UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE

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1 UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE PLANO DE ENSINO Código Unidade 040 CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE Curso Etapa Sem. / Ano Ciências Biológicas 8ª 1º / 2011 Cód. Discipl. Nome da Disciplina Aplicações das Radiações Horas/Aula Semanais Teoria Prática Grupos 30 DRT Professor (es) Enéas Furtado de Araujo Ementa: A disciplina desenvolverá temas relacionados às aplicações das radiações na saúde, fornecendo subsídios para que o aluno compreenda a importância de suas aplicações nas ciências biológicas, além de seus usos na medicina e na indústria. Objetivos: 1 Apresentar os princípios fundamentais da emissão de radiações, sejam radiações corpusculares ou fotônicas, produzidas por equipamentos ou devido a fenômenos atômicos próprios da eletrosfera e núcleo atômico. 2 Estudar as interações das radiações com a matéria em geral, com os seres vivos, com humanos, bem como critérios e providências de proteção radiológica que permitam o manuseio e a operação de materiais e equipamentos que emitem radiações. 3 Estudar as aplicações das radiações na área biológica pura e aplicada, com ênfase na pesquisa biológica, na agricultura e indústria de produtos orgânicos, bem como na medicina nuclear, em radiodiagnose e radioterapia. Método: 1 Aulas expositivas teóricas em sala de aula com utilização do quadro-negro e/ou recursos audiovisuais. 2 Exercícios de aplicação e trabalhos de pesquisa em atividades extraclasse para fixação de conceitos teóricos.

2 Conteúdo Programático: 1 A origem das radiações, o desenvolvimento histórico, principais conceitos e grandezas fundamentais relacionados a estrutura atômica, a teoria quântica, a eletrosfera e o núcleo atômico, características que determinam a estabilidade e a instabilidade nuclear, os núcleons, nuclídeos e radionuclídeos. 2 Os tipos de decaimento radioativo, as radiações corpusculares com e sem carga elétrica, as emissões alfa e beta, propriedades das radiações corpusculares quanto à penetração na matéria, efeito ionizante e concentração de energia em materiais em geral e no tecido biológico. 3 As radiações eletromagnéticas, a emissão gama e demais radiações do espectro eletromagnético raios X, ultravioleta, visível, infravermelha, microondas e ondas de rádio, propriedades das radiações eletromagnéticas quanto à penetração, ionização e concentração de energia. 4 A desintegração radioativa, a lei do decaimento radioativo, o número de radionuclídeos e seu relacionamento com a massa, a meia-vida física e a constante de desintegração radioativa, a atividade e a atividade específica, unidades usuais e do S. I., o esquema de decaimento radioativo. 5 Os efeitos das radiações na matéria em geral, as interações com a eletrosfera, a excitação e a ionização de elétrons, as interações com o núcleo atômico, as reações nucleares de espalhamentos elásticos e inelásticos, de absorção ou captura, de fusão e de fissão, o núcleo composto. 6 As interações das radiações com os seres vivos, os efeitos biológicos gerais, tipos de exposição, a lesão celular, etapas da radiolesão, as interações físicas, físico-químicas, químicas e biológicas, alterações morfológicas e funcionais, mecanismos direto e indireto da radiolesão, a radiólise da água. 7 A especificidade, transmissibilidade, irreversibilidade e período de latência dos efeitos biológicos, a dose limiar, classificação dos efeitos biológicos quanto a dose limiar, as relações dose-efeito, os efeitos somáticos e hereditários, efeitos tardios e os imediatos, a síndrome aguda das radiações. 8 A quantificação dos efeitos das radiações na matéria, seres vivos em geral e humanos, o conceito de dose, dose de exposição, dose absorvida, equivalente de dose, os fatores modificadores e as unidades usuais e do S. I., dosimetria externa e interna, a meia vida física, a remoção biológica e efetiva. 9 As fontes de radiações naturais e artificiais, tipos de exposição interna e externa, a radiação cósmica, as radiações provenientes de radionuclídeos emissores de radiações corpusculares e eletromagnéticas, a radiação diagnóstica e a poeira radioativa, o equivalente de dose anual. 10 Evolução do conceito de proteção radiológica, critérios básicos de proteção radiológica quanto a efeitos biológicos determinísticos e estocásticos provenientes da operação e do manuseio de equipamentos radiológicos, fontes radioativas, armazenamento e transporte de radioisótopos.

3 11 As aplicações das radiações em ciências puras e aplicadas, a pesquisa biológica e os traçadores radioativos, a auto-radiografia, principais radiotraçadores, e a radiogenética, aplicações na indústria e na agricultura, a radio esterilização de materiais hospitalares e a irradiação de alimentos. 12 As aplicações das radiações em medicina nuclear radiodiagnose e radioterapia, a imaginologia, a radiologia, a abreugrafia, a mamografia, a densitometria, a tomografia computadorizada por raios-x e por radionuclídeos emissores de pósitrons, a radioterapia por teleterapia e braquiterapia. Critérios de Avaliação: A Média Final de (MF) será definida a partir da seguinte fórmula: MF= [(AIx6) + (PAFx4)] / 10 Onde: MF 7,0 e 75% de freqüência (aluno aprovado) MF < 5,5 (aluno reprovado) 5,5 MF 6,9 (aprovado apenas com percentual 80% de freqüência) Sendo: AI: média das avaliações intermediárias; PAF: prova final de avaliação escrita; e MF: média final. Detalhamento das avaliações intermediárias: no decorrer do período letivo serão aplicadas duas avaliações escritas (P1 e P2), assim como será elaborado um trabalho por parte dos alunos (T), de forma que a Avaliação Intermediária (AI) do aluno será calculada a partir da média aritmética dessas avaliações, conforme a expressão: AI P 1 P2 T 3 Bibliografia Básica: 1 BIRAL, A. R.; Radiações ionizantes para médicos, físicos e leigos, Editora Insular, Florianópolis, SCAFF, L. A. M.; Física para radioterapia, Editora Sarvier, São Paulo, GARCIA, E. A. C.; Biofísica, Editora Sarvier, São Paulo, 2002.

