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Nanotecnologia Gabriela Helena da Silva

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Apresentação em tema: "Nanotecnologia Gabriela Helena da Silva"— Transcrição da apresentação:

1 Nanotecnologia Gabriela Helena da Silva

2 Nanotecnologia A nanotecnologia é a tecnologia dos materiais, processos e produtos cujas dimensões críticas estão na faixa de 0,1 a 100 nanômetros.

3 Nanotecnologia Richard Feynman: "Theres Plenty of Room at the Bottom "Por que não podemos escrever todos os 24 volumes da Enciclopédia Britânica na cabeça de um alfinete?"

4 Nanotecnologia Scanning Tunneling Microscope (STM), ou Microscópio de Varredura por Tunelamento Atomic Force Microscope (AFM), ou Microscópio de Força Atômica.

5 1990 – IBM Demonstrando o funcionamento de equipamentos capazes de manipular átomos e moléculas com precisão nanométrica Nanotecnologia

6 Produção de nanopartículas: 2004 – toneladas 2010 – toneladas Na próxima década estimasse a produção de toneladas

7 Aplicações

8 Nanotecnologia Ampla discussão sobre os riscos potenciais destes materiais ao ambiente e à saúde humana. Alto potencial de contaminação ambiental: Reatividade Área superficial Capacidade de aglomeração/dispersão

9 Produtos atuais que ultilizam nanotecnologia Cerca de 900 produtos já encontram-se disponíveis no mercado: Removedor de odor Nanopartículas de ouro Vidro autolimpante Película de nanomaterial de 40 nm, reage com a água eliminando a sujeira Cosméticos: Protetores solares TiO2 (14 nm) e ZnO ( nm).

10 Produtos atuais que ultilizam nanotecnologia A aplicação de nanomateriais na descontaminação ambiental é decorrente da alta reatividade química apresentada por estes materiais. O fotocatalisador TiO2 fotodegradação de compostos orgânicos. Fotocatalisador de Ferro solos contaminados com cromo e também para a redução de compostos organoclorados.

11 Produtos atuais que ultilizam nanotecnologia Nanoprata (Ag-nano) Atividade bactericida Vem sendo incorporada a tecidos e implantes, sapatos e tênis, recipientes para armazenar alimentos, aparelhos de ar condicionado, creme dental, próteses ósseas e instrumentos cirúrgicos.

12 VUY VUY

13 Nanotecnologia artigos publicados sobre nanotecnologia. Apenas abordam a questão da toxicidade e ecotoxicidade.

14 Nanoecotoxicologia Termo utilizado para estudos voltados à avaliação dos efeitos de nanomateriais ao ambiente, elucidando os caminhos de transferência do agente tóxico, bem como sua interação com o mesmo.

15 Rotas de exposição, acesso e distribuição de nanomateriais no ambiente As principais rotas de exposição de um nanomaterial no ambiente: Atmosfera Solo Sedimento Sistemas aquáticos

16 Rotas de entrada dos nanomateriais nos organismos-receptores: Inalação Ingestão Assimilação através de superfícies epiteliais externas Absorção no nível celular

17 Legislação??? Estados unidos e União Européia Avaliação de risco de nanomateriais Implementação de regras e legislação especifica aplicada a produtos que contenham substâncias em nanoescala.

18 Legislação??? USEPA (United States Environmental Protection Agency) - requer dos fabricantes evidências científicas de que o seu uso não causa danos ambientais e riscos à saúde pública Nanoscale Materials Stepwardship Program Consiste primeiramente no cadastro voluntário de empresas de médio e grande porte que produzem e/ou comercializam nanomateriais com a finalidade principal de reunir informações sobre os mesmos 93 produtos já catalogados segundo suas especificações básicas – classificados como substâncias emergentes Uma vez incluído, o produto ou insumo passa por um procedimento específico que vai ditar as condições para a sua comercialização

19 Legislação??? ISO/TC 229 Conjunto de ações e metas para viabilizar, através de grupos de trabalho representados por órgãos de metrologia e padronização de 36 países Engloba a padronização de três aspectos fundamentais: Terminologia e nomenclatura Caracterização Avaliação de risco sobre saúde, segurança e ambiente. Participam efetivamente da ISO/TC países cada um com a sua representação específica, dentre eles Japão, Coreia, Estados Unidos e Brasil, cujo órgão responsável é o INMETRO

20 Testes de toxicidade In vitro – cultura de celular In vivo – com organismos vivos, como peixes, ratos e até seres humanos. Não há padronização para a avaliação da toxicidade de nanopartículas

21 Testes de toxicidade A maioria dos testes de toxicidade de nanomateriais é realizada in vitro usando culturas de células de mamíferos, as quais foram extraídas das mais diferentes partes do corpo como cérebro, pulmões, coração, pele e fígado Técnicas in vitro são menos onerosas do que estudos in vivo e requerem pouco tempo No entanto, através delas é difícil inferir implicações que signifiquem riscos para saúde humana e principalmente ao meio ambiente

