Trabalhos by unifra eventos

ANAIS WORKSHOP EM NANOCIÊNCIAS Resumos

ANÁLISE DA EXPRESSÃO GÊNICA DE CÉREBRO DE Danio rerio TRATADOS COM NANOPARTÍCULAS ORGÂNICAS (SWNT E C60(OH)18-22(OK)4) DA ROCHA, Alessandra1,2; FERREIRA, Josencler R1,2; PEREIRA, Talita3; BOGO, Maurício R3; MONSERRAT, José1,2,4 Apoio: CNPq 1

Instituto de Ciências Biológicas (ICB) - Universidade Federal do Rio Grande-FURG, Rio Grande, RS. Programa de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas-Fisiologia Animal Comparada-ICB-FURG. 3 Centro de Biologia Genômica e Molecular-Pontificia Universidade Católica do Rio Grande do SulPUCRS, Porto Alegre, RS. 4 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono (CNPq), Brasil. E-mail: alessandramr@gmail.com 2

RESUMO Pesquisas em nanotecnologia permanecem em continuo crescimento uma vez que as nanopartículas (NPs) são usadas em diferentes tipos de aplicações e inovações que podem contribuir positivamente para os problemas da sociedade atual. No entanto, ainda hoje pouco é conhecido a respeito da toxicidade dessas NPs sobre os organismos aquáticos. Neste trabalho, peixes da espécie Danio rerio, zebrafish, foram expostos a dois tipos de nanopartículas de carbono: nanotubo de carbono de parede simples (SWNT), uma nanopartícula lipofílica que por vezes é vista como um indutor de estresse oxidativo e fulerol [C60(OH)18-22(OK)4], um composto hidrofílico derivado de fulereno (C60) com conhecidas propriedades antioxidades. A dose das duas nanopartículas utilizadas nos bioensaios foi de 30 mg/kg de peixe. Espécimes adultos de zebrafish com peso médio de 0.52±0.1 g foram anestesiados por imersão em benzocaína (1 mM) e então 10 µL de nanopartículas (nanotubo ou fulerol) ou água Milli-Q (controle da injeção) foram injetados intraperitonialmente. Para observar apenas o efeito da anestesia um grupo de peixes foi avaliado sem a injeção (controle da benzocaína). Depois de 24 horas uma nova injeçao intraperitonial (IP) foi realizada nos peixes sendo que após 24 horas da segunda IP os peixes foram crio-anestesiados. As amostras de cérebro tratadas com SWNT, C60(OH)18-22(OK)4 e os controles (injeção de água Milli-Q e imersão em benzocaína) foram dissecados e imediatamente imersos em 500 μL de TRIzol® (Invitrogen) para isolar RNA total. O cDNA foi sintetizado usando o kit SuperScriptTM First-Strand (Synthesis System for RT-PCR, Invitrogen). Os produtos amplificados foram visualizados em gel de agarose 1% com GelRed® sobre luz ultravioleta. A quantidade relativa de mRNA para cada um dos genes analisados versus o mRNA da β-actina foi determinada por densitometria ótica usando o software de domínio público Image J 1.42.

Quando analisada a expressão do gene do fator de transcrição NrF2 os animais tratados com SWNT tiverem a expressão desse aumentada em relação ao controle com água Milli-Q (p<0,05). O fulerol não produziu resposta significativa em relação a nenhum dos controles. Por outro lado, quando analisada a expressão do gene da subunidade catalítica da GCL (GCLC), houve aumento significativo (p<0,05) nos cérebros tratados com fulerol em relação aos controles e ao SWNT. O mesmo pode ser observado no gene da subunidade regulatória da mesma enzima (GCLR), apresentando expressão mais acentuada nas amostras de cérebro tratadas com fulerol do que na dos controles (p<0,05). Quanto a expressão do gene da AChE, não foi observado nenhum aumento significativo na expressão das amostras tratadas com nanopartículas em relação ao controle. Com isso, foi possível observar que o fulerol aumentou a expressão das duas subunidades da GCL, enzima limitante na síntese do antioxidante glutationa reduzida (GSH), sugerindo que o fulerol age como uma molécula capaz de regular a expressão de genes importantes na defesa antioxidante. Por outro lado, o Nrf2, com expressão aumentada quando as amostras foram tratadas com SWNT, é conhecido como um regulador chave da expressão de genes mediadores da resposta antioxidante como a GCL mostrando, dessa maneira, que em presença do SWNT a expressão do gene do fator de transcrição NrF2 foi aumentado, o que deveria sinalizar para um aumento das defesas antioxidantes celulares.

REFERÊNCIAS CAI, X., JIA, H., EL AL. Polyhydroxylated fullerene derivative C60 (OH)24 prevents mitochondrial dysfunction and oxidative damage in na MPP-induced cellular model of Parkinson´s disease. Journal Neuroscience Research, v. 86, p. 3622-3634, 2008. GAO, J., ZHU, Z.R., ET AL. Vulnerability of neurons with mitochondrial dysfunction to oxidative stress is associated with down-regulation of thioredoxin. Neurochemistry International, v. 50, p. 379-385, 2007. SMITH, A. J., SHAW, B.L., ET AL. Toxicity of single walled carbon nanotubes to rainbow trout, (Oncorhynchus mykiss): Respiratoty toxicity, organ pathologies, and other physiological effects. Aquatic Toxicology, v. 82, p. 94-109, 2007.

ZHU, X., ZHU, L., L., ET AL. Developmental toxicity in zebrafish (Danio rerio) embryos after exposure to manufactured nanomaterials: buckminsterfullerene aggregates (nC60) and fullerol. Environmental Toxicology and Chemistry, v. 26, p. 976-979, 2007.

AVALIAÇÃO DO PERITÔNIO APÓS 10 DIAS DE ADMINISTRAÇÃO INTRAPERITONEAL DA HIDROXIPROPIL-β-CICLODEXTRINA EM RATOS WISTAR1 LIMA, Amanda2; RHODEN, Cristiano R. B.2; RECH, Virginia C. 2 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Mestrado em Nanociências, Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: amandalimafm@gmail.com; cristianorbr@gmail.com; vga.cielo@gmail.com 2

RESUMO A nanociência vem sendo o alvo de muitos estudos a fim de ser validada para o uso em tratamentos cada vez mais eficazes em relação à saúde. Com a encapsulação de alguns fármacos utilizando sistemas nanométricos como veículos, é possível solucionar várias limitações do sistema de entrega de drogas convencional (CHIDAMBARAM, MANAVALAN e KATHIRESAN, 2011). As ciclodextrinas (CD) são nanopartículas que permitem a formação de complexos de inclusão com substâncias (fármacos) hidrofóbicas aumentando sua solubilidade em água (VEIGA, PECORELLI e RIBEIRO, 2006). Entre as CDs, a -ciclodextrina (-CD) parece ser a mais vantajosa para utilização farmacêutica pela sua disponibilidade, tamanho da cavidade e baixo custo (RAMA et al., 2005). O perfil de toxicidade das CDs pode variar, dependendo da via de administração (GOULD e SCOTT, 2005), desse modo, torna-se interessante investigar o perfil de toxicidade das CDs dependente da via de administração. Nesse estudo iremos apresentar uma avaliação do peritônio de ratos Wistar machos submetidos à administração intraperitoneal (i.p.) de solução de hidroxipropil-β-ciclodextrina (HP-β-CDs). Para esta análise, foram utilizados 3 grupos; 1- ratos sem adminitração i.p.; 2- ratos com administração i.p. de solução isotônica; 3- ratos com adminitração i.p de solução de HP-β-CD durante 10 dias. No último dia os ratos foram mortos por decaptação e o peritônio dos ratos dos três grupos foram avaliados por uma patologista. A partir deste processo, pretende-se validar com segurança a via de administração e utilizá-la como base ou préteste para trabalhos posteriores.

REFERÊNCIAS

VEIGA, F.; PECORELLI, C.; RIBEIRO, L. As ciclodextrinas na tecnologia farmacêutica. Editora: Minerva Coimbra. 2006.

RAMA, A. C. R.; VEIGA, F.; FIGUEIREDO, I. V.; SOUSA, A.; CARAMONA, M. Aspectos biofarmacêuticos da formulação de medicamentos para neonatos.Fundamentos da complexação de indometacina com hidroxipropil-β-ciclodextrina para tratamento oral do fechamento do canal arterial. Revista Brasileira de Ciências Farmacêuticas. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences. v. 41, n. 3, p. 281-299, 2005.

GOULD, S.; SCOTT, R.C. 2-Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin (HP-β-CD): A toxicology review. Food and Chemical Toxicology. v. 43, p. 1451-1459, 2005.

CHIDAMBARAM, M.; MANAVALAN, R.; KATHIRESAN, K. Nanotherapeutics to overcome conventional cancer chemotherapy limitations. J Pharm Pharm Sci. v. 14, n. 1, p. 67-77, 2011.

DESENVOLVIMENTO E QUANTIFICAÇÃO DE NANOCÁPSULAS CONTENDO PALMITATO DE ASCORBILA 1 SILVA, Ana Paula Tasquetto da2; AREND, Taiane Martins3; ROGGIA, Isabel4; RHODEN, Cristiano R. B. ; ALVES, Marta Palma5 Bolsa UNIFRA/PRPGPE 1

Trabalho de pesquisa do Mestrado em Nanociências_UNIFRA Aluna do Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Aluna do Curso de Farmácia do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 4 Mestre em Nanociências pelo Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 5 Professora orientadora do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: ana.paula.ts@hotmail.com; martafarm54@gmail.com 2

