Proposta de Resolução (PDF para download)

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Bio e nanomateriais 
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Autoria do Desafio Profissional: Rafael Misael Vedovatte 
Leitora Crítica: Thaís Fernandes Schmidt 
 
 Proposta de Resolução 
 
Primeiramente, o aluno terá que levantar as seguintes informações associadas a cada um dos 
materiais sugeridos. 
Material 1: Nanopartículas de ouro. 
• Levantamento das características que habilitam as nanopartículas de ouro para 
aplicações biomédicas: 
A absorção SPR (ressonância plasmônica de superfície) de nanomateriais metálicos pode 
ser seguida de uma rápida conversão da luz absorvida em calor. Esta propriedade pode 
ser utilizada para eliminar seletivamente células cancerígenas em um conceito chamado 
fototermia. Nanomateriais de ouro têm sido alternativas interessantes para aplicações 
em fototermia devido à dependência das suas propriedades físico-químicas com seu 
tamanho e forma. Em outras palavras, a modificação da forma do material de 
nanopartículas para nanorods, ou seja, nanomateriais na forma de bastões, pode 
deslocar o comprimento de onda de absorção do visível para o infravermelho, auxiliando 
o processo de fototermia (CANCINO; MARANGONI; ZUCOLOTTO, 2014). 
• Levantamento dos procedimentos necessários para síntese dos objetos de estudo: 
Existem várias técnicas descritas na literatura para obter nanopartículas de ouro. As mais 
comuns são referidas a seguir (HALSHAUSER; JARNAGIN, 2013): Impregnação; Co-
Precipitação; Deposição por Precipitação; Troca de Íons, entre outras. Cabe ao aluno 
selecionar um método e discorrer sobre. 
Referência: HALSHAUSER, L.; JARNAGIN, A. Gold nanoparticles: synthesis, optical 
properties and applications for cancer treatment. New York: Nova Science Publishers, 
Inc, 2013. Disponível em: 
 
 
http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=nlebk&AN=535237&lang=pt-
br&site=ehost-live. Acesso em: 3 out. 2019. 
• Métodos de caracterização de bio e nanomateriais: 
Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica 
de Transmissão (MET), Microscopia de Força Atômica (AFM), Difração de raios X, 
Espectroscopia na região do infravermelho (IV), entre outros. Cabe ao aluno selecionar 
um método e discorrer sobre. 
• Aplicações médicas desses materiais: 
Especificamente, nanomateriais à base de ouro têm sido os mais amplamente estudados 
devido à elevada estabilidade e eficiente absorção da luz. Nanopartículas de ouro com 
diâmetro entre 4 e 50 nm possuem comprimentos de onda de SPR entre 510 e 530 nm. 
Estas nanopartículas têm sido amplamente exploradas para diversas aplicações em 
medicina como em biossensores, diagnóstico de doenças e veículo para entrega de 
moléculas dentro das células (CANCINO; MARANGONI; ZUCOLOTTO, 2014). 
Referência: CANCINO, Juliana; MARANGONI, Valéria S.; ZUCOLOTTO, Valtencir. 
Nanotechnology in medicine: concepts and concerns. Química Nova, [s.l.], v. 37, n. 3, p. 
521-526, 2014. GN1 Genesis Network. http://dx.doi.org/10.5935/0100-4042.20140086. 
• Características fundamentais e principais preocupações da aplicação de nanomateriais 
em medicina: 
Para uma aplicação com alta sensibilidade e seletividade em sistemas diagnóstico e 
terapêutico, os nanomateriais devem estar combinados com biomoléculas ainda mais 
específicas, por exemplo, sistemas antígeno/anticorpo, enzima/substrato, receptores ou 
proteínas de membrana, sequências de DNA, RNA ou aptâmeros, cofatores, enfim, uma 
variedade de biomoléculas como descrito anteriormente. Além desses fatores um 
importante parâmetro que deve ser levado em consideração quando um sistema 
diagnóstico e/ ou terapêutico é desenvolvido, é a biodisponibilidade no meio biológico. 
Apesar da funcionalização de nanomateriais com moléculas específicas, a 
 
