Este documento discute o potencial da nanotecnologia aplicada à medicina. Apresenta os conceitos de bottom-up e top-down para a síntese de nanomateriais e descreve brevemente o desenvolvimento da nanotecnologia no Brasil e sua importância econômica. Explora também as aplicações da nanotecnologia em nanoeletrônica, nanomateriais e nanomedicina.

1. Universidade Federal de São Carlos
Departamento de Física
Nanotecnologia Aplicada à Medicina
Monografia referente á disciplina de
Engenharia de Dispositivos e Materiais Avançados
Felipe Bruno Mograbi RA 271594
Luciana Camargo Cabrelli RA 269492
São Carlos
Dezembro de 2008

2. 1
Índice 01
1)Introdução 02
2)Os Conceitos de Bottom Up e Top Down 05
3)Nanotecnologia no Brasil 06
4)Nanotecnologia e Economia 07
5)Nanomedicina 09
6)Aplicações da Nanotecnologia 10
I – Nanoeletrônica 10
II – Nanomateriais 12
III – Nanomedicina 12
7)Conclusão 20
8)Referências 21

3. 2
1) Introdução
A Nanociência e a Nanotecnologia têm por objetivo a compreensão e o controle da
matéria em escala nanométrica e o conhecimento da natureza na organização da matéria
átomo por átomo, molécula por molécula, bem como a construção de estruturas e novos
materiais a partir de átomos e moléculas.
O prefixo nano tem origem grega e significa “anão”, o que de fato caracteriza bem o
mundo da Nanotecnologia, que por definição engloba todo tipo de desenvolvimento
tecnológico dentro da escala nanométrica, geralmente entre 0,1 e 100 nanômetros; incorpora a
produção e aplicação de sistemas físicos, químicos e biológicos em escalas que variam desde
átomos individuais ou moléculas até dimensões submétricas, assim como a integração de
nanoestruturas resultando em sistemas maiores. Um nanômetro equivale a um milionésimo de
um milímetro ou a um bilionésimo de um metro.
As propriedades da matéria em escala nanométrica não são necessariamente similares
às propriedades da matéria em escalas maiores: na escala nanométrica, as leis da Mecânica
Quântica começam a valer. Por isso, a Nanotecnologia torna-se por um lado um desafio para
os cientistas, mas constitui-se também numa grande oportunidade para o desenvolvimento de
novos materiais com propriedades e funcionalidades antes impossíveis de serem atingidas.
O campo da Nanotecnologia nasce de investigações ao longo dos anos 70 e 80 de
espécies reativas, como átomos livres e partículas reativas, acopladas com novas técnicas e
instrumentos, tais como microscópios de varredura e tunelamento.
O microscópio de tunelamento (do inglês, Scanning Tunneling Microscope),
inventado em 1981 por Gerd Binnig e Heinrich Rohrer, permite obter imagens de átomos e
moléculas, utilizando-se uma agulha microscópica na qual se aplica uma tensão elétrica.

4. 3
Figura 1: Desenho esquemático do funcionamento de um microscópio de tunelamento.
Fonte: http://www.ced.ufsc.br/men5185/trabalhos/12_nanometria/algo_pequeno.htm.
As primeiras imagens de átomos foram obtidas com o microscópio iônico de campo,
inventado por Erwin Müller. Outro método pelo qual se podem obter imagens de átomos é
através do microscópio eletrônico de varredura (SEM), apenas capaz de trabalhar em vácuo,
pode resolver escalas nanométricas.
Já a possibilidade de mover átomos individualmente foi demonstrada em 1990, quando
pesquisadores americanos escreveram o logotipo IBM ao posicionarem átomos de xenônio
sobre uma superfície de níquel. Desde então, o domínio científico e tecnológico da escala
nanométrica está passando por um surto de crescimento graças a novas ferramentas de
pesquisa e a desenvolvimentos experimentais e teóricos. Disto resultam novos produtos e
processos industriais em um ritmo extremamente acelerado. Estão surgindo classes
inteiramente novas de dispositivos e sistemas micro e nanofabricados. Esta nova situação
parece indicar um novo salto da civilização tecnológica, porque oferece oportunidades
científicas e industriais que eram impensáveis, até agora (Martins, 2004).
Alguns consideram o físico Richard Feynman o primeiro a fazer uma explanação
técnica da Nanotecnologia, em famosa palestra de 1959 na reunião anual da Sociedade
Americana de Física "There's plenty of room at the bottom” (há mais espaços lá embaixo),
mas foi o engenheiro Kim Eric Drexler quem definiu as possibilidades com maior
abrangência e definição de detalhes em suas obras, além de compreender as implicações da
Nanotecnologia e buscar informar o público sobre seus desafios. Drexler obteve o título de

