A nanotecnologia e a saúde
dos trabalhadores
SBPC
julho 2007
Arline Sydneia Abel Arcuri
Novos desafios
A FUNDACENTRO como órgão de estudos,
pesquisas e divulgação de conhecimentos na
área de segurança e saúde dos
trabalhadores está iniciando um projeto
intitulado :Estudo preliminar dos impactos
da nanotecnologia para a saúde dos
trabalhadores.
POR QUE?
Nanotecnologia está sendo anunciada
como uma nova revolução
tecnológica, mas tão profunda que
irá atingir todos os aspectos da
sociedade humana.
Ela envolve o estudo e a manipulação
da matéria em uma escala muito
pequena, geralmente na faixa de 1 a
100 nanometros
um metro = 1 bilhão de nanometros
A nanociência é o estudo do fenômeno e da
manipulação de matérias em escala
atômica, molecular e macromolecular
onde as propriedades diferem
significativamente daquelas em escalas
maiores. (Barker e outros, 2005)
A nanotecnologia envolve o estudo e a
manipulação da matéria em uma escala
muito pequena, geralmente da ordem de
1 a 100 nanometros (1 metro = a 1
bilhão de nanômetros).
"Nano" é um prefixo que vem do grego
antigo e significa "anão".
Imagine uma praia começando em
Salvador, na Bahia, e indo até Natal,
no Rio Grande do Norte.
Um grão de areia está para esta praia
assim como um nanômetro está para
o metro.
Outras comparações:
O cabelo humano é 1000 vezes
maior do que as partículas com
100 nanometros.
Muitos vírus são
aproximadamente do tamanho
de algumas nanopartículas.
Devido ser tão pequenas, elas têm
uma grande relação
superfície/volume que é responsável
por novas propriedades físicas e
químicas.
Isto inclui um aumento da reatividade
química na superfície da
nanopartícula
Neste nível microscópico:
as propriedades elétricas, óticas e magnéticas dos
produtos químicos podem mudar.
O ouro muda de cor em vários níveis nano.
Substâncias que são:
• estáveis em dimensões maiores tornam-se
reativas;
• isolantes podem se tornar condutoras;
• opacas podem se tornar transparentes.
Conhecer as características das substâncias em
tamanho maior não fornece informações
compreensíveis sobre suas propriedades no
nível nano.
As mesmas propriedades que alteram as
características físicas e químicas das
nanopartículas, podem também, provocar
conseqüências não pretendidas quando elas
entram em contato com o organismo humano.
Um material perfeitamente seguro para ser
manuseado em tamanho maior, pode facilmente
penetrar na pele na forma de nanopartícula e se
tornar um aerossol e entrar no organismo via
respiratória. A reatividade devido a grande área
superficial pode interagir com sistemas
biológicos de formas desconhecidas
Deverá provocar importantes
conseqüências econômicas, sociais,
ambientais e militares.
São bem amplo os seus campos de
aplicação
Mandala da nanotecnologia
http://www.ica.ele.puc-rio.br/nanotech/nano_introducao.asp
Não há, na verdade, uma única
tecnologia, mas várias. O que
as diferentes tecnologias têm
em comum é o tamanho das
partículas. (Barker e outros,
2005).