RESUMO

A vitamina C tem sido usada em produtos cosméticos e dermatológicos, uma vez que tem muitos efeitos favoráveis sobre a pele. Como um agente redutor, a vitamina C pode destruir agentes agressivos oxidantes e radicais livres; e devido à sua capacidade para suprimir a pigmentação da pele e decomposição de melanina, pode ser usada como despigmentante (DALCIN, SCHAFFAZICK e GUTERRES, 2003). Porém a sua instabilidade em formulações aquosas e quando expostas ao oxigênio e à luz dificultou por muito tempo o emprego desta em fórmulas tópicas (LEONARDI, 2004). Sendo assim, métodos têm sido estudados para diminuir a possibilidade de fotodegradação, como a inclusão da vitamina C em nanopartículas, as quais prometem bons resultados. Permitem uma liberação gradual da substância, concomitantemente com o aumento do tempo de contato com a pele, evitando possíveis irritações locais que poderiam ocorrer, caso o ativo estivesse livre, isto é, se todo ele estivesse disponível para agir, de uma só vez (SCHAFFAZICK et al., 2003). Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver suspensões contendo nanocápsulas de palmitato de ascorbila (NCPA), e posteriormente quantificar o ativo. As suspensões de NCPA foram preparadas segundo o método de deposição interfacial de polímero préformado (FESSI et al., 1989), utilizando dois tipos diferentes de antioxidantes (BHT e Tinogard TT®) e tendo como núcleo diferentes óleos (melaleuca -ME-, rosa mosqueta -RMe cenoura -CE-). Estas suspensões foram acondicionadas em frascos de vidro âmbar, e armazenadas a 3ºC ± 2ºC, durante o período de 21 dias. O teor de PA foi quantificado por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), de acordo com a técnica validada por Kristl e colaboradores (2003), com algumas modificações, otimizando a metodologia para os sistemas propostos no presente estudo. A fase móvel (FM) consistiu de uma mistura de

metanol (MetOH) – acetonitrila (ACN) – tampão fosfato de potássio 0,02 M (pH 2,5), em uma proporção 40:40:20 (v:v). Para a extração do ativo foi utilizado ACN, etanol e FM. O procedimento foi realizado em duplicata. Os valores das leituras das amostras foram aplicados e calculados através da equação da reta, e o teor de PA foi expresso em porcentagem (%). Inicialmente, as suspensões preparadas com Tinogard TT® apresentaram valores iguais a 97,10% ± 4,96 para NCPAME, 104,81% ± 20,8 para NCPARM e 80,27% ± 0,88 para NCPACE. Nas determinações seguintes, observou-se uma diminuição no teor de ativo para as 3 formulações desenvolvidas, constatando no 21o dia de refrigeração níveis em torno de 86,9% ± 2,29 para NCPAME, 74,94% ± 0,49 para NCPARM e 75,01% ± 3,34 para NCPACE. Já as suspensões preparadas com BHT apresentaram valores iniciais iguais a 80,95% ± 3,99 para NCPAME, 80,89% ± 0,18 para NCPARM e 87,16% ± 1,82 para NCPACE. Após 21 dias em refrigeração, a quantidade de ativo diminuiu para as 3 formulações sendo que as NCPAME apresentaram 74,17% ± 0,91, as NCPARM 72,93% ± 1,77 e as NCPACE 73,3% ± 0,20. Avaliando, comparativamente, o teor de PA obtido nas suspensões que continham Tinogard TT® foi maior do que nas suspensões que continham BHT, tanto no início como ao final dos 21 dias de refrigeração. As suspensões com óleo de melaleuca também apresentaram maior teor de ativo, independente do tipo de antioxidante utilizado. Sendo assim, podemos concluir que, as suspensões desenvolvidas com Tinogard TT® e óleo de melaleuca possuem uma maior estabilidade se comparada aos demais resultados. REFERÊNCIAS DALCIN, K. B.; SCHAFFAZICK, S. R.; GUTERRES, S. S. Vitamina C e seus derivados em produtos dermatológicos: aplicações e estabilidade. Caderno de Farmácia, v. 19, n. 2, p. 69-79, 2003.

FESSI, H.; PUISIEUX, F; DEVISSAGUET, J-Ph. Procédé de préparation des systémes collïdaux dispersibles d’une substance sous forme de nanocapsules. European Patent, 0274961 A1, 1988.

KRISTL, J.; VOLK, B.; GASPERLIN, M.; SENTJURC, M.; JURKOVIC, P. Effect of colloidal carriers on ascorbyl palmitate stability. European Journal of Pharmaceutical Sciences, v. 19, p. 181-189, 2003.

LEONARDI, G. R. Cosmetologia Aplicada. São Paulo: Editora Medfarma, 2004.

SCHAFFAZICK, S. R.; GUTERRES, S. S.; FREITAS, L. L.; POHLMANN, A. R. Caracterização e estabilidade físico-química de sistemas poliméricos nanoparticulados para administração de fármacos. Química Nova, v. 26, n. 5, p. 726-737, 2003.

ADSORÇÃO DE CROMO (VI) EM NANOTUBOS DE CARBONO FUNCIONALIZADOS COM ÓXIDO DE TITÂNIO E GRUPOS CARBOXILADOS E HIDROXILADOS 1 SCHWARZ, Ana Paula Schwarz2,3;BERGOLI, R.S3; BERGMANN, Carlos P.2; FAGAN, Solange B.3 1

Trabalho de Pesquisa _UFRGS/UNIFRA Departamento de Engenharia de Materiais, UFRGS, Brasil, Porto Alegre 3 Área de Ciências Tecnológicas, UNIFRA, Brasil Santa Maria, RS, Brasil E-mail: anapaulaschwarz81@gmail.com, re_bergoli@hotmail.com, bergmann@ufrgs.br, solange.fagan@gmail.com 2

RESUMO

Materiais nanoestruturados tem como característica apresentarem dimensões menores que 100 nm. Estas dimensões reduzidas modificam as propriedades destes materiais significativamente em relação às dos materiais convencionais. Entre estes nanomateriais, os nanotubos de carbono (NTCs) vêm tendo um grande destaque devido ao seu pequeno tamanho, grande área superficial, alta força mecânica e suas propriedades eletrônicas. Os NTCs são moléculas cilíndricas com diâmetro da ordem de Angstroms e comprimento da ordem de mícrons. Foram descobertos por Ijima em 1991, e vêm tendo um grande destaque devido ao seu pequeno tamanho, grande área superficial, alta força mecânica e suas propriedades eletrônicas. As

possíveis

aplicações

dos

NTCs

aumentam

consideravelmente

com

funcionalização, pois as funcionalizações possibilitam alterar propriedades de eletrônicas dos NTCs. Os NTCs funcionalizados podem apresentar propriedades eletrônicas desejáveis, e desse modo podem ser grandes adsorvedores de metais pesados devido a sua grande área superficial. (SOUZA FILHO e FAGAN, 2007) Paralelamente, a poluição de metais pesados consiste em um problema ambiental principalmente pelos seus efeitos tóxicos e sua acumulação nos seres vivos. (DI, et al.,2006) Partindo deste ponto, há o cromo que é um metal pesado, ele existe no meio ambiente em dois estados: o trivalente (Cr(III)) e o hexavalente (Cr(VI)). O cromo ocorre naturalmente em plantas, rochas, solos e poeiras vulcânicas, estando tanto na forma trivalente como na forma cromato hexavalente (CrO42−), entretanto a última configuração é muito mais tóxica do que a primeira.O Cr(VI) é um metal pesado extremamente tóxico que possui ação carcinogênica e de difícil remoção do meio ambiente, está presente primeiramente na forma de íons, cromato e dicromato“(JUN et al.,

2009; PILLAY et al., 2009)”. A partir do mencionado, o objetivo deste trabalho consiste no estudo teórico dos efeitos das propriedades eletrônicas e estruturais nos NTCs devido a dopagem química e

também a possibilidade de adsorção do Cr(VI) nestes NTCS funcionalizados. Foram investigadas a adsorção do Cr(VI), a partir da molécula de dicromato (Cr2O7-2), em nanotubos

carbono

parede

simples

(SWCNTs)

oxidrilados,

carboxilados,

funcionalizados com óxido de titânio e puros. Os cálculos foram realizados através de simulações de primeiros princípios fazendo uso da teoria do funcional densidade. Foram observadas interações químicas que mostraram alterações das propriedades eletrônicas e estruturais dos SWCNTs originais. Os resultados até então encontrados sugerem que os SWCNTs funcionalizados são grandes candidatos a adsorverem o Cr(VI) do meio ambiente, pois a estrutura de bandas do NTC puro alteraram-se nas bandas de valência e de condução por causa da presença do dicromato. Desse modo, as estruturas de bandas eletrônicas também modificaram-se na região próxima a energia de Fermi sobre a banda de valência e de condução, para os sistemas funcionalizados com TiO2, –OH e – COOH. As estruturas eletrônicas para as moléculas com cromo adsorvidas resultaram em sistemas dependentes da interação atômica. As transferências de carga dos sistemas estudados ocorreram do tubo para a molécula de dicromato.

REFERÊNCIAS PILLAY, K., CUKROWSKA, E.M., COVILLE, N.J., Multi-walled carbon nanotubes as adsorbents for the removal of parts per billion levels of hexavalent chromium from aqueous solution. Journal of Hazardous Materials, v. 166, p. 1067-1075, 2009;

JUN, H, CHEN, C., ZHU, X., WANG, X. Removal of chromium from aqueous solution by using oxidized multiwalled carbon nanotubos. Journal of Materials, v.162, p. 1542-1550, 2009;

DI, Z., DING, J., PENG, X., LI, Y., LUAN, Z., LIANG, J., Chromium adsorption by aligned carbon nanotubes supported ceria nanoparticles. Chemosphere, v. 62, p. 861-865, 2006.

SOUZA FILHO, A. G. E FAGAN, S. B., Funcionalização de nanotubos de carbono. Química Nova, v. 30, p. 1695-1703, 2007.

ESTUDO TEÓRICO DAS PROPRIEDADES ELETRÔNICAS DE NANOESTRUTURAS DE BN 1 BEVILACQUA, Andressa2; BAIERLE, Rogério3 1

Trabalho de Pesquisa CNPq - UFSM Autora (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil 3 Orientador (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: andressa.acb@hotmail.com ; rbaierle@gmail.com 2

RESUMO

O Nitreto de Boro (BN) é um composto onde boro e nitrogênio se unem somente por ligações covalentes. É também um material com dureza similar ao diamante, um pouco menos duro, mas mais estável, mantendo sua dureza até 2.000ºC, enquanto o diamante se desfaz-se em grafite a cerca de 900ºC. Além disso, é um material quimicamente inerte, possui alto ponto de fusão, é um semicondutor de gap de energia amplo, etc. Sendo assim, um material com potencialidade para ser utilizado em diversas aplicações na indústria eletrônica. Similar ao carbono, o BN cristalino pode ser encontrado tanto na fase hexagonal quanto na cúbica, o que despertou um interesse para a construção de nanoestrutura planar (nanotubos). Estes nanotubos foram, em principio, previstos teoricamente e, em seguida, sintetizados. Os cientistas da NASA encontraram uma maneira de sintetizar estes nanotubos de BN para a fabricação de tecidos em fibras macroscópicas (com alguns centímetros de comprimento por um milímetro de diâmetro), por se tratar de uma estrutura grande e dura o suficiente pode ser utilizada para confecção de coletes a prova de balas, por exemplo. Usando cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo do funcional da densidade (DFT) investigamos a estabilidade e as propriedades mecânicas e eletrônicas de nanotubos e nanofios de BN. Para os cálculos utilizamos o código computacional SIESTA que usando uma base de combinação linear de orbitais atômicos resolve as equações de Kohn-Sham de maneira auto-consistente. Em nossos cálculos utilizamos duas funções zeta para cada gaussiana e para um melhor rearranjo da densidade de carga usamos uma função de polarização através da inclusão de um orbital d, formando a base DZP. Para descrever a forte interação elétron-caroço usamos pseudopotenciais de norma conservada. Utilizamos nanotubos e nanofios deste material, calculando e analisando suas propriedades e eletrônicas e seus respectivos Módulos de Young, que nos fornece informações sobre sua elasticidade e rigidez.