5. 4
primeiro PhD em Nanotecnologia do mundo em 1991, no Massachusetts Institute of
Technology (MIT).
Nos dias atuais a Nanotecnologia vem surgindo associada a diversas áreas do
conhecimento humano, como: física, engenharia mecânica, biotecnologia, medicina,
construção civil, na química, sendo usada no desenvolvimento de materiais e dispositivos, tais
como sensores, chips, computadores, memórias, polímeros.
A Nanotecnologia é um dos assuntos mais discutidos na atualidade, devido à
importância que o setor passou a ter na produção industrial. Mais de 500 produtos para
consumo já incorporam algum tipo de benefício por conta da Nanotecnologia aplicada. O
universo de possibilidades criado é tão amplo que a Nanotecnologia já é considerada por
muitos a 5ª Revolução Industrial.

6. 5
2) Os Conceitos de Bottom Up e Top Down
A síntese de nanomateriais é geralmente pensada em termos de processos de Top-
Down ou Bottom Up. A aproximação Top Down seria a fabricação de um nanomaterial a
partir de um modelo macroscópico, reduzindo suas dimensões até chegar à estrutura desejada.
De acordo com Bunshan (2004), a aproximação top down é muito utilizada em processos de
microfabricação de matérias inorgânicos, como litografia por exemplo.
A aproximação Bottom Up seria a fabricação de uma estrutura maior a partir de
subunidades menores. No caso de nanomateriais, essas subunidades são de dimensões
nanométricas, podendo assim fazer com que a estrutura apresente características totalmente
diferentes se comparado com uma estrutura feita de maneira íntegra. Quase todas as
macroestruturas biológicas e muitas estruturas biogênicas são feitos pela aproximação bottom
up. Verifica-se também a aproximação bottom up em materiais inorgânicos, como por
exemplo estruturas encontradas em corais, casca de ovo, e em conchas, como é o caso do
molusco Abalone, que produz sua concha com carbonato de cálcio, organizado em camadas
de tijolos nanométricos, resultando em uma estrutura altamente resistente.
Figura 2. Fotografia da estrutura da concha de Abalone.
Fonte: http://www.rist.cst.nihon-u.ac.jp/asr/en.html

7. 6
3) Nanotecnologia no Brasil
De acordo com Martins (2004), a Nanotecnologia é hoje um dos principais focos das
atividades de pesquisa, desenvolvimento e inovação em todos os países industrializados.
Existe hoje uma produção científica significativa no Brasil, nos temas de manipulação
de nano objetos, nanoeletrônica, nanomagnetismo, nanoquímica e Nanobiotecnologia,
incluindo os nanofármacos, a nanocatálise e as estruturas nanopoliméricas.
No relatório de Nanotecnologia do Ministério da Ciência e Tecnologia (2006), são
citados alguns marcos relevantes no desenvolvimento da Nanotecnologia no Brasil:
1987 – Investimento do CNPq em equipamentos para técnicas de crescimento epitaxial de
semicondutores;
2001 - Criadas as 4 redes de Nanotecnologia CNPq/MCT e apoiados 4 Institutos do Milênio
na área;
2003 - Criado o Grupo de Trabalho de Nanotecnologia para elaboração do Programa de
Nanotecnologia;
2003 – Criada a Coordenação-Geral de Políticas e Programas de Nanotecnologia.
Atualmente Coordenação de Micro e Nanotecnologias;
2004 - Início do Programa Desenvolvimento da Nanociência e Nanotecnologia no âmbito do
PPA – 2007;
2004 - Criado do GT para estudo sobre a implantação do Laboratório Nacional de Micro e
Nanotecnologia;
2004 – Criada a Ação Transversal de Nanotecnologia nos Fundos Setoriais;
2004 - Instituída a Rede BrasilNano e seu Comitê Diretor;
2005 - Designados os membros do Conselho Diretor da Rede BrasilNano;
2005 – Lançado o Programa Nacional de Nanotecnologia (PNN);
2005 – Assinado o Protocolo de Intenções entre Brasil e Argentina criando o Centro
Brasileiro-Argentino de Nanotecnologia (CBAN). (Ministério da Ciência e Tecnologia, 2006).
Algumas atividades desenvolvidas no país como a nanofabricação, apesar de
apresentarem grandes perspectivas de geração de novos produtos e aplicações em diversas
áreas, estão atualmente limitadas ao meio acadêmico, em algumas universidades e centros de
pesquisa que realizam pesquisa e desenvolvimento de técnicas de fabricação, análise e
aplicações em dispositivos eletrônicos, sensores, peneiras, canais para fluídica e membranas.

