Trabalho - Nanotecnologia

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UNIVERSIDADE PAULISTA
CURSO DE FARMÁCIA
 
APLICAÇÃO DA NANOTECNOLOGIA NA INDÚSTRIA FARMACÊUTICA
 MANAUS – AM 
2
 2021
ALUNOS: Dayvid Oliveira de Souza RA: D948JC0
 Fabiene Bindá da Penha RA: F045730
 Gabrielle Menezes dos Santos RA: F05AFI5
 Josianne Cavalcante Pinheiro RA: F027GE4
 Maria Francisca M Vieira RA: N668JE7
 Rhamyr de Brito Silva RA: D705CH0
 Sabrina Moura Gouvêa RA: N471AA0
 APLICAÇÃO DA NANOTECNOLOGIA NA INDÚSTRIA FARMACÊUTICA
Trabalho apresentado ao curso de Farmácia, Turma: FM5A34, da Universidade Paulista – UNIP, para obtenção de nota parcial na Disciplina: Tecnologia Químico Farmacêutica (32A7), ministrada pelo Professor Grafe Oliveira Pontes.
MANAUS - AM
7
2021
1 INTRODUÇÃO
A nanotecnologia estende a ciência de materiais para o domínio de partículas e, assim como o conjunto de dimensões extremamente pequenas, da ordem de um a cem nanômetros. Partículas deste tamanho, ou nanopartículas, apresentam uma grande área superficial e, frequentemente, exibem propriedades mecânicas, ópticas, magnéticas ou químicas distintas de partículas e superfícies macroscópicas (QUINA, 2004 citado por CASSIANO, 2014). 
Os nanomateriais são partículas pertencentes na escala entre 1 a 100 nanômetros e possui vasta aplicação devido a características adquiridas por meio do seu tamanho, que potencializa as propriedades químicas, físicas e biológicas presentes no material, possibilitando sua aplicação em inúmeros campos, com um grande destaque na nanotecnologia farmacêutica, que tem como finalidade desenvolver produtos utilizando nanomateriais na produção de fármacos de liberação controlada (BOURGUIGNON et al., 2019).
Segundo Barbastefano et al. (2005) citado por Fahning & Lobão (2011), o objetivo da nanotecnologia é criar novos materiais e desenvolver novos produtos através de técnicas que possibilitem ver e manipular átomos, ou seja, com a construção de novos moléculas pode-se conseguir materiais com características precisas e individualizadas. 
O desenvolvimento da nanotecnologia tem demonstrado um campo científico multidisciplinar, encontrando aplicações nas mais diversas áreas, desde setores de energia e eletrônica até indústrias farmacêuticas (ROSSI & BERGMANN, 2008 citado por FAHNING & LOBÃO, 2011). Os setores em maior evidência no âmbito da nanotecnologia estão: tecnologia da informação, energia, ciência ambiental, medicina, segurança interna, segurança alimentar e transporte (FAHNING & LOBÃO, 2011).
Os estudos envolvendo a síntese, caracterização e aplicação de nanomateriais em áreas diversas evoluíram muito no último século e, com isso, tais materiais ganharam destaque na comunidade acadêmica e aos poucos vem conquistando o mercado. Os maiores investidores do mundo nesse setor são os Estados Unidos, a Alemanha e o Japão. No Brasil, ainda que em menor escala, também há pesquisas nessa área, porém se faz necessário maior investimento (PASCHOALINO et al., 2010 citado por (BOURGUIGNON et al., 2019).
As expectativas para o uso da nanotecnologia no setor industrial são cada vez mais altas devido as suas diferentes possibilidades, tendo suas aplicações desde o setor automobilístico, eletrônico até o farmacêutico (POHLMANN et al., 2013 citado por BOURGUIGNON et al., 2019).