Nossos

resultados

para

nanoestruturas

mostram

que

estas

nanoestruturas possuem propriedades mecânicas similares aos nanotubos de carbono e as propriedades eletrônicas dos nanofios de BN são dependentes da simetria e do diâmetro dos nanofios.

REFERÊNCIAS PUREUR, P. Estado Sólido. 2. ed. Porto Alegre: Instituto de Física UFRGS, 2010.

SHACKELFORD, J. F. Ciência dos Materiais. Tradução por VIEIRA, Danivel. 6. ed. São Paulo: Pearson Pretice, 2008.

EFEITO ANTINOCICEPTIVO DE NANOCÁPSULAS CONTENDO MELOXICAM EM MODELOS QUÍMICOS E TÉRMICOS DE DOR EM CAMUNDONGOS1 VILLALBA, Benonio T. 2; IANISKI, Francine R. 2; STRECK, Renata F. 3; ALVES, Marta P.4; APELT, Helmoz R.4; LUCHESE, Cristiane.4 1

Trabalho de Pesquisa – Centro Universitário Franciscano (UNIFRA) Mestrado acadêmico em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Curso de Biomedicina do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 4 Professores do Mestrado Acadêmico em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 2

RESUMO A dor tem capacidade de agir através de duas maneiras, uma delas promove a sobrevivência, sendo assim considerada um alarme de proteção do organismo, pois ativa reações que induzem a comportamentos de precaução para reduzir a ação do agente causador da dor, limitando os possíveis danos por ele causado. Outra forma utilizada pela dor pode ser patológica, nesse contexto ela pode ocasionar alterações no sistema nervoso. Uma alternativa no tratamento da dor é a utilização de anti-inflamatórios não esteroidais (AINES) como o meloxicam. Apesar de reduzir a dor e a inflamação, o meloxicam tem ação de curta duração, com isso maiores doses ou menores intervalos entre as doses são necessárias, desencadeando assim, além da ação farmacológica, os efeitos adversos (AH et al., 2010). Nesse contexto, uma alternativa terapêutica para a redução e/ou eliminação dos efeitos colaterais desencadeados pelos AINEs é a utilização de carreadores, como as nanocápsulas que permitem que o ativo seja liberado no local de ação de forma prolongada. O objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antinociceptiva de nanocápsulas contendo meloxicam e comparar esses efeitos com o fármaco na forma livre. Foram utilizados camundongos Swiss, machos (25-30g), provenientes do Biotério central da Universidade Federal de Santa Maria. Os animais foram divididos em 3 grupos e todos foram pré-tratados na dose de 5 mg/kg via intragástrica por gavage. Os animais do grupo I receberam a formulação base (sem o fármaco), os animais do grupo II receberam nanocápsulas de meloxicam e os animais do grupo III receberam meloxicam na forma livre. Foram realizados um teste químico e dois testes térmicos para avaliar a analgesia periférica e supra-espinhal, respectivamente. A avaliação química utilizada foi o teste de contorções abdominais induzida por ácido acético (NOGUEIRA et al, 2003) e os testes térmicos utilizados foram teste da placa quente (WOOLFRE e MACDONALD, 1944) e o teste de imersão da cauda (JANSSEN et al., 1963). Os testes foram realizados em diferentes intervalos de tempos. Os

dados foram expressos como média ± erro-padrão. A análise estatística foi realizada por análise de variância (ANOVA) de uma via, seguida pelo teste de Duncan quando foi apropriado. Os valores de p < 0,05 foram considerados estatisticamente significativos. O tratamento com as nanocápsulas contendo meloxicam foi capaz de prolongar a ação antinociceptiva no teste químico, porém ambos tratamentos, com nanocápsulas contendo meloxicam e

com o fármaco na forma livre, demonstraram a mesma ação nos testes

térmicos. De acordo com os resultados obtidos pode-se concluir que as nanocápsulas contendo meloxicam apresentaram efeito mais prolongado na nocicepçao periférica em um modelo de dor em camundongos, porém nossos dados sugerem que o meloxicam nanoencapsulado não prolonga esse efeito antinociceptivo em modelos de dor supraespinhal.

REFERÊNCIAS AH, Y.; BAE, J.; CHOI, J.; CHOI, Y.; KI, H. A novel transdermal patch incorporating meloxicam: In vitro and in vivo characterization. International Journal of Pharmaceutics v. 385, p.12-19, 2010.

JANSSEN, P.A.J.; NIEMEGEERS, C.J.E., DONY, J.H.G. The inhibitory effect of fentanyl and other morphine-like

analgesics

the

warn

water

induced

tail

withdrawal

reflex

rats.

Arzeneimittelforschung v. 13, p. 502-7, 1963.

NOGUEIRA, C.W.; QUINHONES, E.B.; JUNG, E.A.C., ZENI, G.; ROCHA, J.B.T. Antiinflammatory, antinociceptive activity of diphenyl diselenide. Inflamm. Res., v. 52, p. 56-63, 2003.

WOOLFRE, H.G.; MACDONALD, A.D. The evaluation of the analgesic action of pethidine hydrochloride. J Pharmacol Exp Ther, v. 80, p. 300-7, 1944.

AVALIAÇÃO DOS EFEITOS NA COMUNIDADE BACTERIANA DO POLIQUETO Laeonereis acuta (POLYCHAETA, NEREIDIDAE) EXPOSTO AS NANOPARTÍCULAS FULERENO (C60) E NANOPRATA. FELL-MARQUES, Bianca1,2; CORDEIRO, Lucas1,2; MONSERRAT, José1,2,3 Apoio: CNPQ 1

Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Instituto de Ciências Biológicas, Campus Carreiros, Av. Itália km 8 s/n, Rio Grande, RS, Brasil. 2 Programa de Pós Graduação em Fisiologia Animal Comparada – Fisiologia Animal Comparada, FURG 3 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono (CNPq), Brasil. E-mail: fellmarques@yahoo.com.br

RESUMO

O incremento da utilização de nanomateriais tem levantada a questão dos potenciais efeitos tóxicos na saúde humana e meio ambiente (PÉREZ, 2009). O fulereno (C60) é um tipo de nanopartícula que apresenta potencial redox ativo (LYON e ALVAREZ, 2008) e pode causar efeitos positivos ou negativos na saúde e no meio ambiente, dependendo da aplicação dos derivados e dos modelos biológicos utilizados (WHARTON et al., 2001). As nanopartículas de prata (nAg) têm atraindo o interesse de uma gama de aplicações biomédicas devido à sua potente atividade antibacteriana, mas pouco se conhece sobre seus efeitos em águas residuais e no meio ambiente (CHOI et al., 2008). Neste trabalho, foi avaliado o efeito destes nanomateriais nas comunidades bacterianas associadas ao poliqueto estuarino L. acuta. A suspensão de fulereno foi preparada por agitação continua em água Milli Q durante dois meses e logo após centrifugada e filtrada em filtro de 0,22 µm enquanto que foi utilizada uma suspensão coloidal de nanoprata. Os poliquetos foram coletados num local não impactado

e foram expostos no

mesmo dia da coleta, durante 24 h, a três diferentes concentrações de fulereno e nanoprata (0,01; 0,1 e 1 mg/L) além de um grupo controle, sob condições de escuridão. A água utilizada nos ensaios foi retirada do local de coleta e autoclavada antes de iniciar os ensaios. Após a exposição, a superfície corporal de cada poliqueto (cinco por cada tratamento) foi esfregada com alças descartáveis e transferido para eppendorfs com água destilada onde foram feitas quatro diluições seguido da realização de microgotas em placas de Petri. As placas de Petri com ágar tríptico de soja foram incubadas a 21oC durante 20-24 h. Após este período foi contabilizado o número de colônias em cada placa com o auxílio de uma lupa. As

colônias isoladas foram homogeneizadas e capacidade antioxidante total contra peroxiradicais determinada. Os resultados obtidos mostraram que as colônias isoladas dos poliquetos expostos à concentração intermediária de C60 apresentaram uma perda da significativa (p<0,05) da capacidade antioxidante total, um efeito não observado no tratamento com nAg.Pode-se concluir o potencial efeito deletério do C60, em função de sua capacidade de modular a capacidade antioxidante das bactérias que habitam no poliqueto estuarino L. Acuta.

REFERÊNCIAS CHOI, ET AL. The inhibitory effects of silver nanoparticles, silver ions, and silver chloride colloids on microbial growth. Water Research, p. 3066-3074, 2008.

LYON D.Y., BROWN D., ET AL. Assessing the antibiofouling potential of a fullerene-coated surface. International Biodeterioration & Biodegradation, v. 62, p. 475-478, 2008.

PÉREZ, S., FARRÉ, M., ET AL. Analysis, benhavior and ecotoxicity of carbon-based nanomaterials in the aquatic environment. Trends in Analytical Chemistry, v. 28, p. 820-832, 2009.

WHARTON, T., KINI, V. U., ET AL. New nonionic highly water-soluble derivatives of C-60 designed for biological compatibility. Tetrahedron Lett., v. 42, p. 5159-5162, 2001.