8. 7
4) Nanotecnologia e Economia
De acordo com Bunshan (2004) a Nanotecnologia já é um negócio que cada vez mais
atrai mais investimento, em todo o planeta, devido ao seu enorme potencial de aplicação nos
mais variados setores industriais e ao impacto que seus resultados podem dar ao
desenvolvimento tecnológico e econômico.
Pallone (2006) cita que atualmente existem no Brasil mais de 500 pesquisadores
trabalhando com os temas da Nanociência e Nanotecnologia, espalhados por todo o território
e envolvendo diversas áreas do conhecimento. O governo federal está atento a esse
movimento e tem concretizado seu interesse na criação de linhas de fomento: financiou a
constituição de redes de pesquisa e vem ampliando os recursos ano a ano. O Plano Plurianual
2004-2007 estabeleceu um patamar da ordem de R$ 77,7 milhões para o setor.
O Brasil, que até em 2002 investiu cerca de R$ 50 milhões em projetos no setor,
dispõe da melhor infra-estrutura em Nanociência e Nanotecnologia da América Latina,
segundo avaliação dos professores Cylon Gonçalves da Silva, coordenador do programa
nacional de Nanociência e Nanotecnologia, do MCT, e Alaor Silvério Chaves, coordenador de
Nanociência de um dos 17 Institutos do Milênio, também do MCT.
Entre 2001 e 2007 o Brasil investiu cerca de R$ 150 milhões em Nanotecnologia
através de ações do Programa Nacional de Nanotecnologia (PNN), fundos setoriais,
subvenção econômica (aplicação de recursos públicos não-reembolsáveis em empresas) e
editais. Anualmente, Estados Unidos e Japão gastam cerca de U$ 1 bilhão.
Os maiores investidores em Nanotecnologia são o Japão e os Estados Unidos. Embora
não se saiba exatamente o montante de investimentos do setor privado, o envolvimento de
grandes corporações americanas, como a Xerox, IBM e a HP, e das megaempresas japonesas
indicam que as aplicações pelo setor privado são superiores ao do setor público.
Nesses países, o setor privado e público investem em áreas distintas da
Nanotecnologia. O setor privado, especialmente as empresas de alta tecnologia, tem
direcionado seus esforços para a miniaturização dos componentes eletrônicos, ou seja, na
corrida para gerar sistemas computacionais de maior desempenho e mais compactos. Embora
algumas empresas, como a Hewlett-Packard, Kodak e Xerox, já invistam em pesquisas de
desenvolvimento de dispositivos moleculares, a Nanotecnologia molecular, para se tornar
competitiva, ainda depende do investimento do Estado.

9. 8
Dados do Ministério da Ciência e Tecnologia mostram que no Brasil, entre 2002 e
2005, as redes de pesquisa envolveram 300 pesquisadores, 77 instituições de ensino e
pesquisa e 13 empresas, além de publicar mais de mil artigos científicos e depositar mais de
90 patentes.
De acordo com o relatório de Nanotecnologia do Ministério da Ciência e Tecnologia
(2006), as iniciativas do governo focadas na área de Nanotecnologia iniciaram-se em 2001,
quando foram criadas as 4 redes de pesquisa. Essa iniciativa permitiu o mapeamento das
competências nacionais. Entre 2002 e 2005 as redes envolveram 300 pesquisadores, 77
instituições de ensino e pesquisa, 13 empresas, além de publicar mais de 1000 artigos
científicos e depositar mais de 90 patentes.
Em 2004, a implementação das ações do Programa “Desenvolvimento da Nanociência
e Nanotecnologia”, no âmbito do PPA 2004 – 2007, focadas na geração de patentes, produtos
e processos na área, assegurou o apoio à pesquisa básica, à pesquisa entre ICT’s e empresas,
fortaleceu as redes existentes e a infra-estrutura laboratorial.
Uma das primeiras iniciativas do governo em Nanotecnologia data de 1987, quando o
CNPq investiu US$10 milhões em equipamentos para técnicas de crescimento na área de
semicondutores. Até então, o termo Nanotecnologia era pouco utilizado. Em 2001, o governo
brasileiro reconhece a importância da Nanotecnologia para o País e inicia ações focadas na
área, com a criação de 4 redes nacionais.