Lima & Rocha (2017) salientam que a nanotecnologia é considerada a mais recente inovação tecnológica para produtos voltados à saúde, produção de medicamentos e cosméticos. Essa tecnologia traz grandes benefícios para o mercado consumidor, como por exemplo, na área farmacêutica, com a otimização dos efeitos de medicamentos, levando-os diretamente onde são necessários dentro do organismo, o que diminui a toxidade das drogas, os efeitos colaterais e as dosagens.
Desse modo, este trabalho tem por objetivo abordar aspectos gerais referentes à nanotecnologia e suas aplicações em diferentes áreas, principalmente na produção de fármacos. 
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 CONCEITOS, IMPORTÂNCIA E APLICAÇÕES DA NANOTECNOLOGIA
	
Nanotecnologia é a habilidade de manipular átomos e moléculas individualmente para produzir materiais nanoestruturados e micro objetos com aplicações no mundo real (MILLER, 2005 citado por BASTOS, 2006). Ela envolve produção e aplicação em sistemas físicos, químicos e biológicos em escalas que variam de um átomo individual a moléculas de cerca de 100 nanômetros, assim como a integração das nanoestruturas resultantes em sistemas mais complexos. 
A nanotecnologia é um termo genérico para um conjunto de tecnologias, técnicas e processos para a preparação, caracterização, manipulação e controle de átomos ou moléculas para construir novos materiais em escala de nanômetros, com novas propriedades inerentes as suas dimensões (CUNHA, 2010 citado por CASSIANO, 2014). 
O interesse por essa tecnologia está em explorar as novas propriedades que a matéria assume em dimensões tão reduzidas que se diferem de material em macroescala quanto a características ópticas, eletrônicas, magnéticas e biológicas (KIM et al., 2010; RAMSDEN, 2014 citado por MATOS et al., 2015). 
De acordo com Alves (2004) citado por Gaui (2016), a nanotecnologia se tornou um dos mais promissores campos de pesquisa da atualidade e por não possuir uma tecnologia específica e sim interdisciplinar baseada na física, química, biologia, engenharias, computação e medicina, permitem que vários campos façam seu uso. 
O Brasil prioriza o desenvolvimento da nanotecnologia em três mercados específicos: produtos farmacêuticos, químicos e cosméticos, levando em consideração as características de consumo do mercado interno, do desenvolvimento interno do setor químico e farmacêutico e de sua grande biodiversidade (ABDI, 2010). 
Para a fabricação de produtos nanotecnológicos, existem hoje dois conceitos aplicáveis para manipular a matéria na escala de átomos e moléculas. Uma é denominada “top down”, pela qual estruturas nanométricas são produzidas por meio de quebra de materiais por moagem, nanolitografia ou engenharia de precisão. A outra é denominada “botton up”, que permite que nanoestruturas sejam formadas de átomos ou moléculas individuais capazes de se auto-arranjar ou auto-organizar (ALVES, 2010 citado por GAUI, 2016). 
Dessa forma, somente com a redução do tamanho e sem mudar a substância, os materiais podem exibir novas propriedades, tais como: condutividade elétrica, elasticidade, maior resistência, diferentes cores e maior reatividade, características essas que não seriam apresentadas por essas mesmas substâncias em escala micro ou macro (GRUPO ETC, 2005). 
Veloso (2007) citado por Gaui (2016) destacam que os átomos mais apropriados para a aplicação da nanotecnologia são: fósforo, hidrogênio, cloro, enxofre, silício, flúor, nitrogênio e oxigênio, possibilitando que em tomo ramo da ciência, a aplicação da tecnologia de composição de moléculas microscópicas e átomos possa trazer inovações tecnológicas. 
Nos últimos anos, as pesquisas e avanços tecnológicos em nanociência vêm se desenvolvendo, bem como as avaliações sobre seus impactos nas diversas áreas de aplicabilidade. Hoje, em praticamente todas as áreas do conhecimento científico e tecnológico há aplicações com nanomateriais (saúde, cosmética, fármacos, indústria, meio ambiente, novos materiais, eletrônica, etc.) e isso acarreta discussões sobre como a sociedade pode se beneficiar ou temer esses avanços tecnológicos (SILVA, 2003 citado por BASTOS, 2006).