A IMPORTÂNCIA DA NANOTECNOLOGIA
PARA O MUNDO EM DESENVOLVIMENTO,
SEGUNDO AS NACÕES UNIDAS
•
•
•
•
Envolve pouco trabalho, terra ou manutenção
É muito produtiva e barata
Requer modestas porções de matéria e energia
Produtos tecnológicos serão extremamente
produtivos como produtores de energia, coletores de
materiais e equipamentos industriais
• Vai reduzir os custos de produção agrícola, e com
isto vai reduzir a mortalidade infantil e doenças da
subnutrição
• Saúde das culturas agricolas protegidas por
nanosensores
UN. TASK FORCE. SCIENCE, TECHNOLOGY AND INNOVATION
INNOVATION: APPLAYING KNOWLEDGE IN DEVELOPMENT, P.70
ENGAJAMENTO PUBLICO EM NANOTECNOLOGIA – Palestra DR. PAULO ROBERTO
MARTINS, COORD. RENANOSOMA, PESQUISADOR DO IPT, FORUM SOCIAL
BRASILEIRO, RECIFE 21/04/06
ÁGUA E SANEAMENTO
• Nano membranas e argilas
• Filtros com nanotubos de carbono
• Nanosensores para a detecção de patógenos e
contaminantes
• Nanoeletrocatálise para decomposição anódica
de poluentes orgânicos e para a remoção de
metais pesados em efluentes líquidos
• Reciclagem de água via polímeros nanoporosos,
particulas magnéticas, etc
UN. TASK FORCE. SCIENCE, TECHNOLOGY AND INNOVATION
INNOVATION: APPLAYING KNOWLEDGE IN DEVELOPMENT, P.70
ENGAJAMENTO PUBLICO EM NANOTECNOLOGIA – Palestra DR. PAULO ROBERTO MARTINS,
COORD. RENANOSOMA, PESQUISADOR DO IPT, FORUM SOCIAL BRASILEIRO, RECIFE 21/04/06
INCREMENTANDO O
GERENCIAMENTO AMBIENTAL
• Nanocatalizadores para reduzir a poluição
atmosférica
• Nanosensores para detectar materiais tóxicos
• Dispositivo para sequenciar moléculas simples
de ácido nucleico via nanoporos
UN. TASK FORCE. SCIENCE, TECHNOLOGY AND INNOVATION
INNOVATION: APPLAYING KNOWLEDGE IN DEVELOPMENT, P.70
ENGAJAMENTO PUBLICO EM NANOTECNOLOGIA – Palestra DR. PAULO ROBERTO MARTINS, COORD.
RENANOSOMA, PESQUISADOR DO IPT, FORUM SOCIAL BRASILEIRO, RECIFE 21/04/06
NANO OPORTUNIDADES E MEIO
AMBIENTE
Aspecto geral:
Menor uso de matérias primas e recursos naturais.
menor uso de energia
Aspecto específico: dois tipos de nanotecnologias
A) nano inovações incrementais
B) nano inovações revolucionárias
ENGAJAMENTO PUBLICO EM NANOTECNOLOGIA – Palestra DR. PAULO ROBERTO MARTINS, COORD.
RENANOSOMA, PESQUISADOR DO IPT, FORUM SOCIAL BRASILEIRO, RECIFE 21/04/06
Nanomateriais: quem são
eles?
Todos os materiais convencionais, tais
como metais, semicondutores, vidro,
cerâmica ou polímeros, podem, em
princípio, ser obtidos em dimensão de
nano escala.
O que mais preocupa sob os aspectos de
SST e meio ambiente são as
nanopartículas
Nanopartículas?
.O espectro de nanopartículas é muito grande e
inclui:
• partículas inorgânica ou orgânica,
• cristalinas ou amorfas
Podem ser encontradas como:
• partículas simples/individuais,
• agregadas,
• em pó ou
• dispersa em uma matriz, sobre colóides,
suspensões e emulsões, nanofilmes ou
nanocamadas,
Novos conceitos de
partículas/nanocompostos?
Fulerenos
Esferas de carbono puro
de sessenta átomos de
carbono (C60), com
aproximadamente um
nanômetro de diâmetro,
arranjadas como 20
hexágonos e 12
pentágonos, semelhante
a uma bola de futebol
Novos conceitos de partículas
/nanocompostos?
Nanotubos
Os nanotubos de carbono são
estruturas cilíndricas formadas
por átomos de carbono, cujo
diâmetro é de um a três
nanômetros (nm) e cujo
comprimento de 1.000 nm.
bastante comum feita pelos
cientistas, os nanotubos são
cem mil vezes mais finos que um
fio de cabelo. Eles foram
descobertos, no início da década
de 1990, pelo pesquisador
japonês Sumio Iijima.