4 Bibliografia Complementar: 1 OKUNO, E.; CALDAS, I. L. e CHOW, C., Física Para Ciências Biológicas e Biomédicas, 1ª ed., Editora Harbra, São Paulo, FRIEDLANDER, G.; KENNEDY, J. W.; MACIAS, E. S. e MILLER, J. M., Nuclear and Radiochemistry, 3ª ed., John Wiley and Sons, Nova York, Estados Unidos da América,1981. Cronograma (Disciplina Teórico-Prática): Semana Conteúdo/Estratégia TEORIA 1ª Eventos de recepção aos calouros. 2ª Apresentação dos objetivos da disciplina: estudo das radiações, origem e efeitos. A origem das radiações, o desenvolvimento histórico, principais conceitos e grandezas fundamentais 3ª relacionados a estrutura atômica, a teoria quântica, a eletrosfera e o núcleo atômico, características que determinam a estabilidade e a instabilidade nuclear, os núcleons, nuclídeos e radionuclídeos. Os tipos de decaimento radioativo, as radiações corpusculares e eletromagnéticas, a lei do decaimento 4ª radioativo, a meia-vida física e a constante de desintegração radioativa, a atividade radioativa e a atividade específica, unidades usuais e do Sistema Internacional, o esquema de decaimento radioativo. 5ª Carnaval. As interações das radiações com a matéria em geral, efeitos das radiações na eletrosfera a excitação e 6ª ionização eletrônicas, e núcleo atômico as reações nucleares, provocados por partículas carregadas, nêutrons e radiações eletromagnéticas, as radiações ionizantes. 7ª Primeira Avaliação (P1). As interações das radiações com os seres vivos, os feitos biológicos gerais, etapas da radiolesão, as 8ª interações físicas, físico-químicas, químicas e biológicas, mecanismos direto e indireto da radiolesão, a radiossensibilidade das células, mecanismos celulares de reparação. A quantificação dos efeitos das radiações na matéria, nos seres vivos em geral e em humanos, o conceito de 9ª dose, a dose de exposição, a dose absorvida, o equivalente de dose, os fatores modificadores e as unidades usuais e do Sistema Internacional, avaliações da dose por meio da meia vida física, biológica e efetiva. PRÁTICA

5 As relações entre a dose e os efeitos biológicos somáticos e hereditários, os conceitos de dose letal e dose limiar, efeitos biológicos determinísticos e 10ª estocásticos, efeitos biológicos imediatos e tardios, a síndrome aguda da radiação e suas implicações nos sistemas hematopoiético, gastrintestinal e nervoso central. 11ª Feriado Religioso. 12ª Segunda Avaliação (P2). A pesquisa biológica e a evolução do conceito de proteção radiológica, fontes de irradiação naturais e artificiais, tipos de exposição e os limites de dose, 13ª recomendações de proteção radiológica, critérios básicos de proteção radiológica quanto à operação e manuseio de equipamentos radiológicos e fontes radioativas. As aplicações das radiações em pesquisa biológica pelo emprego de traçadores radioativos, características gerais do uso de radiotraçadores para o estudo de mecanismos biológicos, critérios de seleção de fontes de irradiação, a auto-radiografia, principais radiotraçadores e traçadores obtidos de geradores; as 14ª aplicações das radiações no campo da biologia aplicada em geral, a radiogenética, indução de mutação in vitro e in vivo em espécies vegetais, irradiação de alimentos para redução de processos fisiológicos como brotamento, maturação e envelhecimento, e eliminação ou redução de microrganismos, parasitas e pragas. As aplicações das radiações no campo da radiologia diagnóstica por meio dos radiofármacos, obtenção de imagens e medidas in vitro e in vivo, análise genética com marcadores moleculares, o radioimunoensaio, análises químicas de materiais biológicos por determinações elementares radiométricas em geral e 15ª análise por ativação neutrônica; as aplicações das radiações no campo da radiologia diagnóstica por meio de imagens radiográficas a imaginologia, a radiologia convencional, a digital, e a contrastada, a abreugrafia, a mamografia, a densitometria, a tomografia computadorizada por raios-x e por radionuclídeos emissores de pósitrons. 16ª Semana de apresentação de TCC. As aplicações das radiações no campo da medicina terapêutica por meio da radioterapia, a teleterapia com equipamentos de quilovoltagem raios X, 17ª megavoltagem aceleradores de partículas, aceleradores lineares e bétatrons, e com radioisótopos teleisotopoterapia, e braquiterapia com o uso de radioisótopos encapsulados. 18ª Prova de Avaliação Final Escrita. 19ª Vista da Prova de Avaliação Final Escrita. 20ª Encerramento das notas.