10. 9
5) Nanomedicina
Ghanem (2006) define a Nanomedicina como “uma área da pesquisa biomédica que
tem por objetivo empregar os avanços da Nanotecnologia para melhorar a saúde”. A aplicação
mais avançada da Nanotecnologia que poderia alterar o curso da medicina para sempre, seria
a introdução de nanorrobôs altamente inteligentes como substitutos dos atuais
macrocirurgiões. Tais robôs não seriam maiores do que uma simples célula de bactéria e
poderiam operar em nanoescala, manipulando moléculas, até mesmo átomos. A
Nanomedicina vem auxiliada pela Nanobiotecnologia, que seria a Nanotecnologia aplicada às
ciências da vida. As pesquisas referentes á nanofármacos e nanorrobôs se devem ao
desenvolvimento da Nanobiotecnologia.
De acordo com STEINMETZ (2006), a Nanomedicina, originada pela fusão da
medicina com a Nanotecnologia, tem como fundamento o desenvolvimento de ferramentas,
tecnologias e terapias, que irão tratar doenças em diversos níveis e estágios, e não mais
através da prescrição de medicamentos ou realização de cirurgias, mas sim, reorganizando e
fazendo reparos nos nossos próprios átomos.
De acordo com Ghanem (2006), a Nanotecnologia aplicada á medicina poderia
fornecer novas formulações e novas rotas para liberação de drogas em regiões do corpo antes
inacessíveis, desta forma, ampliando seu potencial. Sensores minúsculos que detectam
doenças no corpo, muito antes das ferramentas diagnósticas existentes, e explodem o tamanho
das moléculas implantadas para liberar as medicações salvadoras de modo preciso onde sejam
necessárias, estão entre as áreas de pesquisas promissoras. Elas poderiam caçar tumores
cancerígenos e destruí-los, eliminar qualquer vírus do HIV encontrado, ou seja, as
possibilidades são infinitas.
Entre as possíveis aplicações da Nanomedicina estão tratamentos de problemas
cardiovasculares, diabetes, mal de Alzheimer, eliminação de pedra nos rins etc. Mas a
oncologia parece ser uma das áreas mais promissoras para a nova tecnologia, tanto que ela
promete ser a primeira área em que as aplicações clínicas devem ocorrer. Por exemplo,
estudos com nanopartículas magnéticas mostram eficazes para serem utilizados como agentes
contrastantes para melhorar a localização de câncer, utilizando as técnicas de imagem por
ressonância magnética.
.

11. 10
6) Aplicações da Nanotecnologia
Em 1959, o físico americano Richard Feynman durante uma palestra na Sociedade
Americana de Física disse: "Os princípios da física, pelo que eu posso perceber, não falam
contra a possibilidade de manipular átomo por átomo. Não seria uma violação da lei, é algo
que, teoricamente, pode ser feito, mas que na prática, nunca foi levado a sério porque somos
grandes de mais".
Três décadas depois essa idéia começou a tomar formas da Nanotecnologia ou da
Nanociência, que são novas abordagens à investigação e desenvolvimento com objetivo de
controlar a estrutura fundamental e comportamental da matéria em nível de átomos e de
moléculas.
Com os domínios dessas ciências multidisciplinares temos a possibilidade de
compreender melhor novos fenômenos e de criarmos novas propriedades que podem ser
usadas em pequenas escalas com grandes funcionalidades. Há pesquisa e produção em escala
nanométrica (escala atômica) em diversas áreas como medicina, eletrônica, ciência da
computação, física, química, biologia e engenharia dos materiais.
Dentro de grandes áreas de pesquisas podemos desenvolver uma investigação e um
desenvolvimento com um futuro promissor, construindo uma nova base de conhecimento
respeitando todos os princípios éticos, trazendo a representação por imagens, manipulação em
escala atômica, a automontagem, as relações biológicas estruturais como ferramentas de
informáticas cada vez mais poderosas.
Essas mudanças estruturais das propriedades das matérias podem influenciar
fortemente nas suas propriedades físicas e químicas em grande escala. Outro grande desafio
consiste em aumentar potencialmente os métodos de fabricação na indústria. Para estudar a
Nanotecnologia iremos dividi-la em três grandes áreas:
(I)Nanoeletrônica
Também, conhecida com eletrônica molecular, foi um desenvolvimento quase que
natural devido à ultra-alta compactação e miniaturização, principalmente para as tecnologias
de informação e computação em escalas significativamente pequenas, permitindo a
manipulação de quantidades de informação extremamente grandes associadas a rápidas
velocidades de processamento. Um exemplo bem forte nos dias de hoje são os LED orgânicos
(OLED) que são dispositivos fabricados posicionando uma série de filmes finos orgânicos

