Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ......
Transcript of Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ......
![Page 1: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/1.jpg)
NanotecnologiaNanotecnologiaAplicaAplicaçções em Fões em Fíísica Msica Méédicadica
João Paulo SinneckerJoão Paulo Sinnecker
AgradecimentosAgradecimentos::
Miguel Novak Miguel Novak -- UFRJUFRJ
Pedro Renault Pedro Renault -- UFRJUFRJ
ZulmiraZulmira LacavaLacava -- UnBUnB
![Page 2: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/2.jpg)
NanotecnologiaNanotecnologia ..
NanobiotecnologiaNanobiotecnologia
![Page 3: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/3.jpg)
Nanotecnologia, Biologia e MedicinaNanotecnologia, 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
![Page 4: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/5.jpg)
Nanotecnologia, Biologia e MedicinaNanotecnologia, 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
![Page 6: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/6.jpg)
Nanotecnologia na NaturezaNanotecnologia na Natureza
“Nanomáquinas” celulares
![Page 7: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/7.jpg)
Diagnóstico e Terapia
Nanosensores ópticos
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
Nanopartículas de Au – terapia fototérmica Hirsch et al. PNAS 2003
![Page 8: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/8.jpg)
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 9: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/9.jpg)
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 10: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/10.jpg)
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 11: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/11.jpg)
BactBactééria Magnetostria Magnetostááticatica
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".
![Page 12: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/12.jpg)
BactBactééria Magnetostria Magnetostááticatica
A natureza magnética: pequenas partículas magnéticas (nm) no interior das bactériasMagnetita: Fe3O4
Cadeias de partículasReagem ao campo como uma bússolaAlinhamento paralelo ao campo magnético da Terra.
![Page 13: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/13.jpg)
BactBactééria Magnetostria Magnetostááticatica
Nanopartículas magnéticas na natureza
Bactérias magnetotáticas
![Page 14: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/14.jpg)
NanotecnologiaNanotecnologia ..
AplicaAplicaççõesões -- TerapiaTerapia
![Page 15: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/15.jpg)
Ferrofluidos Biocompatíveistratamento localizado - câncer
biocompatível
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 16: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/16.jpg)
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 17: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/17.jpg)
NanotecnologiaNanotecnologia ..
AplicaAplicaççõesões –– SeparaSeparaççãoão MagnMagnééticatica
![Page 18: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/18.jpg)
FluFluíídos Magndos Magnééticos ticos -- FerrofluidosFerrofluidos
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
![Page 19: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/19.jpg)
NanopartNanopartíículasculas –– SeparaSeparaçção Magnão Magnééticatica
![Page 20: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/20.jpg)
NanopartNanopartíículasculas –– SeparaSeparaçção Magnão Magnééticatica
![Page 21: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/21.jpg)
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 22: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/22.jpg)
NanotecnologiaNanotecnologia ..
AplicaAplicaççõesões –– CarreamentoCarreamento de de DrogasDrogas
![Page 23: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/23.jpg)
Liberação sistêmicaAlta concentração da droga circulando livrementeBaixa concentração no local desejado
Liberação ControladaAlta concentração da droga no local desejadoBaixa concentração circulando livremente
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 24: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/24.jpg)
Rompimento magnético de microcápsulas contendo fármacos
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 25: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/25.jpg)
NanotecnologiaNanotecnologia ..
AplicaAplicaççõesões –– MarcaMarcaççãoão de de TecidosTecidos
![Page 26: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/26.jpg)
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
Observação de Reações Bioquímicas
Tempo de Relaxação Magnética Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes
tempos de relaxaçãoReações detectadas uso de SQUIDsAplicações in vivo diagnóstico de câncer
![Page 27: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/27.jpg)
Marcação de células
Pequenas partículas de Fe3O4
(10 nm - micron)
Recobertas com proteínas ou outro material.
Adição de anticorpos específicos adere à substância que se deseja identificar
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 28: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/28.jpg)
NanotecnologiaNanotecnologia ..
AplicaAplicaççõesões –– TratamentoTratamento
![Page 29: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/29.jpg)
Magnetohipertermia
Ito et al. Journal of Bioscience and Bioengineering 2005
![Page 30: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/30.jpg)
Magnetohipertermia
Ito et al. Journal of Bioscience and Bioengineering 2005
![Page 31: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/31.jpg)
NanotecnologiaNanotecnologia ..
AplicaAplicaççõesões –– ImagenImagen -- DiagnDiagnóósticostico
![Page 32: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/32.jpg)
Ressonância Magnética
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 33: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/33.jpg)
Ressonância Magnética
Desvio químico (“chemical shift”)
Espectro de 1H
![Page 34: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/34.jpg)
Ressonância Magnética - MRI
![Page 35: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/35.jpg)
Nanopartículas magnéticas como agentes de contraste
Ito et al. Journal of Bioscience and Bioengineering 2005
![Page 36: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/36.jpg)
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
Aumento de contraste em
RMN
![Page 37: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/37.jpg)
Hipertermia: Tratamento de células cancerígenas por aquecimento
http://www.imprs-am.mpg.de/nanoschool2004/lectures-I/Hofmann_IMPRS.pdf
NanopartNanopartíículasculas -- AplicaAplicaçções Biomões Bioméédicasdicas
![Page 38: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/38.jpg)
Espectroscopia clínica (MRS – “Magnetic Resonance Spectroscopy)
![Page 39: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/39.jpg)
NanotecnologiaNanotecnologia ..
AplicaAplicaççõesões –– IF/UFRJIF/UFRJ
![Page 40: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/40.jpg)
Nosso estudo
Nanopartículas de γFe2O3 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 ~ 1014 partículas/cm3
![Page 41: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/41.jpg)
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
![Page 42: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/42.jpg)
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
![Page 43: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/43.jpg)
FIMFIM
Escola de NanotecnologiaJulho de 2008Prof. Elis Sinnecker
![Page 44: Nanotecnologia Aplicações em Física Médica João …pamn/BIONANOTEC.pdf · 4 ¾Cadeias de ... ¾Partículas livre e partículas ligadas: apresentam diferentes tempos de relaxação](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022031017/5b9b1dd409d3f22d2a8ca447/html5/thumbnails/44.jpg)
FIMFIM
Multidisciplinar / Interdisciplinar Novas Aplicações !!!Novas idéias !!!
......futuro promissor ?Implicações?