Nanotecnologia. João Paulo Sinnecker
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- Maria de Lourdes Faria Barreiro
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1 Nanotecnologia Aplicações em Física F MédicaM João Paulo Sinnecker Agradecimentos: Miguel Novak - UFRJ Pedro Renault - UFRJ Zulmira Lacava - UnB
2 Nanotecnologia. Nanobiotecnologia
3 Nanotecnologia, Biologia e Medicina Biomoléculas escala nanométrica (proteínas, lipídios, carboidratos, vitaminas) Célula contém nanomáquinas que sustentam a vida O conhecimento da estrutura e da função dos componentes celulares em nanoescala é essencial para compreender os processos biológicos Aplicações: diagnóstico e prevenção de doenças; terapia
4
5 Nanotecnologia, Biologia e Medicina OBJETIVOS Estudar a interação de nanopartículas magnéticas com os tecidos 1. Determinação da concentração de nanopartículas nos tecidos 2. Investigar o papel das nanopartículas magnéticas como agentes de contraste em exames de MRI 3. Avaliar a resposta dos tecidos à presença das nanopartículas magnéticas
6 Nanotecnologia na Natureza Nanomáquinas celulares
7 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas Diagnóstico e Terapia Nanosensores ópticos Nanopartículas de Au terapia fototérmica Hirsch et al. PNAS 2003
8 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas
9 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas
10 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas
11 Bactéria Magnetostática tica Quando expostas a um campo magnético movimentam-se de acordo com o campo Em direção ao norte magnético "north-seeking (maioria) Em direção ao sul magnético "south seeking".
12 Bactéria Magnetostática tica A natureza magnética: pequenas partículas magnéticas (nm) no interior das bactérias Magnetita: Fe 3 O 4 Cadeias de partículas Reagem ao campo como uma bússola Alinhamento paralelo ao campo magnético da Terra.
13 Bactéria Magnetostática tica Nanopartículas magnéticas na natureza Bactérias magnetotáticas
14 Nanotecnologia. Aplicações - Terapia
15 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas Ferrofluidos Biocompatíveis tratamento localizado - câncer biocompatível
16 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas
17 Nanotecnologia. Aplicações Separação Magnética
18 Fluídos Magnéticos - Ferrofluidos Despoluição Ambiental ferrofluido com base líquida em óleo (PETRÓLEO) polímero esférico poroso impregnado com pequenas partículas magnéticas forma ferrofluido MENOS denso que a água utilização em derramamento acidental de óleo possibilidade de separação magnética posterior reutilização das partículas
19 Nanopartículas Separação Magnética
20 Nanopartículas Separação Magnética
21 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas
22 Nanotecnologia. Aplicações Carreamento de Drogas
23 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas Liberação sistêmica Alta concentração da droga circulando livremente Baixa concentração no local desejado Liberação Controlada Alta concentração da droga no local desejado Baixa concentração circulando livremente
24 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas Rompimento magnético de microcápsulas contendo fármacos
25 Nanotecnologia. Aplicações Marcação de Tecidos
26 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas Observação de Reações Bioquímicas Tempo de Relaxação Magnética Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação Reações detectadas uso de SQUIDs Aplicações in vivo diagnóstico de câncer
27 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas Marcação de células Pequenas partículas de Fe 3 O 4 (10 nm - micron) Recobertas com proteínas ou outro material. Adição de anticorpos específicos adere à substância que se deseja identificar
28 Nanotecnologia. Aplicações Tratamento
29 Magnetohipertermia Ito et al. Journal of Bioscience and Bioengineering 2005
30 Magnetohipertermia Ito et al. Journal of Bioscience and Bioengineering 2005
31 Nanotecnologia. Aplicações Imagen - Diagnóstico
32 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas Ressonância Magnética
33 Ressonância Magnética Desvio químico ( chemical shift ) Espectro de 1 H
34 Ressonância Magnética - MRI
35 Nanopartículas magnéticas como agentes de contraste Ito et al. Journal of Bioscience and Bioengineering 2005
36 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas Aumento de contraste em RMN
37 Nanopartículas - Aplicações Biomédicas Hipertermia: Tratamento de células cancerígenas por aquecimento
38 Espectroscopia clínica (MRS Magnetic Resonance Spectroscopy)
39 Nanotecnologia. Aplicações IF/UFRJ
40 Nosso estudo Nanopartículas de γfe 2 O 3 recobertas com albumina Diâmetros médios: 8,9 nm (núcleo de maghemita) 73,0 nm (maghemita + albumina) Nanopartículas liofilizadas ressuspendidas em tampão fosfato (PBS) Suspensão com concentração de ~ partículas/cm 3
41 Nosso estudo Animais de experimentação: camundongos fêmeas não isogênicos (variabilidade genética) Grupo controle: 3 animais injeção intraperitoneal de 100 µl de PBS Grupo experimental: 3 animais injeção intraperitoneal de 100 µl de suspensão contendo as nanopartículas Remoção dos órgãos 24 h após a injeção Maceração dos órgãos Amostras conservadas a 20 C
42 Biodistribuição de Nanopartículas Magnéticas Estudos Prévios Magnetita recoberta com ácido poliaspártico Fluido magnético administrado em camundongos Concentrações medidas por EPR Sadeghiani et al. IEEE 2005
43 FIM Escola de Nanotecnologia Julho de 2008 Prof. Elis Sinnecker
44 FIM Multidisciplinar / Interdisciplinar Novas Aplicações!!! Novas idéias!!!...futuro promissor? Implicações?
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