12. 11
entre dois eletrodos. Quando aplicamos uma corrente elétrica, temos a emissão de uma luz
brilhante. Atualmente, é aplicado em equipamentos portáteis.
Figura 3: Led orgânico (OLED)
Fonte: http://www.xsreviews.co.uk/glossary/display/organic-leds/
Figura 4: Transformador micromagnético de película fina em silício para uso em
futuras aplicações PSOC (fonte de alimentação no chip)
Fonte: http://www.suframa.gov.br/minapim/news/images/img_artigo/mst_111.3.jpg

13. 12
(II)Nanomaterial
É a possibilidade de controlar com precisão a morfologia de dimensão nanométrica
das substâncias ou em particular para produzir materiais nanoestruturados. Os instrumentos
utilizando nanomaterial facilitaram medições e manipulação de estruturas ultrapequenas. Os
microscópios de alta resolução, por exemplo, (tunelamento, de varredura ou de transmissão)
são em escala nanométrica.
Figura 5 e 6: Microscopia de varredura de nanotubos de carbono obtidos por decomposição
catalítica de etileno sobre catalisadores de ferro.
Fonte:
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S010040422004000600025&script=sci_arttext&tlng=pt
Figura 7: Engenharia na escala atômica
Fonte: http://www.comciencia.br/reportagens/nanotecnologia/nano17.htm
(III)Nanobiotecnologia
É uma das áreas com mais enfoque, que podem combinar a engenharia com a biologia
para poder manipular sistemas vivos ou construir materiais biologicamente em escala
nanométrica ou a nível molecular. O estudo com sistemas genéticos, o maior exemplo é o

14. 13
projeto GENOMA (é toda a informação hereditária de um organismo que está codificada em
seu DNA ou, em alguns vírus, no RNA).
A Nanobiotecnologia foi usada no projeto de identificação e mapeamento de cerca de
80 mil genes que se achava existir no DNA das células do corpo humano, para poder
determinar os quase 3 bilhões de bases químicas que o compõe. Foi usada também para
armazenar essa informação em bancos de dados e desenvolver ferramentas para analisar e por
conseqüência simplificar métodos de diagnósticos de doenças, melhoria de tratamentos
terapêuticos, tornando-os mais eficientes e menos invasivos; e para promover novos sensores,
conhecidos como bionanosensores (ou biosensores) para a investigação e para implementação
de novas técnicas de diagnósticos.
Agora podemos explicar dois temas desse trabalho que iremos mostrar, o primeiro são
os Lipossomas que foram criados na década de 60, porém, com o avanço da tecnologia e da
Nanotecnologia começaram ser construídos de forma mais especificas para cada uma das suas
utilizações; e segundo caso, seria o estudo de nanopartículas de ouro até o uso para tratamento
de câncer.
1. Lipossomas:
Os Lipossomas (corpo gorduroso) são vesículas esféricas artificiais de tamanho
variável (20nm a vários micrômetros de diâmetro), que podem ser produzidas com
fosfolipídios naturais e colesterol. Os lipídeos mais utilizados na formulação dos lipossomas
são os que apresentam uma forma cilíndrica como fosfatidilcolinas, fosfatidilserina,
fosfatidilglicerol e esfingomielina que tendem a formar uma bicamada estável em solução
aquosa. Sendo as fosfatidilcolinas as mais utilizadas para estudos, pois apresentam uma
grande estabilidade frente à variação pH ou concentração de sal no meio.
Os fosfolipídios são caracterizados por uma temperatura de transição de fase (Tc),
onde a membrana dos lipossomas passa de uma fase inicial em forma de gel (fase que a
cadeias de hidrocarbonada do lipídeo estão de forma ordenada), para uma fase de cristal-
líquido ( fase que as moléculas ficam com movimentos mais livres). Nessa fase os radicais
hidrofílicos agrupados formando complexos hidratados. O comprimento e saturação das
cadeias lipídicas influenciam diretamente na temperatura de transição de fase (Tc). Logo,
diferentes das membranas formados por diferentes tipos de lipídeos podem mostrar diferentes
níveis de fluidez na mesma temperatura.