O principal motivador desses investimentos é o enorme mercado potencial que está em jogo, dada a importância do desenvolvimento da nanotecnologia sobre a economia mundial. Segundo Silva (2003) citado por Bastos (2006), entre os benefícios esperados estão a redução de utilização de matérias-primas, do consumoenergético de importantes processos industriais, menos agressão ao meio ambiente e maior proteção à saúde do consumidor.
De acordo com Alves (2010); NNI (2011) citado por Gaui (2016), as mais importantes aplicações de nanoprodutos estão na:
- Indústria Automotiva e Aeronáutica;
- Indústria Eletrônica e de Comunicação;
- Indústria Química e de Materiais;
- Setor de Instrumentação;
- Setor de Energia;
- Meio Ambiente;
- Agronegócio;
- Indústria Têxtil;
- Indústria Farmacêutica, Biotecnológica e Biomédica.
Devido suas propriedades funcionais únicas, a nanotecnologia vem sendo empregada em diferentes formas e aplicações que alavancaram o interesse de governos, indústrias e centros de pesquisa para o uso dessa tecnologia em diversos setores, tais como: eletrônicos, materiais, energia, cosméticos, medicamentos e têxtil (BOUWMEESTER et al., 2009; GREINER, 2009 citado por MARTINS et al., 2015). 
Produtos eletrônicos, têxteis, cosméticos, farmacêuticos, polímeros e muitos outros estão sendo beneficiados por essa nova tecnologia (WIEK et al., 2008 citado por ALICE et al., 2011).
2.2 APLICAÇÃO DA NANOTECNOLOGIA NA PRODUÇÃO DE FÁRMACOS
Nas indústrias farmacêutica, biomédica e biotecnológica podem ser encontrados novos medicamentos baseados em nanoestruturas, sistemas de difusão de medicamentos que atinjam pontos específicos no corpo humano; materiais de substituição (próteses) biocompatíveis com órgãos e fluidos humanos; kits de autodiagnóstico que possam ser utilizados em casa; sensores laboratoriais construídos sobre chips; materiais para regeneração de ossos e tecidos; protetores solares; produtos para recuperação da pele; produtos contendo cores físicas (índice de refração); produtos para maquiagem (ALVES, 2004, 2010; NNI, 2011; ROCO, 1999 citado por FAHNING & LOBÃO, 2011).
As ciências farmacêuticas têm estudado nas duas últimas décadas a vantagem da associação de fármacos a sistemas nanométricos, entre eles as nanopartículas poliméricas, buscando a alteração em características que favoreçam sua aplicação do ponto de vista de uso clínico e/ou de sua produção em escala industrial. Conforme abordam Schaffazick et al. (2003) citado por Alice et al. (2011), dentre essas alterações podem ser citadas o direcionamento do fármaco até o alvo de ação (vetorização), a melhora nas características de solubilidade aquosa e o aumento na sua absorção oral e ocular, a diminuição dos efeitos adversos e/ou colaterais e aumento na eficácia terapêutica, a proteção do fármaco frente a fatores de degradação, tais como a luz e o calor, entre outras aplicações.
Diversos são os tipos de nanotecnologias utilizadas na indústria farmacêutica para a encapsulação de ativos como: lipossomas, nanopartículas poliméricas, ciclodextrina, nanomateriais de carbono, entre outros. Tais materiais permitem uma maior eficiência se comparados a encapsulação convencional, menor administração do medicamento, além de permitirem uma menor incidência de efeitos adversos (BOURGUIGNON et al., 2019).