ESTUDO TEÓRICO DA INTERAÇÃO DA MOLÉCULA DE NIMESULIDA COM O GRAFENO¹ GRECHI, Bruna2; ZANELLA, Ivana3; ROSSATO, Jussane3 1

Projeto de Iniciação Científica Graduação em Física Médica, Centro Universitário Franciscano, Santa Maria, RS ³ Mestrado em Nanociências, Centro Universitário Franciscano, Santa Maria, RS Email: brunagrechi@gmai.com; ivanazanella@gmail.com; jrossato@gmail.com 2

RESUMO

“O futuro previsto por Feynman tornou-se realidade. Hoje, não há apenas entusiasmo científico, mas enorme interesse político e vultosos investimentos econômicos no desenvolvimento das nanotecnologias” (STACCHINI, 2010). Desde a obtenção das estruturas de carbono tais como nanofitas, fulerenos, nanotubos e grafeno houve um grande avanço tecnológico na área de inovação atraindo interesse da comunidade científica. Surgiu há algum tempo a preocupação para produção de equipamentos melhores e mais avançados. Foi a possibilidade de investir na miniaturização dos componentes que levou os materiais nanoestruturados ao ápice, sendo a aposta de material para componentes do futuro o grafeno, material constituído apenas por átomos de carbono, de modo a se tornar a folha orgânica mais fina que pode existir. A molécula de nimesulida é um fármaco anti-inflamatório não esteróide (AINE) que possui atividade anti-inflamatória, analgésica e antipirética, sendo comumente utilizada para o tratamento de estados inflamatórios agudos e crônicos, contudo pode causar inúmeras reações adversas. Uma das propostas na tentativa de minimizar os efeitos colaterais é a utilização de carreadores para que este fármaco possa agir em sítios de ação específicos no organismo (ZANELLA, 2007). Deste modo, neste trabalho iremos avaliar a interação da molécula de nimesulida com o grafeno. A avaliação das propriedades estruturais e eletrônicas do grafeno, bem como, seu potencial de interação por adsorção com a molécula de nimesulida foi realizada utilizando-se cálculos autoconsistentes por meio do código computacional SIESTA (Spanish Initiative for Electronic Simulations with Thousand of Atoms) (SOLER et al., 2002), cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), pseudopotencial de forma conservada e aproximação LDA para termo de troca e correlação. Para investigar a interação da molécula de nimesulida com o grafeno, foram realizados cálculos aproximandose diferentes grupos funcionais da molécula de nimesulida, como: SO2, NO2, CH3 e pelo anel secundário. A partir das configurações estudadas pode-se perceber que há uma

interação forte da molécula de nimesulida por meio do grupo NO2 com o grafeno apresentando energia de ligação de 2,29 eV, enquanto que os outros grupos apresentaram uma energia de ligação relativamente baixa, indicando uma interação fraca, com valores entre 0,21 eV e 0,32 eV. Nossos resultados mostram que as menores distâncias de ligação entre o átomo de oxigênio da molécula de nimesulida e o átomo de carbono do grafeno é de 1,43 Å, quando aproximamos o grupo NO2 da nimesulida com o grafeno. Enquanto que, as menores distâncias de ligação C-O, C-H e C-H dos grupos funcionais SO2, CH3 e do anel secundário são de 2,77 Å, 2,29 Å e 2,31 Å, respectivamente. Com esse trabalho estamos avaliando a possibilidade do grafeno ser utilizado para controlar a liberação da molécula de nimesulida em sítios específicos no organismo, diminuindo assim os possíveis efeitos colaterais.

REFERÊNCIAS

STACCHINI,

Nanociência:

mundo

nova

dimensão.

Disponível

em:

<http://www.abdi.org.br/website /artigos.asp?id=318> Acesso em: 12 Mar. 2011.

SOLER, J. M.; ARTACHO, E.; GALE, J. D.; GARCÍA, A.; JUNQUERA, J.; ORDEJÓN, P.; SÁNCHEZPORTAL, D. The SIESTA method for ab-initio order-N materials simulation. J. Phys.: Condens. Matter, v. 14, n. 11, p. 2745-2779, 2002.

ZANELLA, I; FAGAN, S. B.; MOTA, R.; FAZZIO, A. Ab initio study of pristine and Si-doped capped carbon nanotubes interacting with nimesulide molecules, Chem. Phys. Lett. v. 439, p. 348–353, 2007.

TOXICIDADE DA NANOPRATA COLOIDAL NO PEIXE ZEBRA (DANIO RERIO, CYPRINIDAE) E NA COMUNIDADE BACTERIANA ASSOCIADA À SUPERFICIE DO PEIXE BACCHETTA, Carla1; LÓPEZ, Gerardo2,3; PAGANO, Gisela2; FELL MARQUES, Bianca4,5; CORDEIRO, Lucas4,5; MONSERRAT, José4,5,6 Apoio: CNPq 1

Instituto Nacional de Limnología (CONICET-UNL), Santa Fe, Argentina Nanotek S.A., Argentina 3 Universidad Tecnológica Nacional, Santa Fe, Argentina. 4 Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Instituto de Ciências Biológicas, Campus Carreiros, Av. Itália km 8 s/n, Rio Grande, RS, Brasil. 5 Programa de Pós Graduação em Fisiologia Animal Comparada – Fisiologia Animal Comparada, FURG 6 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono (CNPq), Brasil. E-mail: carlabacchetta@yahoo.com.ar 2

RESUMO

A utilização de nanopartículas de prata possuem grande potencialidade aplicação em áreas biomédicas em função de suas propriedades bactericidas (CHEN e SCHLUESENER, 2008). No entanto, poucos trabalhos tem avaliado o risco ambiental associado à nanoprodutos contendo prata, ainda levando em conta interações como ser floras microbianas ou comunidades bacterianas associadas à organismos aquáticos (CHOI et al., 2008). Tendo em vista esta problemática os objetivos deste trabalho foram: (a) avaliar respostas bioquímicas em brânquias e cérebro do peixe zebra Danio rerio (Cyprinidae) em decorrência da exposição à uma suspensão coloidal de nanoprata; e (b) avaliar os efeitos bactericidas da nanoprata na comunidade bacteriana associada à superficie do corpo da espécie de peixe acima citada. Os peixes zebra foram expostos durante 24 h a 25, 50 ou 100 µg de nanoprata/L. Um grupo controle (CTR) foi mantido na água do ensaio (28 oC, pH 6-7, concentração de oxigênio 7,2 mg/L) sem adição de nanoprata. As variáveis analisadas foram: (1) capacidade antioxidante total contra peroxi radicais em brânquias e cérebro dos peixes; (2) dano oxidativo lipídico (ensaio TBARS) em brânquias de D. rerio; (3) quantidade de bactérias e velocidade de crescimento bacteriano de comunidades isoladas da superfície do corpo de D. rerio e exposto as diferentes concentrações de nanoprata. Os resultados obtidos mostraram que: (i) a capacidade antioxidante total contra peroxi-radicais não foi afetada em brânquias (p>0,05), enquanto que houve uma queda significativa da capacidade antioxidante no cérebro dos peixes expostos à maior concentração de nanoprata (100 µg/L).

(ii) não foi verificado dano oxidativo lipídico nas brânquias dos peixes expostos à nanoprata quando comparados com o grupo CTR (p>0,05). (iii) houve queda significativa (p<0,05) na quantidade de unidades formadoras de colônias (UFC) que cresceram nos isolados de comunidades dos peixes expostos à 50 ou 100 µg/L (40-60 UFC) quando comparado ao grupo CTR (359 UFC). (iv) houve queda significativa (p<0,05) na velocidade de crescimento de UFC extraídas da superfície de peixes expostos a 100 µg de nanoprata/L (13,5 ± 1,3 UFC/hora) quando comparado com o grupo CTR (46,6 ± 5,3 UFC/h). Os resultados obtidos permitem afirmar o potencial efeito tóxico que formulações de nanoprata podem exercer, ainda sugerindo a possibilidade de indução de neurotoxicidade, toda vez que a capacidade do cérebro foi afetada. O fato das comunidades bacterianas associadas à superfície corporal de D. rerio terem diminuído sua densidade e velocidade de crescimento indica o riso ambiental que suspensões coloidais de nanoprata podem gerar.

REFERÊNCIAS CHEN, X., SCHLUESENER, H.J. Nanosilver: A nanoproduct in medical application. Toxicology Letters, v. 176, p. 1-12, 2008.

CHOI, O., KANJUN DENG, K., KIM, N-J., ROSS, L., SURAMPALLI, R.Y., HU, Z. The inhibitory effects of silver nanoparticles, silver íons, and silver chloride colloids on microbial growth. Water Research, v. 42, p. 3066-3074, 2008.

AVALIAÇÃO DA CO-EXPOSIÇÃO IN VITRO DO ARSÊNIO E DO NANOMATERIAL ORGÂNICO FULERENO (C60) EM HEPATÓCITOS DE ZEBRAFISH Danio rerio (CYPRINIDAE) COSTA, Carmen 1,2; CHAVES, Isabel 1,2; VENTURA-LIMA, Juliane1,2; FERREIRA, Josencler1,2; FERRAZ, Luis3; CARVALHO, Leandro3; MONSERRAT, José1,2,4 Apoio: CNPq 1

Instituto de Ciências Biológicas (ICB) - Universidade Federal do Rio Grande-FURG, Rio Grande, RS. Programa de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas-Fisiologia Animal Comparada (FURG). 3 Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, RS. 4 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono (CNPq), Brasil. E-mail: cacacosta06@hotmail.com 2

RESUMO

As nanopartículas são materiais que possuem pelo menos uma dimensão na faixa de 1 a 100 nm. Essa característica faz com que suas propriedades físicas e químicas sejam distintas daquelas verificadas em materiais de maior tamanho (OBERDÖRSTER, 2004), proporcionando a capacidade de interagir com outras moléculas, o que permite que os nanomateriais apresentem muitas aplicações biotecnológicas (BHATT, 2010). Mesmo com a crescente demanda e utilização de produtos oriundos do campo da nanotecnologia, pouco se sabe dos impactos causados por estes aos sistemas biológicos. Em virtude dessa carência de informações vem se desenvolvendo um ramo da ciência denominada nanotoxicologia, que objetiva avaliar os efeitos dos nanomateriais nos organismos vivos (KAHRU, 2010). Dentre as nanopartículas podemos citar o fulereno (C60), um composto orgânico lipofílico formado por 60 átomos de carbono ligados como uma gaiola com uma estrutura semelhante a uma bola de futebol composta por 12 pentágonos e 20 hexágonos (KROTO, 2006). Tendo-se em vista o conceito de “cavalo de Tróia”, onde contaminantes podem ter sua entrada em órgãos específicos potencializada por sua associação com nanopartículas, torna-se imprescindível conhecer as possíveis consequências biológicas desta associação (LIMBACH, 2007). Tendo-se o arsênio entre as moléculas tóxicas que podem ser consideradas interessantes para avaliar sua interação com o fulereno. O arsênio (As) é um semi-metal encontrado na água, no solo e no ar, sendo um dos responsáveis pela contaminação dos sedimentos (SHARMA, 2009). Hepatócitos de zebra fish, foram expostos ao arsênio, ao fulereno e em forma conjunta (As + C60) por 4 h, período em que a viabilidade celular não foi alterada, indicando

que todos os resultado obtidos foram sob uma condição sub-letal. Os resultados obtidos indicaram que: (1) a produção de espécies reativas de oxigênio foi reduzida (p<0,05) no grupo controle e na concentração 100 µM de As co-expostas com C60 (1 mg/L); (2) a concentração intracelular do antioxidante glutationa reduzida (GSH) foi reduzida (p < 0.05) na concentração 2,5 µM As co-exposta com C60, sendo relacionado com a ausência de dano lipídico (TBARS) na mesma concentração; (3) não houve diferenças (p>0,05) no nível de proteínas oxidadas; (4) a capacidade antioxidante total foi significativamente maior nas amostras de As co-expostas com C60; (5) a atividade da GST  foi reduzida no tratamento As (100 µM) + C60. Todos os resultados encontrados neste trabalho são fortemente sustentados pela comprovação do papel de carreadores de tóxicos por nanopartículas como o fulereno, pois a concentração intracelular de arsênio nas células co-expostas com fulereno foi significativamente maior (p<0,05). Portanto conclui-se que nestas concentrações, durante o tempo de exposição e com o modelo experimental utilizado o nanomaterial fulereno coexposto com o arsênio apresenta capacidade antioxidante. Futuros estudos são necessários para avaliar a biodisponibilidade intracelular de arsênio depois de coadministrado ao nanomaterial fulereno.