15. 14
Essa descoberta foi feita por Alec Baghan em 1961, durante um estudo de
fosfolipídios e coagulação sanguínea. Esse estudo mostrou que quando os fosfolipídios
combinam-se com a água formam imediatamente uma esfera de bicamada, isso ocorre porque
enquanto uma ponta da molécula é solúvel em água, a outra é hidrofóbica, ou seja , repulsão à
água.
Os Lipossomas podem conter uma única bicamada lipídica ou múltiplas bicamadas em
torno de compartimentos aquoso interno e, portanto, são classificados em unilametar e
multilametar.
Com isso, os Lipossomas têm sidos usados com grandes possibilidades de
empregabilidade em modelos de membranas celulares na biologia e bioquímica, como
transportadores de cosméticos, de aditivos alimentares e farmacologia.
Suas grandes vantagens são as:
 Biodegradabilidade;
 Baixa toxicidade;
 Possibilidade de dissolver: substâncias lipofílicas (bicamadas lipídicas) ou
substâncias hidrofílicas (armazenada no seu interior);
 Possibilidade de direcionar o local;
 Possibilidade de controlar a velocidade de liberação de um determinado
fármaco;
 Importante agente inibidor contra um infectante;
Figura 8: Estrutura de um Lipossomo Fosfolipídico, muito utilizada em liberação
controlada de fármacos.
Fonte: http://www.fapepi.pi.gov.br/novafapepi/sapiencia5/pesquisa2.php

16. 15
Em 1971, o pesquisador Gregoriadis utilizou uma forma de sistema carregador de
fármacos, e desde então os Lipossomas se tornaram um futuro promissor como um
mecanismo controlador de drogas.
Figura 9: Características estruturais dos vários tipos de lipossomas: convencionais - (A)
fármaco hidrofílico no interior do lipossoma e (B) fármaco lipofílico adsorvido ou inserido
na bicamada lipídica; catiônico (C); de longa circulação (Stealth®) – com polímero
hidrofílico na superfície (D); sítio-específicos – (E), (F) com anticorpos ligantes e (G) com
peptídeos e proteínas ligantes na superfície; virossomas – com envelope viral na superfície
(H); (I) DNA-plasmídeo encapsulado em lipossomas catiônicos
Fonte: http://www.scielo.br/pdf/rbcf/v43n2/02.pdf
Eles também podem ser classificados quanto às características de interação com
sistemas biológicos divididos em:
 Lipossomas Convencionais: Lipossomas convencionais são compostos de
fosfolipídeos e colesterol, com um lipídeo de carga negativa ou positiva para
evitar a agregação das vesículas, aumentando a estabilidade em suspensão
(Vemuri, Rhodes, 1995).
 Fármacos hidrossolúveis – os fármacos hidrossolúveis são os que ficam
encapsulados no interior da cavidade lipossômica;
 Fármacos lipossolúveis – os fármacos lipossolúveis são incorporados na
bicamada lipídica. Para os fármacos lipossolúveis essas bicamadas, podem vir
a se fundirem com outras demais bicamadas lipídicas vindo a liberar o seu
conteúdo.
 Fármacos lipossomas catiônicos – são fármacos eficientes no carregamento e
transfecção de DNA;
 Lipossomas de longa circulação: Lipossomas de longa duração são obtidos
por diferentes métodos, incluindo o revestimento da superfície lipossômica
com componentes hidrofílicos naturais, essa camada inibe o processo de