Com o objetivo de contribuir para o desenvolvimento dos medicamentos em relação às limitações existentes nos fármacos mais usuais, os produtos de liberação controlada em geral, conseguem trabalhar uma melhor adesão do paciente ao tratamento somado a uma melhor eficiência. Isso em função, principalmente, do aumento da biodisponibilidade (BOURGUIGNON et al., 2019).
As aplicações da nanotecnologia na área médica e, mais especificamente, em sistemas de liberação controlada de fármacos estão se consolidando rapidamente. O grande interesse no estudo desses materiais se deve ao fato de apresentarem propriedades físico-químicas distintas dos materiais-base já conhecidos, o que permite inúmeras novas possibilidades de aplicações, entre elas os nanomedicamentos e os nanocarreadores, para o uso terapêutico, adjuvante terapêutico, diagnóstico ou em produtos para a saúde (FALLEIROS et al., 2011; CAIXETA & BINSFELD, 2013 citado por GIURIATTI, 2018).
Os nanossistemas já estão introduzidos comercialmente como cosméticos, protetores solares e medicamentos para o tratamento do câncer, além do amplo crescimento atual no desenvolvimento e otimização de sistemas carreadores de fármacos empregando partículas biodegradáveis (CROSERA et al., 2009 citado por ALICE et al., 2011). 
De acordo com Matos et al. (2015), um grande desafio para os pesquisadores na área farmacêutica está no desenvolvimento de medicamentos mais eficientes, que utilizem doses menores do fármaco e que sejam capazes de direcioná-los exclusivamente ao local de ação pretendido, sem se acumular em outros tecidos, evitando-se efeitos adversos. 
Entretanto, Rossi & Bergman (2008) citado por Batista & Pepe (2013) ressaltam que esses sistemas também podem apresentar algumas desvantagens, como: toxicidade dos produtos ou dos metabólitos oriundos da sua biodegradação; preço mais elevado, devido ao custo do processo tecnológico, que pode ser compensado pela redução das doses e; possibilidade de permear barreiras biológicas e atingir órgãos nobres como o cérebro. 
Embora a aplicação da nanotecnologia na produção de fármacos represente vantagens significativas, Ramos & Pasa (2008) citado por Fahning & Lobão (2011) consideram que, alguns inconvenientes não podem ser descartados, como possível toxicidade, ausência de biocompatibilidade dos materiais utilizados e o elevado custo de obtenção dos nanossistemas comparados com as formulações farmacêuticas convencionais.
	Nanomateriais podem ser mais tóxicos que as versões maiores de um mesmo composto. As nanopartículas têm uma superfície enorme proporcionalmente à sua massa. Por causa disto, elas apresentam maior reatividade química, mais atividade biológica e uma maior ação catalisadora quando se comparam com partículas macro da mesma composição química. Como os nanomateriais podem ter uma biodisponibilidade mais elevada do que as partículas macro, eles são mais absorvidos pelas células, tecidos e órgãos. Nanomateriais com a mesma composição química que tenham tamanhos ou formas diferentes, podem ter toxicidades completamente distintas (NOVAS TECNOLOGIAS, 2009). 
	
3 CONCLUSÃO
	De acordo com as informações abordadas, a nanotecnologia tem implicações muito importantes para a sociedade, esta tecnologia vem sendo cada vez mais estudada no contexto atual e introduzida nas diferentes áreas da indústria e seus processos, contribuindo significativamente na saúde, com destaque na produção de fármacos, cosméticos, e no desenvolvimento de produtos e instrumentos para a medicina de modo geral. 
	Na área da saúde, a nanotecnologia representa um grande avanço para a qualidade de vida das pessoas, relacionados aos medicamentos, pois as nanoestruturas podem atuar diretamente sobre o sítio alvo, trazendo resultados mais eficazes e proporcionado menos efeitos colaterais ao paciente. 