REFERÊNCIAS BHATT, I., TRIPATHI, B.N. Interaction of engineered nanoparticles with various components of the environment and possible strategies for their risk assessment. Chemosphere v. 82, p. 308-317, 2010.

KAHRU, A., DUBOURGUIER, H.C. From ecotoxicology to nanoecotoxicology. Toxicology v. 269, p. 105-119, 2010.

KROTO, H.W. Supramolecular chemistry of fullerenes.Tetrahedron, v. 62, p. 1921-1927, 2006.

LIMBACH, L.K., PETER, W., EL AL. Exposure of engineered nanoparticles to human lung epithelial cells: Influence of chemical composition and catalytic activity on oxidative stress. Environmental Science and Technology, v. 41, p. 4158-4163, 2007.

OBERDÖRSTER, E. Manufactured nanomaterials (fullerenes, C60) induce oxidative stress in the brain of juvenile largemouth bass. Environmental Health Perspectives v. 112, p. 1058-1062, 2004.

SHARMA,V.K., SOHN, M. Aquatic arsenic: Toxicity, speciation, transformations, and remediation. Environment International v. 35, p. 743-759, 2009.

TRATAMENTO DE EFLUENTES HOSPITALARES COM O USO DE TiO 2 NANOESTRUTURADO – UMA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA TURRA, Cláudia1; MORTARI, Sérgio Roberto1; MACHADO, Ênio Leandro2; BULHÕES, Luis Otávio de Sousa1; HOELZEL, Solange Cristina da Silva Martins1 1

Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil Universidade de Santa Cruz do Sul (UNISC), Santa Cruz do Sul, RS, Brasil E-mail: claudiaturran@gmail.com 2

RESUMO

O esgoto hospitalar é composto de dejetos humanos, que propiciam um meio ideal para a proliferação de bactérias, além de água de lavagem de material cirúrgico, resíduos de procedimentos ambulatoriais e de análises clínicas, os quais resultam em uma quantidade grande de fenóis, ácidos e produtos enzimáticos. O titânio (Ti) é um metal de transição que era considerado uma curiosidade de laboratório, até que se descobriu a possibilidade de sua produção comercial através de processos químicos. É um metal abundante na Terra, sendo encontrado sob a forma de óxidos e de titanatos ferrosos (FUJISHIMA et al., 2008). Em temperatura ambiente, os dióxidos de titânio (TiO2) apresentam-se em quatro formas: anatase (menores que 11 nm), brookita (entre 11 e 35 nm) e rutila (maiores que 35 nm). Pode-se extrair energia dos óxidos de Ti através de vários processos, entretanto, estudos envolvendo principalmente a utilização da fotocatálise na degradação de poluentes vem sendo feitos. Dentro do objetivo de se obter água purificada, os Processos Oxidativos Avançados (POA) vem se destacando no cenário científico. Os POA são processos que formam hidroxila (OH•), capaz de oxidar diversos materiais orgânicos em CO2, H2O e outros íons inorgânicos (NOGUEIRA et al., 2007). O TiO2 tem sido utilizado na fotocatálise heterogênea por apresentar baixa toxicidade, ser um material relativamente barato, insolúvel em água e foto-estável, além de ter estabilidade química para diferentes valores de pH, podendo ser ativado pela luz, o que reduz o valor de custo do processo de purificação microbiológica da água. Existem três formas básicas da titânia: pó, cristal ou filme fino. Nos casos de filmes finos e pó, podemos partir de poucos nanômetros até muitos micrometros; para o cristal, há a possibilidade de aglomeração de partículas. O que determina a forma a ser utilizada é a aplicação que será feita com o TiO2 (CARP et al., 2004). Este trabalho tem como objetivo fazer uma revisão bibliográfica a respeito do tratamento de efluentes hospitalares utilizando-se nanoestruturas de TiO2, tema que foi desenvolvido para o processo de elaboração de Dissertação de Mestrado em Nanociências. Ao longo deste trabalho será feito um estudo a respeito de algumas características do Ti, além de técnicas e processos que serão utilizados durante a realização do projeto.

Como justificativa para este projeto, utilizamos dados de trabalhos anteriores, onde se observa que além do aumento da quantidade de efluentes a cada ano, uma perigosa composição que contamina solo e lençóis freáticos exigem um tratamento de água efetivo e de baixo custo, principalmente em países como o Brasil (AUGUSTINHO, 2004). Para este trabalho, as nanopartículas e os filmes serão produzidos no Laboratório do curso de Engenharia Ambiental da UNIFRA. Para a fotocatálise teremos um reator contendo uma solução com efluentes, onde o TiO2 nanoestruturado será adicionado enquanto o reator estiver protegido da luz, onde ocorrerá a irradiação com UV com lâmpada de mercúrio. A concentração de efluente será definida a partir da concentração ambiental aceita e/ou em níveis que comprovem sua toxicidade. Após, será feita a avaliação da qualidade da água com espectrofotômetro e HPLC – Cromatografia Líquida de Alta Eficiência –, disponíveis no laboratório de Nanotecnologia da UNIFRA. As bactérias a serem utilizadas são Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, provenientes do laboratório de microbiologia da UNIFRA, que deverão ser semeadas em tubos de ensaio contendo meios de cultura específicos para cada cepa e incubadas a 37 C. Após 18 horas serão semeadas em meio líquido e padronizadas para obtenção de um inóculo com concentração de 104-106 UFC/ml (CARMO, 2009).

REFERÊNCIAS AUGUSTINHO, L.; FERREIRA, A. R. Impactos ambientais dos efluentes líquidos hospitalares no rio Paraguai, Cáceres, MT. IV Simpósio sobre Recursos Naturais e Sócio-econômicos do Pantanal. Corumbá, 2004.

CARMO, J. D. O. Atividade fotocatalítica de nanotubos de titanatos frente a bactérias. Dissertação (Mestrado em Nanociências) – Programa de Pós-Graduação em Nanociências, Centro Universitário Franciscano, Santa Maria, 2009.

CARP, O.; HUISMAN, C.L.; RELLER, A. Photoinduced reactivity of titanium dioxide. Progress in Solid State Chemistry, v. 32, p. 33-177, 2004.

FUJISHIMA, A.; ZHANGB, X.; TRYK, D. A. TiO 2 photocatalysis and related surface phenomena. Surface science reportas, v. 63, p. 515-82, 2008.

NOGUEIRA, R. F. P.; JARDIM W. F.; A fotocatálise heterogênea e sua aplicação ambiental. Química nova, v. 21, p. 69-72, 1998.

INTERAÇÃO DE NANOTUBOS DE CARBONO PURO E CARBOXILADO COM A BIOTINA1 AIMI, M. Daniele2, ROSSATO, Jussane2, FRIZZO, P. Clarissa3, FAGAN, B. Solange2 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Departamento de Química, UFSM, Santa Maria, RS, Brasil E-mail: danielefm@gmail.com, solange.fagan@gmail.com, jussaner@gmail.com, clarissa.frizzo@yahoo.com.br 2

RESUMO

Os nanotubos de carbono (NTCs) geram grande interesse na comunidade científica, pois apresentam estabilidade química, alta resistência mecânica e propriedades que pode ser semicondutoras ou metálicas dependendo da sua quiralidade e do seu diâmetro (DRESSELHAUS, DRESSELHAUS e AVOURIS, 2005). Esses materiais estão sendo utilizados para diferentes aplicações como, por exemplo, para transportar fármacos e moléculas biológicas levando-os diretamente até o ponto onde devem agir (CHEN et al., 2008). A biotina é uma vitamina hidrossolúvel pertencente ao Complexo B, sendo distribuída largamente em microorganismos, plantas e animais. Sua importância biológica reside no fato dela ser um co-fator de enzimas responsáveis pela carboxilação da rota metabólica de ácidos graxos, açúcares, e aminoácidos (ELIA, 2008; SEKI, 2006). Ela tem uma forte afinidade com a proteína avidina permitindo sua aplicação em diagnósticos médicos, sistemas de imobilização e sensores. Por este motivo estamos interessados na investigação da interação de NTCs com a biotina. Neste trabalho foi utilizado a Teoria do Funcional da Densidade, usando o programa SIESTA para a obtenção das propriedades eletrônicas, estruturais e energéticas. Realizamos estudos ab initio da funcionalização não-covalente, para avaliar o potencial de interação física por adsorção entre a biotina e o NTC puro e carboxilado. O estudo foi iniciado pela minimização da energia dos sistemas NTC puro (8,0) e carboxilado com a biotina, tendo em vista que a geometria da molécula não foi alterada. Primeiramente aproximamos os grupos funcionais NH e COOH da biotina à parede do NTC puro, nesta aproximação não tivemos grandes variações de energia e distancia de ligação, a maior interação ocorreu com o grupo NH da biotina, que se aproximou em torno de 0,03 Å da parede do NTC, mas sua energia de ligação indica fraca interação (E=0,26 eV).

Ao NTC carboxilado foi aproximado os grupos COOH e NH da biotina e uma interação mais efetiva foi observada quando o grupo NH da biotina foi aproximado, houve uma aproximação de 0,30 Å do grupo NH ao grupo COOH do NTC, com energia de ligação de 1.9 eV caracterizando uma ligação covalente. Estes dados mostram que há uma maior interação da biotina com os NTC carboxilados comparados com os puros. Em todas as aproximações, independentemente de ser puro ou carboxilado, o NTC continuou sendo semicondutor, ou seja, seu caráter eletrônico não foi alterado. Ainda estão sendo realizadas aproximações por outros grupos funcionais da biotina tais como: SH, CO, OH à parede lateral do NTC a fim de determinar qual destas apresentará maior interação.