Novos conceitos de partículas
/nanocompostos?
Dendrímeros:
• São moléculas poliméricas
esféricas, formadas por
processo de auto-organização
hierárquica. Eles são usados
em aplicações convencionáis
de recobrimento e pintura.
Futuramente podem ser
usados em drug-delivery e até
mesmo no auxílio de
purificação de água através do
aprisionamento de íons
metálicos.
http://www.ica.ele.puc-rio.br/nanotech/nano_curiosidades.asp
Novos conceitos de partículas
/nanocompostos?
Pontos Quânticos
• São nanopartículas em
semicondutores que foram
criados no início dos anos 80.
São muito utilizados em
aplicações de opto-eletrônica,
tais como, lasers, LEDs e
células solares. Essas
partículas possibilitam um
confinamento de cargas
elétricas, funcionando como
uma átomo artificial
Novos conceitos de partículas
/nanocompostos?
Biopolímeros:
• A grande variedade de
biopolímeros, tais como as
moléculas de DNA, oferecem
uma grande variedade de
nanoestruturas autoorganizáveis. Eles também
oferecem a oportunidade de
ligação entre a nano e
biotecnologia em, por
exemplo, criar sensores
biocompatíveis e simples e
pequenos motores.
Novos conceitos de partículas
/nanocompostos?
Nanoemulsões
Gotículas de material oleoso com
poucos centenas de nanometros
de diâmetro misturados em água
através de um processo de
extrusão mecânica intenso.
Este processo produz uma
população uniforme de gotículas
que são estáveis por anos
mesmo a temperaturas elevadas.
Tem amplo espectro de atividade
antibacterial contra bactérias,
vírus envolvidos, fungos,
protozoários e esporos devido
seu habilidade de destruir estes
organismos.
http://nano.med.umich.edu/projects.html
Novos conceitos de partículas
/nanocompostos?
Nanocamadas
Nanocamadas são um dos
tópicos mais importantes na
área de nanotecnologia. Por
meio da engenharia de escala
nano de superfícies e camadas
pode-se atingir uma ampla
faixa de funcionalidade e novos
efeitos físicos (por exemplo,
elétrico-magnético ou óptica).
Exemplos: superfície auto
limpante, proteção a corrosão
maquinários e equipamentos,
curativos de ferida
Monocamada resistente a água
Novos conceitos de partículas
/nanocompostos?
Nanoporos
São furos simples em
nanoescala em finas
membranas isolantes e que
representam uma nova
ferramenta para o estudo
de biopolímeros tais como
o DNA.
O modelo mostra uma
molécula de DNA passando
através do canal de um
nanoporo.
http://review.ucsc.edu/fall04/campus_update.html
Produtos e serviços que já
estariam no mercado
Um levantamento sumário nas publicações que circulam sobre
nanotecnologia aponta para os seguintes produtos e serviços que já
estariam no mercado:
- Tecidos resistentes a manchas e que não amassam;
- Raquetes e bolas de tênis;
- Capeamento de vidros e aplicações antierosão a metais;
- Filtros de proteção solar;
- Material para proteção (“screening”) contra raios ultravioleta;
- Tratamento tópico de herpes e fungos;
- Nano-cola, capaz de unir qualquer material a um outro;
- Pó antibactéria;
- Diversas aplicações na medicina como cateteres, válvulas cardíacas, marcapasso, implantes ortopédicos;
- Produtos para limpar materiais tóxicos;
- Produtos cosméticos;
- Sistemas de filtração do ar e da água.
- Microprocessadores e equipamentos eletrônicos em geral.
