NANOTECNOLOGIA E
NANOBIOTECNOLOGIA
Nelson Durán
Núcleo de Ciências Ambientais, Universidade de
Mogi das Cruzes, Laboratório de Química
Biológica e de Biotecnologia
Laboratório de Química Biológica, Instituto de
Química, Universidade Estadual de Campinas,
Campinas, S.P.
Coordenador da Rede de Nanobiotecnologia
Membro da Rede de Nanocosméticos
Membro da Rede de Nanotubos de Carbono
Membro do Centro Brasil-Argentina de
Nanotecnologia-CBAN
curso-QP-434 (1/08/07)
NANOTECNOLOGIA?
NANOPARTÍCULA é a uma BOLA de futebol
como a BOLA é a TERRA!
1 nanômetro é 10-9 metros
A NATUREZA DA EXEMPLOS DE NANOMATERIAIS
NANOTECNOLOGIA IMPACTARA A MAIORIA
DAS ÁREAS EM NOSSA SOCIEDADE
NANOTECNOLOGIA É MULTIDISCIPLINAR
Engenharia
Elétrica
Engenharia
Mecânica
Física
NANOTECNOLOGIA
Informação
Tecnológica
Química
Ciências de
Materiais
Biologia
PAPEL DA QUÍMICA
NA NANOTECNOLOGIA
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Química Coloidal
Físico Química de Materiais
Química Estrutural
Química Sintética
Química Analítica
Química Instrumental
Bioquímica
Química de Proteínas
É O Mundo Nano Apesar De
Todo!: Usaremos os produtos do
consumidor Nanotec para incentivar
aos alunos a aprender
AVISO: Produtos e empresas mencionadas nesta apresentação não
são endossadas pelo autor, IQ-UNICAMP ou NCA-UMC
NUCLEO DE CIENCIAS AMBIENTAIS-PÕS-GRADUAÇAO EM BIOTECNOLOGIA
UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES
Seja um consumidor informado com pensamento critico!
É CIENCIA OU FICÇÃO?
Necessidade de medicinas
inovadoras
Uma pessoa morre cada......
CANCER
4 SEGUNDOS
ATAQUE DO CORACAO
6 SEGUNDOS
AIDS
11 SEGUNDOS
DIABETES
36 SEGUNDOS
ALZHEIMER
86 SEGUNDOS
Na Inglaterra cada farmácia tem 4 pacientes com esclerose múltipla
1 DE CADA TRES PESSOAS SOFREM DE CANCER
Fonte: WHO
NANOPARTICULAS
P.D. Marcato, N. Durán, 2006)
Nanocapsulas
Nanoesferas
nanoparticulas
I. Brigger, C. Dubernet, P. Couvreur. Nanoparticlesin cancer therapy and diagnosis
Adv. Drug Del. Rev. 54, 631 (2002).
Micro/nanoesferas e capsulas
NANOCAPSULAS
Adapted of Lambert,G. Oligonucleotide and Nanoparticles Page,
<http://perso.clubinternet.fr/ajetudes/nano/index. html> dez/ 2003.
Método – Encapsulamento de fármacos
Método de evaporação de solvente
BIOPOLÍMEROS TÍPICOS
Polímeros biodegradáveis e bioabsorvíveis;
Degradação depende de: MM, estrutura, solubilidade,composição
da cadeia,grau de cristalinidade.
Lipossomas
São formados, em geral, pelo
fosfolipídios
Kong et al. IMPRS-1st. Summer School in Stuttgart, 2003
Bekyarova et al. J. Biomed. Nanotech. 1, 3-17 (2005)
NANOPARTICULAS METALICAS
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UM EXEMPLO DA DEPENDENCIA DO TAMANHO
NANOPRODUTOS
NO BRASIL
COSMETICOS
O sensorial diferenciado com hidratação intensa das Brumas
de Leite foi obtido através de técnicas Nanotecnologicas
diminuindo o tamanho de partículas da emulsão.
NANOPRODUTOS
NO BRASIL
FÁRMACOS
ANTIMICOTICO
ANTILEISHMANIOSE
HEPATITE C
TAXOL® (paclitaxel) Injeção é claro sem cor até uma
solução viscosa levemente amarela. TAXOL é disponível
em frascos com 30 mg (5 mL), 100 mg (16.7 mL), e 300
mg (50 mL) para doses múltipla. Cada mL da solução
estéril e não progênica contem 6 mg paclitaxel, 527 mg de
Cremophor® EL* (óleo de castor polioxietilado) purificado
e 49.7% (v/v) de álcool desidratado- USP (nanoemulsão)
(Bristol-Myers Squibb Company) .
300 mg sol. injetável: R$ 6.446,93
Anticâncer
Caelyx 2 mg
R$ 2.395,34 (Schering-Plough)
Doxorrubicina 10 mg R$
30,34
(Bevacizumab)
Avastin contem a substancia ativa bevacizumab, que é um anticorpo
monoclonal humanizado.