	Porém, apesar dos avanços e benefícios que esta tecnologia possa trazer para a sociedade, é importante considerar quais os riscos e impactos que o uso da nanotecnologia possa acarretar ao meio ambiente e à saúde do ser humano, pois a toxicidade das nanopartículas precisa ser amplamente estudada e há pouco conhecimento sobre seus efeitos. 
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial – ABDI. Cartilha Sobre Nanotecnologia. 2010. Disponível em>
https://lqes.iqm.unicamp.br/images/publicacoes_teses_livros_resumo_cartilha_abdi.pdf> Acesso em: 29/03/2021. 
ALICE, L.; RUPPENTHAL, J.E.; BECK, R. C.R. A inovação em Nanotecnologia Farmacêutica no Bloco Econômico do BRIC (Brasil, Rússia, Índia e China). Revista Ciência e Tecnologia, v.14, n.24/25, p.65-76, janeiro-dezembro, 2011. 
BASTOS, R.M.P. Nanotecnologia: Uma Revolução no Desenvolvimento de Novos Produtos. Monografia do curdo de Engenharia de Produção. Universidade Federal de Juiz de Fora, Minas Gerais, 2006.
BATISTA, A.J.S.; PEPE, V.L.E. Os Desafios da Nanotecnologia Para a Vigilância Sanitária de Medicamentos. Ciência e Saúde Coletiva, vol.19, n.7, pp.2105-2114, 2013. 
BOURGUIGNON, M.R.B; CÉSAR, M.; SPERANDIO,I.; GUIMARÃES, D. Nanomateriais na Indústria de Fármacos. A Produção do Conhecimento Na Engenharia Química. (Capítulo 1). Ponta Grossa, PR: Editora Atena, 2019. 
CASSIANO, A.P.C. Nanotecnologia Para o Cuidado em Enfermagem. Relatório Final de Programa de Iniciação Científica do Instituto Municipal de Ensino Superior de Assis – IMESA, Assis-SP, 2014. 
FAHNING, B.M.; LOBÃO, E.B. Nanotecnologia Aplicada à Fármacos. Trabalho de Conclusão de Curso de Bacharel em Farmácia. Faculdade Católica Salesiana do Espírito Santo, Vitória – ES, 2011. 
GAUI, R. Modelagem Matemática e Computacional de Sistemas de Liberação Controlada de Fármacos Baseado em Nanoestruturas. Dissertação de Mestrado em Processos Industriais. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT, 2016.
GIURIATTI, T. Mapa Tecnológico da Nanotecnologia no Setor Brasileiro de Medicamentos em Humanos. Dissertação de Mestrado em Propriedade Intelectual e Transferência de Tecnologia para Inovação. Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2018. 
LIMA, A.X.; ROCHA, M.S. Nanotecnologia Aplicada á Área da Saúde: Mercado e Regulação. Revista Acadêmica Oswaldo Cruz, ano 4, n. 16, outubro-dezembro, 2017. 
MARTINS, V.C.; BRAGA, E.C.O.; GODOY, R.L.O.; BORGUINI, R.G.; PACHECO, S.; SANTIAGO, M.C.P.A.; NASCIMENTO, L.S.M. Nanotecnologia em Alimentos: Uma Breve Revisão. Perspectivas da Ciência e Tecnologia, v.7, n.2, 2015. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia, Rio de Janeiro. 
MATOS, B.N.; OLIVEIRA, P.M.; AREDA, C.A.; CUNHA-FILHO, M.S.S.; GRATIERI, T.; GELFUSO, G.M. Preparações Farmacêuticas e Cosméticas com Uso de Nanotecnologia. Faculdade de Ciências da Saúde, Universidade de Brasília. Brasília Med, 2015, 52: 8-20.
NOVAS TECNOLOGIAS. Nanotecnologia – A Produção do Invisível. 2009. 
Disponível em> 
http://www.centroecologico.org.br/novastecnologias/novastecnologias_1.pdf> Acesso em: 29/03/2021.