa de degradação adaptada ao processo de regenração celular 17

suporte adequada à vascularização e regeneração da derme Ausência de antigenicidade Resistência mecânica

18 Biomateriais Ensaios: Materiais para ortopedia Ensaios mecânicos Ensaios in vitro Ensaios in vivo Materiais para contacto com o sangue Trombose Coagulação Plaquetas Hematologia Imunologia 18

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