Roche Farma Brasil: 25 mg R$ 5.829,48
Macugen: 0,3 mg R$ 3.348,94 (Pfizer)
sirolimus
Rapamune (Sirolimo)
1 mg R$ 1.665,91
Abraxane é uma versão nanotecnológica de Taxol –o fármaco
anticâncer derivado da curtiça da árvore do Tejo, patentiado
pela Bristol-Meyers Squibb. Quando a patente do Taxol
expirou em 2000, uma versão genérica, o Paclitaxel, foi posto
a disposição do público por US $150 cada dose.
Abraxane é diferente porque está formulado na nanoescala
e encapsulado numa coberta de albumina. Como as coberturas
de albumina são proteína natural, os pacientes tem poucas
reações alérgicas, o que não sucede com o Paclitaxel
(ou Taxol), que produz terríveis efeitos secundários.
A empresa cobra US $4.200 por dose de Abraxane, 28 vezes
mais caro que o Taxol genérico. Não esta ainda definido o
lançamento no Brasil.
NANOPRODUTOS
NO BRASIL
ELETRÔNICOS
LINGUA ELETRÔNICA
Vinhos Vinícola A
(safra 2000)
Degustação de Café
Classificação de Café
Prêmio Governador do Estado: Invento Brasileiro
APLICAÇÕES
TECNOLÓGICAS NO
MUNDO
“rodopiar”
Atividades econômicas
na nanotecnologia no Brasil
Os principais fornecedores atuais de matérias primas para a
fabricação dos nanocompositos poliméricos são os fabricantes de
termoplásticos (1) e de borrachas (2), produtores de látex de
Borracha natural (3), mineradoras e beneficiadoras de argilas (4).
No futuro, poderá haver outros fornecedores, que serão os eventuais
fabricantes de nanotubos (5) e de compostos laminares sintéticos.
1) Braskem, Dow, Innova, Basf e produtores de latexes para industria
de tintas e de adesivos.
2) Petroflex, Nitriflex
3) Vários pequenos produtores e a Michelin.
4) Ilatex e Bentonit do Brasil, entre outros.
5) UFMG (Coordenador M. Pimenta).
F. Galembeck e M.M. Rippel. Parcerias Estratégicas. CGGE 18, 2004.
Que industrias usam Nanoingredientes?
Novos Materiais Cosmeticos
•TiO2 nanoparticulado
Micrografia de uma seção semi-fina de pele humana vertical à superfície. Uma emulsão
a/o contendo 4% de dióxido de titânio com diferentes tamanhos de partículas forma
aplicados. A) 2mm B) 100 nm C)20nm
LIBERAÇÃO INTRANASAL
NANOSUSPENSÕES COMERCIAIS
R. Dubey, Impact of Nanosuspension Technology on Drug Discovery
& Development. Drug Delivery Technol. 6 (5) 67 (2006
ANFOTERICINA LIPOSSOMAL
MASSA BENIGNA
MASSA MALIGNA
The folate receptor (FR), which is amplified in a wide variety of human tumors, could be targeted by
incorporating 0.1 mol% folate-polyethyleneglycol-phosphatidylethanolamine (f-PEG-PE) into
liposomes. f-PEG-PE has been shown to facilitate FR-mediated endocytosis of liposomes into KB human
oral cancer cells, which express amplified FR.
(araC), Cytosine-b-D-arabinofuranoside.
FORMULACOES LIPOSSOMAIS EM USO CLINICO E
DESENVOVIMENTO
V.P. Torchilin, Recent advances with liposomes as pharmaceutical carriers.
Nature Rev, Drug Discov. 4, 145 (2005).
Produtos baseados em anticorpos monoclonais
T.M. Allen, Ligand-targeted therapeutics in anticancer therapy,
Nature Rev. Drug Discov. 2, 750 (2002)
EXEMPLOS DA
QUIMICA NA
NANOTECNOLOGIA
Targeted Delivery of Amphotericin B
to Cells by Using Functionalized
Carbon Nanotubes
Wu et al.Angew. Chem. Int. Ed.
2005, 44, 6358 –6362
Wu et al.Angew. Chem. Int. Ed.
2005, 44, 6358 –6362
Lewin et al. Nat Biotechnol. 18, 410 (2000)
“Numa das mais dramáticas
falhas de regulação desde a
introdução do asbesto,
corporações ao redor do mundo
estão introduzindo rapidamente
milhões de toneladas de
nanomateriais no ambiente
e nas caras e mãos de cento
de milhões de pessoas, apesar de
um grande corpo de evidências
indicando que nanomateriais
podem ser tóxicos para humanos
e para o meio ambiente”
AGRADECIMENTOS
REDE NANOTUB0S
DE CARBONO
CNPq/MCT
CNPq/MCT