-
http://pt.wikipedia.org/wiki/Nanotecnologia
Impactos à saúde e ao meio
ambiente
Os investimentos em pesquisa de
novos materiais em nanotecnologia
são cerca de 100 a 1000 vezes
maiores (dependendo do país) do
que os estudos sobre os impactos à
saúde e meio ambiente
DÚVIDAS!!!!!!!!!
TOXICOLOGIA DOS
NANOMATERIAS
Estes podem ser tóxicos pela composição ou pelo
tamanho. Questões:
• Qual é a toxicidade destes materiais?
• Podem ser agrupados materiais semelhantes
relacionado a sua bioatividade?
• Quais é a dose-resposta destes materiais?
• Quais são os métodos apropriados para ensaios?
• Que modelos de extrapolação prediz a toxicidade?
• Qual é o mecanismo?
• Que efeito poderia ocorrer se exposta uma
população humana?
DURAN, NELSON. NANOTECNOLOGIA E MEIO AMBIENTE. I SEMINARIO INTERNACIONAL
NANOTECNOLOGIA, SOCIEDADE E MEIO AMBIENTE, SÃO PAULO, 18-19 OUTUBRO 2005
DESTINO AMBIENTAL E BIOLÓGICO,
TRANSPORTE E TRANSFORMAÇÃO
DOS NANOMATERIAIS
Questões:
• Através de qual meio estes materiais
• penetram ao ambiente?
• Quais são os modos de dispersão
• destes materiais no ambiente?
• Estes materiais são transformados
• no ambiente?
DURAN, NELSON. NANOTECNOLOGIA E MEIO AMBIENTE. I SEMINARIO
INTERNACIONAL
NANOTECNOLOGIA, SOCIEDADE E MEIO AMBIENTE, SÃO PAULO, 18-19 OUTUBRO
2005
EXPOSIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE
DE NANOMATERIAIS
Possivelmente há grande risco da saúde
humana associado a fabricação de
nanomateriais.
Questões:
• Quanto e em que grau estão os humanos a
exposição no ambiente?
• Há sub-populações mais sensíveis?
DURAN, NELSON. NANOTECNOLOGIA E MEIO AMBIENTE. I SEMINARIO INTERNACIONAL
NANOTECNOLOGIA, SOCIEDADE E MEIO AMBIENTE, SÃO PAULO, 18-19 OUTUBRO 2005
Os possíveis problemas estão
relacionados com
•
•
•
•
•
•
•
Natureza das nanoparticulas;
Características do produtos feitos;
Processos de fabricação envolvidos;
Possível exposição do trabalhador;
Quais materiais são usados;
Que rejeito e produzido;
São usados produtos tóxicos na fabricação de
produtos nanos?;
• O que acontece quando particulas e/ou produtos
nanos chegam ao ar, solo, água ou biota.
• Como avaliar a possível exposição?
Alguns estudos já realizados
Estudo publicado em julho de 2004
descobriu que moléculas de carbono em
nanoescala,
fulerenos,
podem
rapidamente desencadear danos cerebrais
em peixes
Em 2005, pesquisadores da Universidade de
Rochester, EUA, demonstraram que
coelhos ingerindo fulerenos mostraram
um aumento na suscetibilidade à
coagulação do sangue
Alguns estudos já realizados
Também há algumas evidências que nano
partículas de carbono pode diretamente entrar no
cérebro via mucosa nasal respiratória e do bulbo
olfativo
Estudos preliminares, ressalta o toxicologista e
pesquisador do Hospital de Bordeaux Patrick
Brochard, indicam que, em contato com a pele,
as
partículas
podem
originar
reações
inflamatórias dos tecidos.
Conclusão
Ainda há muito pouco estudo sobre os
impactos dos materiais nanoestruturados
na saúde e no meio ambiente, e em
conseqüência na SST
Há muito o que ser feito na elucidação dos
possíveis efeitos e principalmente nos
desenvolvimento de mecanismos que
evitem o aparecimento de possíveis danos
FIM