17. 16
reconhecimento molecular e captura de células do sistema fagocitário
mononuclear, principalmente as do fígado (Needham et al., 1992).
 Lipossomas sítios-específicos: são lipossomas direcionados a sitios-
específicos, estes utilizam ligantes acoplados em sua superfície, que conferem
seletividade para distribuir o fármaco encapsulado na região de ação desejada.
Alguns exemplos de ligantes de reconhecimento são os anticorpos,
glicopeptídeos, polissacarídeos, proteínas virais e lectinas (Edwards,
Baeumner, 2006).
 Lipossomas Polimórficos: são lipossomas que se tornam reativos devido à
mudança na sua estrutura ocasionada por alteração de pH, temperatura ou
carga eletrostática.
 Lipossomas sensíveis ao pH – esses lipossomas são utilizados para liberar o
fármaco no citoplasma ou no tecido intersticial de células tumorais, visto que o
pH desse meio é diferente do fisiológico normal (Derycke,Witte, 2004;
Carvalho Jr. et al., 2007);
 Lipossomas termosensiveis – são formados por misturas de lipídeos sintéticos
que possuem transição de fase ligeiramente aumentada da temperatura
fisiológica, causada de um tecido tumoral (Sandip et al., 2000);
 Lipossomas catiônicos – esses lipossomas apresentam cargas positivas na
superfície eles tem sido utilizados para liberação de ácidos nucléicos dentro
das células (Dass, Choong,2006);
Os primeiros sistemas de Nanotecnologia a serem usados em tratamentos foram os
Lipossomas. Sendo o pioneiro dos medicamentos lisossômicos a serem introduzidos foi o
Doxorrubicina(Doxil/Caelix) em 1995 para o tratamento do Sarcoma de Kaposi associado aos
tratamento da Adis. E nos dia de hoje, já contamos com outras formulações lipossômicas
empregado no tratamento de câncer que já estão sendo usado como: Myocet e DaunoXome.
Outros ainda estão em fazes de testes para demais áreas clinicas e principalmente na indústria
dos cosméticos.
2. Nanopartículas de ouro

18. 17
Experiências recentes mostram que nanopartículas de ouro revestidas com alguns
corantes conseguem identificar tumores internos mais cedo e de forma eficiente e mais
detalhada, de forma rápida e menos invasiva.
O Profº Drº Warren Cahn, e seus colegas da Universidade de Toronto, investigaram
formas e tamanhos de nanopartículas de ouro capazes de relacionar-se com células. As
investigações estudaram casos de nanopartículas variando de 14 nanômetros até 74
nanômetros de diâmetros e também variando sua forma (tubos, anéis, esferas, etc ).
E partir disso, puderam verificar que cada tipo de forma foi absorvida por diferentes
células. E puderam verificar que as células de tamanho de 50 nanômetros de diâmetro eram
mais eficazes. Com uma absorção maior entre as duas a quatro horas de exposição.
Verificaram, também, que as células de 50 nanômetros de diâmetros foram as que melhores
responderam à produção de calor, no mínimo maiores que o dobro do seu tamanho. As
partículas de formas esféricas foram mais eficazes do que a do tipo tubos. Na mesma forma, a
colocação de proteínas na superfície nas nanopartículas de ouro mostrou-se mais eficiente na
absorção dessas.
Imagine uma partícula capaz de produzir calor numa área 1000 vezes maior do que o
se próprio diâmetro. Essa combinação pode ser o futuro do combate ao câncer, podendo
identificar e colocar localmente essa nanopartícula no interior de uma célula infectada,
podendo ser ativada pelo um laser, queimando totalmente a célula doente e as do seu redor.
Em estudo feito pela Universidade de Ohio, nos estados Unidos, pela equipe do Profº
Drº Hugh Richardson em 2006, conseguiram mostrar que essa realidade está cada vez mais
próximo de acontecer para tratamentos clínicos, especialmente o câncer. Nesse estudo
identificaram que partículas de 50 nanômetros de diâmetro podem funcionar como
aquecedores super potentes e precisos. Quando excitados numa freqüência específica com um
laser essas nanopartículas emitem calor suficientes para aquecer uma área 1000 vezes maior
do que ou seu diâmetro. Esse procedimento descobriu não só, a emissão de calor suficiente,
mas que era também muito preciso o que permite que as nanopartículas atinjam alvos pré-
determinados.
Mas para transportar essas nanopartículas de ouros, seriam preciso mecanismos como
biomarcadores, moléculas especiais construídas para identificar cada tipo de célula.
Para determinação da intensidade especifica de melhor rendimento, foi elaborado um
estudo de efeito térmico, os pesquisadores desenvolveram um método com uma fina película
de gelo e, em seguida a medição da quantidade de fusão que ocorreu quando as partículas
foram irradiadas. Usando espectroscopia Ranam os pesquisadores foram capazes de