REFERÊNCIAS CHEN, J. et al. Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes as Rationally Designed Vehicles for Tumor-Targeted Drug Delivery, J. Am. Chem. Soc., v.130, 2008.

DRESSELHAUS, M.S., DRESSELHAUS G.; AVOURIS, P. Carbon nanotubes: Synthesis, Structure, properties and applications. Springer, v. 80, p. 183-196, 2005.

ELIA, G. Biotinylation reagents for the study of cell surface proteins. Proteomics, v.8, p .4012–4024, 2008.

SEKI, M. Biological Signicance and Development of Practical Synthesis of Biotin. Medicinal Research Reviews, v. 26, p. 434-482, 2006.

SIMULAÇÃO AB INITIO DA INTERAÇÃO DA CÍSTEINA COM GRAFENO E NANOTUBOS DE CARBONO1 AIMI, Daniele Morgenstern2; TONEL, Mariana Zancan3; DUTRA, Fabrício André2; SILVA Ivana Zanella2; FAGAN, Solange Binotto2 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Curso de Física Médica do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: danielefm@gmail.com, marianaztonel@gmail.com, fabriciodutra2@gmail.com, ivanazanella@gmail.com, solange.fagan@gmail.com. 2

RESUMO O grafeno (NOVOSELOV et al., 2004) possui características especiais, que têm atraído grande interesse da comunidade científica nos últimos anos. É definido como uma rede hexagonal de átomos de carbono. Por ser um material de camada única e ter um gap de energia menor que dos nanotubos de carbono (NTCs), pode-se considerar o grafeno como um excelente sensor (MA et al., 2010).Os NTCs apresentam estabilidade química, alta resistência mecânica e propriedades que pode ser semicondutoras ou metálicas dependendo

apenas

sua

quiralidade

seu

diâmetro

(DRESSELHAUS;

DRESSELHAUS e AVOURIS, 2005). Os NTCs (IJIMA, 1991) têm potencial para transportar fármacos e moléculas biológicas levando-os diretamente até o ponto onde devem agir (CHEN, CHEN e ZHAO, 2008). A aplicação dos NTCs e do grafeno na área biológica passa por um estudo minucioso acerca da interação destes com moléculas orgânicas, neste contexto a investigação da interação dos NTCs e do grafeno com aminoácidos é fundamental. A cisteína é um dos aminoácidos codificados pelo código genético, sendo, portanto um dos componentes das proteínas dos seres vivos. As moléculas de cisteína têm um papel fundamental na manutenção da estrutura terciária de proteínas. Para o estudo desses sistemas, a Teoria do Funcional da Densidade, fazendo uso do programa SIESTA (SOLER, 2002), é uma boa escolha para a obtenção de suas propriedades eletrônicas, estruturais e energéticas. Neste trabalho apresentamos as propriedades eletrônicas e estruturais destes compostos, visando possíveis aplicações biológicas ou farmacêuticas, fazendo uso de diferentes configurações, tanto para o grafeno como para os NTCs, afim se avaliar

configuração

interação com os

NTCs

mais

estável.

carboxilados e

resultados cisteína tem

preliminares mostram que a uma maior

energia de

ligação (Eb = 1,01 eV) com nenhuma mudança nas propriedades eletrônicas. Por outro lado, a cisteína adsorvida sobre o grafeno tem como energia de ligação de 0,06 eV e também com nenhuma mudança na sua estrutura eletrônica.

REFERĂ&#x160;NCIAS CHEN, J.; CHEN, S.; ZHAO, X. Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes as Rationally Designed Vehicles for Tumor-Targeted Drug Delivery, J. Am. Chem. Soc., v. 130, 2008

DRESSELHAUS, M.S., DRESSELHAUS G.; AVOURIS, P. Carbon nanotubes: Synthesis, Structure, properties and applications. Springer, v. 80, p. 183-196, 2005.

IIJIMA, S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, v. 354, n. 6348, p. 56-58, 1991.

MA ,F. et. al. Adsorption of cysteine molecule on intrinsic and Pt-doped graphene: A first-principle study. Journal of Molecular Structure: THEOCHEM, v. 955, p.134-139, 2010

NOVOSELOV, K. S. et al. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. Science, v. 306, p. 666-669, 2004.

ANÁLISE IN VITRO DE EPÍTOPOS DO VÍRUS INFLUENZAE H1N1 DESENHADOS POR IMUNOINFORMÁTICA1 FREITAS, Deise2; ISAÍA, Henrique3; RODRIGUES JUNIOR, L. C.4 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Aluno do curso de Farmácia do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS. 3 Aluno do curso de Biomedicina do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS. 4 Professor do curso de Mestrado em Nanociências e Curso de Farmácia do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS. E-mail: luizrdrgs@yahoo.com.br; 2

RESUMO No mês de abril de 2009 apareceram os primeiros casos de infecção respiratória causada por H1N1, já em agosto o número de casos nos Estados Unidos já acumulava um milhão (CDC, 2009). A infecção se espalhou rapidamente pela América Latina e pelo mundo. O novo vírus da família do Influenzae é antigenicamente e geneticamente distinto do Influenzae humano sazonal (LI et al., 2009). O H1N1 epidêmico de 2009 é antigenicamente similar ao H1N1 que circula em suínos desde a epidemia de 1939, entretanto ele tem uma baixa similaridade de antígenos com o H1N1 sazonal. Essa característica é provavelmente resultado da circulação do vírus H1N1 no homem e constante exposição ao sistema imunológico, o que induz modificações genéticas (GARTEN et al., 2009). Assim, essa nova estrutura viral pode não reservar muitos epítopos imunodominantes presentes na vacina utilizada no programa de vacinação proposto pelo governo. O objetivo desse trabalho é testar a reatividade dos diferentes epítopos do vírus H1N1 desenhados por imunoinformática em células mononucleares de sangue periférico humano. A partir do mapeamento computacional de peptídos do H1N1 publicado por De GROOT e colaboradores foram escolhidos peptídeos que ligam em múltiplos alelos de HLA humano, considerando representantes da hemaglutinina (HA) e neuraminidase (NA) mais conservados entre o H1N1/CALIFORNIA/4/2009 e A/BRISBANE/59/2007 HA (LSSVSSFER, GMVDGWYGY, MESVKNGTY, VKNGTYDY) e NA (VSFNQNLEY, RPWVFNQN). Os peptídeos foram confeccionados e diluídos em água na concentração final de 1 mM. Células mononucleares foram isoladas do sangue periférico de indivíduos saudáveis através de gradiente de ficcol, alíquotas de 2x105 células foram adicionadas em placa de 96 poços. As células foram tratadas com os diferentes peptídeos nas concentrações de (10 M, 20 M, 40 M, 80 M, 160 M e 240 M) em triplicata, o mitógeno fitohemaglutinina (PHA) foi utilizado como controle positivo da proliferação e células tratadas somente com meio de cultura como controle negativo. Cento e vinte horas após cultura a proliferação celular foi determinada

através da técnica colorimética de MTT. A análise dos resultados demonstrou que as células responderam a mitógeno de estimulação policlonal PHA com índice de proliferação três vezes maior que o basal. Entretanto nas estimulações monoclonais com os peptídeos não foi observada proliferação celular em nenhum dos tratamentos, quando comparado com o controle, embora se observe aumento visível. A resposta monoclonal é bem menos intensa que a policlonal, é provável que a sensibilidade do MTT não permita a detecção. A investigação de um maior número de invidíduos e o também a determinação de citocinas secretadas na cultura celular complementará os resultados encontrados até o momento.

REFERÊNCIAS Centers for Disease Control and Prevention. Serum antibody response to a novel influenza A (H1N1) virus after vaccination with seasonal influenza vaccine. Morb Mortal Wkly Rep. v. 58, n. 19, p. 521-4, 2009.

GROOT, A. S.; ARDITO, M.; MCCLAINE, E. M., MOISE, L.; MARTIN, W. D. Immunoinformatic comparison of T-cell epitopes contained in novel swine-origin influenza A (H1N1) virus with epitopes in 2008-2009 conventional influenza vaccine. Vaccine. v. 27, n.25, p. 5740-5747, 2009

GARTEN, R. J.; DAVIS, C. T.; RUSSELL, C. A. Antigenic and genetic characteristics of swine-origin 2009 A(H1N1) influenza viruses circulating in humans. Science, v. 325, p.197-201, 2009.

LI, H. L. A; SIMMONS, C.; JONG M. D.; CHAU, N. V. Schumacher R.Memory T cells established by seasonal human influenza A infection cross-react with avian influenza (H5N1) in healthy individuals. Journal of Clinical Investigation. v. 118, p. 3478-3489, 2009

AVALIAÇÃO DE DANO HEPÁTICO CAUSADO POR NANOTUBOS DE CARBONO DE PAREDE MÚLTIPLA ATRAVÉS DE PARÂMETROS BIOQUÍMICOS1 ALMEIDA, Delita Vania Bock 2; HOELZEL, Solange Cristina Martins 3 1

Trabalho de Pesquisa – Centro Universitário Franciscano (UNIFRA) Mestrado acadêmico em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Professora do Mestrado Acadêmico em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 2

RESUMO

Os nanotubos de carbono (NTC), tanto o de parede simples quanto de parede múltipla são nanoestruturas que possuem características eletrônicas, mecânicas e térmicas únicas (CHEN e SCHUESENER, 2010). Desde a sua descoberta, as interações dos nanotubos com os sistemas biológicos têm se tornado um assunto de grande interesse e importância para o mundo todo (CHEN e SCHUESENER, 2010). O conhecimento dessas interações e a compreensão dos mecanismos de ação são vitais para garantir a biosegurança da aplicação dos nanotubos na biomedicina (CHEN e SCHUESENER, 2010). O principal mecanismo molecular in vivo é a indução de estresse oxidativo pela formação de radicais livres (AILLON et al., 2009). Os radicais livres podem ser provenientes de várias fontes, incluindo a resposta das células fagocíticas de material estranho, quantidade insuficiente de antioxidantes, presença de metais de transição, fatores ambientais e propriedades físico-químicas dos nanotubos (AILLON et al., 2009). Devido a falta de parâmetros para avaliação da toxicidade dos nanotubos de carbono, este trabalho tem por objetivo avaliar a função hepática em camundongos após a administração de nanotubos de carbono administrados por via intraperitoneal. Metodologia: A avaliação do dano hepático foi realizada através da análise dos seguintes parâmetros bioquímicos: fosfatase alcalina, proteínas totais, albumina, lactato desidrogenase (LDH) TGO, TGP (MOTTA et al., 2003). O soro foi obtido após sacrificar os camundongos que eram divididos em dois grupos sendo um o grupo controle e outro o grupo onde foi injetado intraperitoneal os nanotubos em dosagem de 1,5mg. O aparelho utilizado para fazer as análises foi o Metrolab Winner. Resultados: o grupo analisado, o material foi obtido em 24h, 7dias e 30 dias. Não houve alterações nos parâmetros de fosfatase alcalina e proteínas totais, mas houve várias alterações nas transaminases e lactato desidroginase. Também estão sendo realizadas dosagens bioquímicas para administração via intragástrica por gavagem, que ainda não estão concluídos.

