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 futebolcomo a BOLA é a TERRA!

1 nanômetro é 10-9 metros

A NATUREZA DA EXEMPLOS DE NANOMATERIAIS

NANOTECNOLOGIA IMPACTARA A MAIORIADAS ÁREAS EM NOSSA SOCIEDADE

NANOTECNOLOGIA É MULTIDISCIPLINAR

EngenhariaElétrica

Física

QuímicaEngenhariaMecânica

InformaçãoTecnológica Ciências de

Materiais

Biologia

NANOTECNOLOGIA

PAPEL DA QUÍMICANA NANOTECNOLOGIA

• Química Coloidal• Físico Química de Materiais• Química Estrutural• Química Sintética• Química Analítica• Química Instrumental• Bioquímica• Química de Proteínas

AVISO: Produtos e empresas mencionadas nesta apresentação não são endossadas pelo autor, IQ-UNICAMP ou NCA-UMC

É O Mundo Nano Apesar De Todo!: Usaremos os produtos do consumidor Nanotec para incentivar aos alunos a aprender

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

nanoparticulas

NanocapsulasNanoesferas

I. Brigger, C. Dubernet, P. Couvreur. Nanoparticlesin cancer therapy and diagnosis Adv. Drug Del. Rev. 54, 631 (2002).

P.D. Marcato, N. Durán, 2006)

Micro/nanoesferas e capsulas

NANOCAPSULAS

Adapted of Lambert,G. Oligonucleotide and Nanoparticles Page, <http://perso.clubinternet.fr/ajetudes/nano/index. html> dez/ 2003.

Método de evaporação de solvente

Método – Encapsulamento de fármacos

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--------------------------------------------------------------------------------------------------

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 Nanotecnologicasdiminuindo 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

Caelyx 2 mg R$ 2.395,34 (Schering-Plough) Doxorrubicina 10 mg R$ 30,34

Roche Farma Brasil: 25 mg R$ 5.829,48

(Bevacizumab)

Avastin contem a substancia ativa bevacizumab, que é um anticorpo monoclonal humanizado.

Macugen: 0,3 mg R$ 3.348,94 (Pfizer)

Anticâncer

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 coberturasde 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 olançamento 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 determoplásticos (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 eventuaisfabricantes 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, Nitriflex3) 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

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) 2m B) 100 nm C)20nm

•TiO2 nanoparticulado

LIBERAÇÃO INTRANASAL

R. Dubey, Impact of Nanosuspension Technology on Drug Discovery& Development. Drug Delivery Technol. 6 (5) 67 (2006

NANOSUSPENSÕES COMERCIAIS

ANFOTERICINA LIPOSSOMAL

MASSA BENIGNA MASSA MALIGNA

The folate receptor (FR), which is amplified in a wide variety of human tumors, could be targeted byincorporating 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 NanotubesWu 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 dramáticasfalhas de regulação desde a

introdução do asbesto,corporações ao redor do mundoestão introduzindo rapidamente

milhões de toneladas de nanomateriais no ambiente e nas caras e mãos de cento

de milhões de pessoas, apesar deum grande corpo de evidências

indicando que nanomateriais podem ser tóxicos para humanos

e para o meio ambiente”

REDE NANOTUB0SDE CARBONOCNPq/MCT

AGRADECIMENTOS

CNPq/MCT