22 Testes de toxicidade Em relação aos testes in vivo, observa-se que grande parte destes lança mão de organismos aquáticos, os quais traduziriam o impacto destes nanomateriais no ambiente Principal compartimento receptor. Nos testes normalmente são utilizados bactérias (V. fischeri), peixes (peixe-zebra), crustáceos (Daphnia) e algas

23 Testes de toxicidade De modo geral, os estudos toxicológicos envolvendo nanopartículas ainda são escassos, sendo seus resultados controversos quando comparados entre si, principalmente pela padronização incipiente. Os trabalhos são omissos principalmente na caracterização das partículas, contribuindo pouco na compreensão da interação destes no ambiente, tornando difícil a avaliação do real risco de exposição a estes materiais.

24 Avaliação ecotoxicológica de nanopartículas de sílica (TM 40 – 22 nm, HS 30 – 12 nm e SM30 – 7 nm)

25 Nanoparticulas de Sílica (SiO2) Inúmeras aplicações Industrias químicas Cosméticos Tintas Alimentos Remédios

26 Nanoparticulas de Sílica (SiO2) O efeito dessas partículas na saúde humana é bem estudado Podem causar danos a células humanas (LU et al., 2011; LIN et al., 2006; EOM e CHOI, 2009; SUN et al., 2011; PASSAGNE et al., 2012) Complicações na gravidez (YAMASHITA et al., 2011) Inibir a replicação e transcrição do DNA (CHEN e VON MIKECZ, 2005) Danos cardiovasculares e pulmonares em ratos (CHEN et al., 2008).

27 Nanoparticulas de Sílica (SiO2) Prejudiciais ao Meio Ambiente? ?????????????

28 Objetivo Analisar a toxicidade, em diferentes níveis tróficos, de três NP de sílica (SM30, HS30 e TM40 Ludox), com diferentes tamanhos (7, 14 e 22nm) Gerando novas informações acerca da segurança para o uso e liberação destas partículas no ecossistema.

29 Caracterização Necessário devido a rápida variação de propriedades fisico-quimicas Composição química superficial Tamanho médio Agregação

30 Caracterização Espalhamento dinâmico de luz (Dynamic light scattering, DLS) Diâmetro hidrodinâmico das partículas em suspensão O índice de agregação Índice de polidispersividade (distribuição media do tamanho das nanoparticulas) Espalhamento de luz por eletroforese (electrophoretical light scattering, ELS) potencial zeta das nanopartículas (um parâmetro que avalia a interação das partículas e meio aquático)

31 Microtox V. fischeri Inibição da luminescência Medida a Bioluminescência depois de 5, 15 e 30 min após a exposição TM40: 328 a 1.28 g/L HS30 and SM30: 246 a 0.96 g/L V. fischeri

32 P. subcapitata inibição de crescimento Medida a absorbância após 72h de exposição TM40: 12.5 a 0.2 g/L HS30 e SM30: 9.39 a 0.15 g/L P. subcapitata

33 Daphnia magna Inibição da alimentação TM40: 15.3 a 2, HS30: 17.7 a 2.34 e SM30: 20.2 a 1.18 g/L D. magna Medida absorbância após 24h de exposição 5x10 5 cels/ml de P. subcapitata

34 Danio rerio Efeitos no desenvolvimento ab c d Embriões de D. rerio HS30: 9 a 1.7, SM30: 12.2 a 2.4 and TM40: 60.8 a 12 g/L Stereomicroscope observação após 96h de exposição Figure 3. Effects observed on D. rerio under stereomicroscope (Magnification 40x) after 96h of exposure: edema (a); edema and malformation (b c, and d); no hatching (c).

35 Ensaio do Cometa Danos genéticos Microscope observation Lamina com Brometo de etidio Eletroforese Cells + agarose Maceration com PBS+10% DMSO D. rerio Quantificação

36 Allium cepa Danos genéticos Germinação HS30: 9 a 1.7, SM30: 12.2 a 2.4 and TM40: 60.8 a 12 g/L Coloração Preparação das laminas Visualização e quantificação Semente de Allium cepa A= Anáfase com ponte, B= Metáfase desorganizada, C= Micronúcleos, D=Anáfase com ponte, E= Micronúcleo e F=Anáfase com quebra de cromossomo. D BC EF A

37 Resultados preliminares Alta Toxicidade para os organismos teste TM40 (22 nm) possui os maiores valores de EC50 SM30 (7nm) possui os menores valores de EC50 Todas as partículas causaram danos genéticos nas células de D. rerio e A. cepa

38 Conclusões preliminares As nanoparticulas de silica podem trazer riscos ao ambiente O tamanho das partículas possui grande influência na toxicidade Quanto menor a partícula mais tóxica

39 Obrigada Gabriela Helena da Silva


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