REFERÊNCIAS AILLON, L., XIE Y., EL-GENDY, N., BERKLAND, C. J., FORREST, M. L.: Effects of nanomaterial physicochemical properties on in vivo toxicity. Advenced Drug Delivery Reviews, v. 61, p. 457-464, 2009.

CHEN X., SCHLUESENER J. H.: Multi-walled carbon nanotubes affect drug transport across cell membrane in rat astrocytes. Nanotecnology, v. 21, p. 1-10, 2010.

MOTTA, VALTER T., Bioquímica Clínica para o laboratório, 4.ed., Ed. Médica Missau, Porto Alegre, 2003.

FULERENOS INTERAGINDO COM FÁRMACOS E VITAMINAS VIA MODELAGEM MOLECULAR 1 MICHELON, Elisane2; FAGAN, Solange Binotto3; ZANELLA, Ivana3 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Curso Física Médica do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: elisanemichelon@gmail.com; sfagan@unifra.br; ivanazanella@unifra.br 2

RESUMO

Neste trabalho analisamos, por meio de simulações de primeiros princípios, fulerenos e nanotubos de carbono puros e funcionalizados interagindo com fármacos como (nimesulida e zidovidina (AZT)) e vitaminas (ácido ascórbico (vitamina C), nicotinamida (vitamina B3) e ácido retinóico (vitamina A). Avaliamos as propriedades eletrônicas e estruturais de diversas configurações dessas moléculas interagindo com fulerenos e nanotubos de carbonos. Os nanotubos de carbono são folhas de grafite enroladas na forma de um cilindro, com diâmetros de aproximadamente 1 nm. Eles foram sintetizados pela primeira vez em 1991 e constituem atualmente as espécies mais pesquisadas visando aplicações em nanotecnologia em geral (IIJIMA, 1991). De forma especial, os nanotubos de carbono de uma única camada (SWNT) apresentam propriedades eletrônicas e mecânicas excepcionais e suas propriedades físicas e químicas são bastante sensíveis ao ambiente em que eles se encontram. Devido a isso, os SWNTs têm sido usados na confecção de diferentes tipos de dispositivos, como emissores de elétrons para televisores, sensores de gases e sensores biológicos, pontas de AFM, e quando misturados a outros materiais, como os polímeros e fibras, modificam dramaticamente suas propriedades mecânicas (DAI, 2002). Os nanotubos de carbono são sistemas modelo para a nanociência e a nanotecnologia. Antes mesmo da descoberta dos nanotubos, em 1985, químicos descobriram uma molécula com formato de bola de futebol, feita de 60 átomos de carbono, a qual foi batizada com o nome de buckyball (C60) (KROTO, 1985). A utilização destes sistemas nanométricos, funcionalizados ou puros, como sensores químicos e biológicos é uma vasta área de estudo. Somente o C60 interagindo com fármacos já envolve um vasto campo de estudos e tem agregado muitos esforços, principalmente os relacionados com fármacos associados ao combate ao câncer e AIDS, assim como o uso em liberação controlada de fármacos. Estudos preliminares (ZANELLA, 2008) demonstraram que essas nanoestruturas carbono podem resultar em possíveis rotas para a entrega de fármacos no organismo.

Para o fulereno puro interagindo com a nimesulida, AZT, vitamina A, vitamina B3 e vitamina C obtivemos energias de ligação de 0.41, 0.63, 0.31, 0.32 e 0.41 eV respectivamente. A menor distância entre o fulereno e os fármacos foi de 2.79, 2.11, 2.27, 2.35 e 209 Å para nimesulida, AZT, vitamina A, vitamina B3 e vitamina C respectivamente. Já para o fulereno carboxilado interagindo com a nimesulida, AZT, vitamina A, vitamina B3 e vitamina C obtivemos energias de ligação de 0.78, 0.70, 0.68, 0.33 e 0.59 eV respectivamente. A menor distância entre o fulereno carboxilado e os fármacos foi de 1.62, 1.70, 1.57, 2.77 e 1.56 Å para nimesulida, AZT, vitamina A, vitamina B3 e vitamina C respectivamente. Como resultados já obtidos com este trabalho, podemos ressaltar a obtenção da configuração final da interação entre o fulereno e as demais moléculas, isso nos permite observar a menor distância entre os compostos e as energias de ligação dos mesmos. Estes resultados são obtidos sem que haja modificações nas estruturas das moléculas envolvidas. Além disso, podemos perceber a intensidade da interação a partir da análise dos níveis de energia, pois esta interação apresenta algumas variações na distribuição destes níveis.

REFERÊNCIAS IIJIMA, S. Helical microtubules of grafitic carbon. Nature, v. 354, p. 56-58, 1991.

DAI, H. Carbon nanotubes: opportunities and challenges, Surface Science, v. 500, p. 218-241, 2002.

KROTO, H. W.; HEATH, J. R.;OBRIEN, S. C.; CURL, R. F.; SMALLEY, R. E. C60: Buckminsterfullerene. Nature, v. 318, p.162-163, 1985.

ZANELLA, I; GUERINI, S. C; LEMOS, V.; MENDES FILHO, J. Theoretical study of ascorbic acid with C61(COOH)2 complexes. Journal of Computational and Theoretical Nanoscience, v. 5, p. 2176-2179, 2008.

SOLER, J. M.; ARTACHO, E.; GALE, J. D.; GARCIA, A.; JUNQUERA, J.; ORDEJÓN, P.; SÁNCHEZPORTAL, D. The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation. Journal Of Physics: Condensed Matter, v. 14, p. 2745-2779, 2002.

AVALIAÇÃO DA PROFUNDIDADE DE PENETRAÇÃO NOS TÚBULOS DENTINÁRIOS DE NANOPARTÍCULAS CONTENDO CLOREXIDINA1 CORRÊA, Fernanda2; VITALIS, Graciela Schneider3; RAFFIN, Renata3 1

Trabalho de Conclusão de Curso _UNIFRA Curso de Odontologia do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Mestrado em Nanociência do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: feca_odo@hotmail.com 2

RESUMO

A estrutura dentária é formada por esmalte, dentina e cemento. A dentina é composta por inúmeros túbulos dentinários que possuem diâmetro variando de 2,5µm a 1µm totalizando aproximadamente 15.000 túbulos em 1 mm2 de dentina próximo à junção cemento-dentina. Por fários fatores, os microorganismos podem penetrar, multiplicar-se e invadir numerosos túbulos expostos (COHEN e BURNS, 1998), causando inflamações pulpares e periapicais. Para auxiliar no processo de desinfecção do canal principal e seus túbulos dentinários são utilizados agentes químicos, como soluções para irrigação, e medicamentos intracanal (MÁRIO LEONARDO, 2008). Dentre as alternativas de medicação intracanal, encontramos a clorexidina. Para potencializar os benefícios da clorexidina, podemos buscar auxílio na nanociência, que atualmente já disponibiliza sistemas de liberação controlada de fármacos a partir de nanopartículas que podem conter no seu interior o medicamento de interesse numa escala nanométrica (CONSTANT et al., 2006). Além da maior eficácia terapêutica, estes sistemas de liberação controlada de fármaco podem diminuir significativamente a toxicidade do fármaco por utilizar menor concentração e possuir maior tempo de ação. Além disso, esse sistema evita a instabilidade e decomposição do fármaco (bio-inativação prematura); além de possibilitar a penetração mais profunda nos tecidos em decorrência do seu reduzido tamanho (NHUNG et al., 2006), motivo pelo qual motivou esta pesquisa, pois, devido ao seu reduzido tamanho, acreditamos que sua profundidade de penetração nos túbulos dentinários seja maior que os demais medicamentos e consiga alcançar mais efetivamente as bactérias que também se encontram mais profundamente no interior dos túbulos dentinários. Para tal, serão utilizados dentes humanos extraídos, unirradiculares, ápice radicular completo e raiz reta. Sua utilização foi aprovação pelo Comitê de Ética em Pesquisa em Seres Humanos do Centro Universitário Franciscano sob o parecer de n0 335.2010.2.

Os dentes foram armazenados em solução fisiológica a 0,9%, a fim de permanecerem constantemente hidratados e sua preparação foi realizada a partir da adaptação do modelo proposto por HAAPASALO e ORSTAVIK (1987). O preparo biomecânico foi feito com limas K-file 1 série (#15-#40)(Dentsply Ind. Com. Ltda. – Petrópolis, RJ), soro fisiológico 0,9% foi utilizado como irrigante a cada troca de instrumento. Para remoção da smear layer os dentes foram submentidos a um banho ultrassônico em EDTA 17%, seguido de hipoclorito de sódio a 5,25%, ambos por 10 minutos. As nanopartículas contendo clorexidina foram preparadas no laboratório de Nanotecnologia do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA) e inseridas após o preparo biomecânico no interior do canal, na forma de gel, com auxílio de agulha e seringa até o completo extravasamento da medicação. O medicamento permaneceu no interior do canal por um período de 15 dias, após isso, o dente tratado com nanopartículas foi seccionado e desidratado. A amostra pronta foi fixada em stub, metalizado com ouro e analisado em Microscopia eletrônica de varredura (MEV) com voltagem de 15 kV no centro de microscopia da UFRGS (Jeol Scanning Microscope JSM-5800, Japan). As imagens mostraram a completa remoção da smear layer pela técnica utilizada e a presença das prováveis nanoportículas de clorexidina no interior dos túbulos dentinários, porém, estas ainda estão em análise para obtenção de resultados mais completos.

REFERÊNCIAS COHEN, S.; BURNS, R. C. Caminhos da polpa. Ed. Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro, 7

ed.,1998.

CONSTANT, H., FALSON, F., PIROT, F. Current and new strategies for the delivery of antiseptic agents. Curr Drug Deliv, v. 3, p. 315-323, 2006.

