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 Física Química Mecânica Informação Tecnológica Ciências de Materiais Biologia NANOTECNOLOGIA

PAPEL DA QUÍMICA NA NANOTECNOLOGIA Química Coloidal Físico Química de Materiais Química Estrutural Química Sintética Química Analítica Química Instrumental Bioquímica Química de Proteínas

Todo!: Usaremos os produtos do 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 Nanocapsulas Nanoesferas 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 --------------------------------------------------------------------------------------------------

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

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

Prêmio Governador do Estado: Invento Brasileiro 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. 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

Wu et al.Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 6358 –6362 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