 
biodispersidade e disponibilidade de nanomateriais em sistemas biológicos ainda são 
reduzidas (CANCINO; MARANGONI; ZUCOLOTTO, 2014). 
Referência: CANCINO, Juliana; MARANGONI, Valéria S.; ZUCOLOTTO, Valtencir. 
Nanotechnology in medicine: concepts and concerns. Química Nova, [s.l.], v. 37, n. 3, p. 
521-526, 2014. GN1 Genesis Network. http://dx.doi.org/10.593/0100-4042.20140086. 
Material 2: Nanotubos de Carbono. 
• Levantamento das características que habilitam os nanotubos de carbono para 
aplicações biomédicas: 
Nanomateriais de carbono com ligações sp2 possuem propriedades mecânicas, 
eletrônicas, óticas e químicas únicas e têm se mostrado interessantes para muitas 
aplicações. Entre eles, os nanotubos de carbono (nanoestruturas 1D de carbono na 
forma de um tubo) e os grafenos (folhas de carbono 2D) são os que mais têm chamado 
atenção e estudos recentes têm mostrado o elevado potencial destes materiais para 
aplicações em medicina. Além disso, nanotubos de carbono e grafenos possuem forte 
absorção ótica na região do infravermelho próximo, tornando-os materiais promissores 
para utilização em fototermia (CANCINO; MARANGONI; ZUCOLOTTO, 2014). 
• Levantamento dos procedimentos necessários para síntese dos objetos de estudo: 
Descarga por arco, ablação por laser e deposição química de vapor. Cabe ao aluno 
selecionar um método e discorrer sobre. 
• Técnicas de caracterização de bio e nanomateriais: 
Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica 
de Transmissão (MET), Microscopia de Força Atômica (AFM), Difração de raios X, 
Espectroscopia na região do infravermelho (IV), entre outros. Cabe ao aluno selecionar 
um método e discorrer sobre. 
• Aplicações médicas desses materiais: 
Nanotubos de carbono têm sido amplamente utilizados como plataformas na fabricação 
de biossensores para detectar biomoléculas. Além disso, estudos têm mostrado que a 
 
 
funcionalização deste material permite sua atuação como moléculas carregadoras de 
medicamentos para aplicações em drug delivery e tem sido empregado com sucesso no 
tratamento de câncer. Por exemplo, nanotubos de carbono funcionalizados com 
polietileno glicol e conjugados com o quimioterápico paclitaxel proporcionaram maior 
eficácia na supressão do crescimento do câncer de mama. (CANCINO; MARANGONI; 
ZUCOLOTTO, 2014). 
• Características fundamentais e principais preocupações da aplicação de nanomateriais 
em medicina: 
Para uma aplicação com alta sensibilidade e seletividade em sistemas diagnóstico e 
terapêutico, os nanomateriais devem estar combinados com biomoléculas ainda mais 
específicas, por exemplo, sistemas antígeno/anticorpo, enzima/substrato, receptores ou 
proteínas de membrana, sequências de DNA, RNA ou aptâmeros, cofatores, enfim, uma 
variedade de biomoléculas como descrito anteriormente. Além desses fatores, um 
importante parâmetro que deve ser levado em consideração quando um sistema 
diagnóstico e/ou terapêutico é desenvolvido, é a biodisponibilidade no meio biológico. 
Apesar da funcionalização de nanomateriais com moléculas específicas, a 
biodispersidade e disponibilidade de nanomateriais em sistemas biológicos ainda são 
reduzidas (CANCINO; MARANGONI; ZUCOLOTTO, 2014). 
Referência: CANCINO, Juliana; MARANGONI, Valéria S.; ZUCOLOTTO, Valtencir. 
Nanotechnology in medicine: concepts and concerns. Química Nova, [s.l.], v. 37, n. 3, p. 
521-526, 2014. GN1 Genesis Network. http://dx.doi.org/10.5935/0100-4042.20140086. 
Nota geral: Independentemente do material que o aluno optou para estudar no centro de 
pesquisa e desenvolvimento, o objetivo principal desse desafio profissional era encorajar o aluno 
a buscar as informações corretas para a tomada de decisão. Norteando-se, principalmente, pelos 
conceitos descritos na leitura fundamental. Logo, ambos os materiais podem ser empregados 
para o centro de pesquisa.