19. 18
determinar qual das intensidades luminosas das partículas era mais eficiente na região
circundante ao derretimento do gelo. A partir daí conseguiram criar um modelo teórico gerado
a partir dos estudos, e os pesquisadores previram um geração de calor em função da
intensidade luminosa, deverá ser útil para desenvolver uma nanoescala térmica para um
possível tratamento como câncer terapêutica.
Figura 10. Um conjunto de nanopartículas do ouro 50 nanômetros no diâmetro criou uma
cratera muito maior na amostra do gelo, mostrada aqui.
Fonte: http://news.research.ohiou.edu/news/index.php?item=272
Até agora, estudamos as nanopartículas de ouro para elas se interagiram com células,
mas não especificamos quais tipos específicos de células interagem com ouro. O estudo do
pesquisador Shuming Nie, publicada em dezembro de 2008 pela “Journal Nature
Biotechnology” que trabalha no Departamento de Engenharia Biomédica na Georgia Tech e
Emory University,nos Estados Unidos.
Nesse estudo as nanopartículas de ouro estão revestidas com corantes que conseguem
identificar tumores ou células cancerígenas mais cedo e de forma menos invasiva por
enquanto nos estudos de animais. Estudo baseou em anticorpos com fragmentos de ScFv
conhecidos com côo peptídeos que se ligam em células cancerígenas.Quando iluminado por
um raio laser, o tumor é identificado pelo corante que devolve o sinal transmitido.Essa é uma
nova classe de agentes para a segmentação do tumor e de imagem na área de Nanotecnologia.

20. 19
Figura 11: Nova classes de corantes excitados por infravermelho.
Fonte: http://www.rjrconsultores.com.br/nano/wm.pdf
O pesquisador Dr. Nie, desenvolveu uma luz emissora de cristais semicondutores
capazes de emitir luz conhecidos como “pontos quânticos” em detecção e tratamento de
câncer. Para a construção desses semicondutores, é utilizado partículas de ouro em suspensão
chamado ouro coloidal, tem uma enorme vantagem por ser totalmente atóxico para o
organismo. Além disso, as nanopartículas de ouro produzem um sinal mais forte e mais claro.
Sendo assim, o sinal refletido pelas nanopartículas é específico para cada corante utilizado.
O ouro coloidal já é utilizado em alguns tratamentos médicos. Mas, nos pontos
quânticos, a sua utilização em humanos tem problemas por conter cádmio, um metal pesado,
que deverá ter seus efeitos sobre os organismos.
No estudo do Dr. Nie é importante a detecção precoce do câncer, como ainda está
limitado a dimensão do tumor ou em quantidades relativamente pequenas de células. A
conclusão, mostra através de testes que é possível localizar tumores com uma profundidade de
1 a 2 centímetros abaixo da pele. Nessa localização é possível geração de imagens de forma
qualitativa e quantitativa que pode dar uma dimensão e pode ser localizado na cabeça,
pescoço e no pulmão.

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7)Conclusão
A Nanotecnologia vem sendo vista como a próxima revolução industrial, trazendo
promessas de desenvolvimento em várias áreas, entre elas na medicina.
O Brasil vem investindo cada vez mais na área de Nanotecnologia, mais ainda sim o
desenvolvimento dessa área ainda está concentrada em algumas universidades e centros de
pesquisa. Apesar do desenvolvimento da Nanociência e Nanotecnologia no Brasil, se tratar de
uma revolução em sua infância, ainda é possível que o país participe ativamente e inove no
campo da nanotecnologia. É necessário, porém, haver uma mudança de mentalidade do
governo e dos empresários brasileiros.
Nos últimos anos, a nanomedicina vem sendo apontada como uma das grandes
esperanças da medicina e uma das promessas de que as descobertas no campo da
nanotecnologia promovam mais saúde e longevidade às pessoas.
Duas grandes áreas em desenvolvimento de Nanobiotecnologia são os
nanomedicamentos e nanopartículas, como Lipossomas e nanopartículas, respectivamente, e o
desenvolvimento dessas áreas prometem grandes avanços no diagnóstico e tratamento de
doenças. Espera-se que num futuro não distante, nanopartículas, nanomedicamento e
nanorrobôs estejam presentes no diagnóstico e tratamento de doenças, contribuindo assim
para o avanço da medicina.

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Referências
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