HAPPASALO, M.; ORSTAVIK, D. In vitro Infection and desinfection of dentinal tubules. J Dent Res v. 66, n. 8, p. 1375-1379, 1987.

LEONARDO, M. R. Endodontia: tratamento de canais radiculares. Princípios técnicos e biológicos. São Paulo: Artes Médicas, 2008.

NHUNG, D. T. T.; FREYDIERE, A. M.; CONSTANT, H.; FALSON, F.; PIROT, F. Sustained antibacterial

effect

hand

rub

gel

incorporating

chlorhexidine-loaded

(Nanoclhorex®). International Journal of Pharmaceutics, v. 334, p. 166-172, 2007.

nanocápsulas

DESENVOLVIMENTO E VALIDAÇÃO DE METODOLOGIA ANALÍTICA PARA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CETOCONAZOL EM SUSPENSÕES COTENDO NANOPARTÍCULAS1 PONS JÚNIOR, Flábio 2; RAFFIN, Renata Platcheck 2; ROGGIA, Isabel 3; ALVES, Marta Palma2. 1

Trabalho de dissertação de mestrado em nanociências - UNIFRA Mestrado em Nanociências (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Centro Universitário Franciscano – UNIFRA, Santa Maria, RS, Brasil E-mail: flabiojunior@yahoo.com 2

RESUMO

As infecções micóticas representam um dos principais problemas sanitários a nível mundial, sendo responsável por cerca de 10% a 15% das infecções hospitalares, chegando a ser fatal em vários casos (VERA e CERVERA, 2001). O cetoconazol é um antifúngico imidazólicos, utilizado em casos de tratamento de infecções graves, porém ao exigir aplicações frequentes, o produto provoca irritação cutânea, prejudicando a adesão ao tratamento pelo paciente (BRUNTON et al., 2006). Surgem como alternativas de tratamento o desenvolvimento de novas formulações tópicas contendo sistemas nanoparticulados como carreadores de fármaco. Estes sistemas apresentam algumas vantagens sobre as formulações convencionais, como a redução da dose, diminuindo assim os efeitos colaterais, vetorização e liberação prolongada do ativo veiculado, facilitando a aplicação e adesão ao tratamento (DURÁN, MATTOSO e MORAIS, 2006). Desta forma, o presente estudo teve como objetivo desenvolver e validar metodologia analítica para formulações de suspensões contendo nanopartículas de cetoconazol a 2mg/mL. As nanopartículas foram preparadas pelo método de deposição interfacial de polímero pré-formado (BORTOLUZZI e ALVES). Os seguintes parâmetros foram avaliados: linearidade, exatidão, especificidade, repetibilidade, precisão intermediária e robustez, de acordo com o preconizado pela RDC 899 de 2003 (BRASIL, 2003). O método apresentou melhor leitura em 232 nm e faixa linear de trabalho nas concentrações de 30 a 70 g/mL (r2=0,9996) determinada a partir da analise de linearidade. No teste de precisão intermediária obtivemos valores de DPR de 0,1685 %, para o analista 1 e 0,1952% para o analista 2, na repetibilidade o DPR foi de 0,1547%. O teste de exatidão foi realizado através da recuperação de quantidades conhecidas de padrão adicionadas à amostra, obtendo-se uma média de recuperação de 100,15%. O teste de especificidade foi

realizado através da análise do placebo, nas mesmas condições analíticas, contendo somente os excipientes utilizados na formulação. O método desenvolvido utilizou - se de cromatografia líquida de alta eficiência, com detector de UV e fase móvel composta de Acetonitrila:Metanol:THF:Tampão fosfato pH 7,0, na proporção de (44:9,5:1,5:45). O método desenvolvido e validado mostrou - se preciso, exato, específico, robusto e linear, podendo ser utilizado na quantificação de suspensões de nanopartículas contendo cetoconazol.

REFERÊNCIAS BORTOLUZZI, M. R.; ALVES, M. P. Desenvolvimento e caracterização de uma suspensão contendo nanocapsulas de cetoconazol. Trabalho final de graduação; (Curso de Graduação – Farmácia) – Centro Universitario Franciscano – UNIFRA.; Santa Maria – RS, 2009.

BRASIL, Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Resolução RDC 899 de 29 de maio de 2003. Dispões sobre o Guia para validação de métodos analíticos e bioanalíticos. Diário Oficial da União, Brasília, 2003.

BRUNTON, L. L.; LAZO, J. S.; PARKER, K. L. GOODMAN & GILMAN As bases farmacológicas da terapêutica. 10.ed. Rio de Janeiro: McGrw-Hill interamericana, S.A. DE C.V, 2006, p. 1103-1117.

DURÁN, N.; MATOSSO, L. H. C.; MORAIS, P. C. Nanotecnologia, introdução, preparação e caracterização de nanomateriais e exemplos de aplicação. 1.ed. São Paulo: Artliber; 2006. p. 161164.

VERA, J. R. M; CERVERA L. A. Ventajas y desventajas de los antifúngicos de uso tópico. Revista Espanhola de Quimioterapia, v. 14, n. 3, p. 45-51, 2001.

EFEITO NEUROPROTETOR DE NANOCÁPSULAS CONTENDO MELOXICAM EM UM MODELO DA DOENÇA DE ALZHEIMER INDUZIDO PELO PEPTÍDEO βAMILOIDE EM CAMUNDONGOS1 IANISKI, Francine R. 2; BISOGNIN, Catiane A.3; ALVES, Marta P.4; RHODEN, Cristiano R.B. 4; LUCHESE, Cristiane.4 1

RESUMO

A doença de Alzheimer (DA) é um processo patológico neurodegenerativo crônico, que ocorre preferencialmente na idade adulta, sendo caracterizada principalmente por perda da cognição e memória. Diferencia-se principalmente pela formação de placas senis contendo o peptídeo β-amiloide (βa) (HENEKA e O`BANION, 2007). Uma alternativa na prevenção desta doença é a utilização de anti-inflamatórios não esteroidais que reduzem a prevalência desta doença. Um fármaco desta classe é o meloxicam. No entanto, poucos fármacos são capazes de atravessar a barreira hematoencefálica ou atravessam em pouca quantidade (CARVEY, HENDEY e MONAHAN, 2009). Para corrigir este problema, podemse utilizar os carreadores que distribuem o ativo diretamente no sistema nervoso central (FARAJI e WIPF, 2009). O objetivo deste estudo foi verificar o efeito neuroprotetor de nanocápsulas contendo meloxicam (NM) em um modelo da DA induzido pelo peptídeo βa em camundongos e comparar com o efeito do meloxicam livre (ML). Foram utilizados camundongos machos Swiss (20 – 25 g) provenientes do Biotério Central da UFSM. Os animais foram divididos em 6 grupos: os animais dos grupos I e II receberam as nanocápsulas brancas, os animais dos grupos III e V receberam as NM; os animais dos grupos IV e VI o ML. Trinta minutos após os tratamentos, os camundongos dos grupos II, V e VI receberam o peptídeo βa (fragmento 25-35, 3 nmol/3 µl/sitio) intracerebroventricular (i.c.v.), enquanto os camundongos dos grupos I, III e IV receberam salina i.c.v. As MN ou o ML foram administradas na dose de 5 mg/kg intragastricamente por gavagem,. Os animais seguiram recebendo as formulações um dia sim e outro não até o final do experimento (8 dias). No quarto dia após o tratamento, foi realizado o treino do teste do labirinto aquático de Morris (LAM) (MORRIS, 1984), que perdurou por três dias, e no sétimo dia foi realizado o teste do LAM. Ainda no sétimo dia, os animais foram treinados no na esquiva passiva (EP),

e no dia seguinte ao treino, os animais foram submetidos ao teste da EP (Sakaguchi et al., 2006). Os dados foram expressos como média ± erro-padrão. A análise estatística foi realizada por análise de variância (ANOVA) de duas vias, seguida pelo teste de Duncan quando foi apropriado. Os valores de p < 0,05 foram considerados estatisticamente significativos. Os resultados demonstraram que os animais do grupo βa apresentaram um déficit cognitivo nos testes LAM e EP. O tratamento com as formulações contendo nanocápsulas de meloxicam foi capaz de proteger completamente o déficit cognitivo induzido pelo peptídeo βa em camundongos. Entretanto o tratamento com as formulações contendo o fármaco na forma livre não protegeram contra o déficit cognitivo induzido pelo peptídeo. Tendo em vista os resultados obtidos pode-se concluir que as nanocápsulas contendo meloxicam apresentam efeito neuroprotetor em um modelo de DA induzida pelo peptídeo βa em camundongos, enquanto o fármaco na forma livre não teve efeito.

REFERÊNCIAS CARVEY, P.M.; HENDEY, B.; MONAHAN, A.J. The blood–brain in neurodegenerative disease: a rhetorical perspective. J. Neurochem. v. 111, p. 291–314, 2009.

FARAJI, A.H.; WIPF, P. Nanoparticles in cellular drug delivery. Bioorg. Med. Chem. v. 17, p. 2950– 2962, 2009.

HENEKA, M. T.; O´BANION, M. K. Inflammatory processes in Alzheimer’s disease. Journal of Neuroimmunology, v. 184, p. 69-91, 2007.

MORRIS, R.G. Development of a water maze procedure for studying spatial learning in the rat. J Neurosci Methods, v. 11, p. 47–60, 1984.

SAKAGUCHI, M.; KOSEKI, M.; WAKAMATSU, M.; MATSUMURA, E. Effects of systemic administration of beta-casomorphin-5 on learning and memory in mice. European Journal of Pharmacology, v. 530, p. 81-87, 2006.

OTIMIZAÇÃO DE PARÂMETROS PARA A PRODUÇÃO DE NANOTUBOS DE CARBONO POR ARCO ELÉTRICO EM MEIO AQUOSO KAUFMANN, C. Gabriel 1; LOSS,Leandro2; NORA,Robson 3; MORTARI, Sergio1 1

Curso de Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil; 2 Axia Value Chain; 3 Curso de engenharia ambiental do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil. E-mail: gabrielklpgodines@gmail.com; leandro.loss@axiavaluechain.com; dallanorarobe@hotmail.com; mortari@unifra.br ;

RESUMO

Os Nanotubos de carbono (NTC) foram observados pela primeira vez por IIJIMA (1991) através do método de síntese por arco elétrico. Primeiramente Iijima visava à produção de fulerenos descobertos por KROTO et al. (1985). Este

nanomaterial é

promissor pois apresenta exelentes propriedades magnéticas, ópticas, mecânicas e elétrica. O objetivo do presente trabalho é à produção de NTC por arco elétrico em meio aquoso num sistema aberto, ou seja, uma variação do arco elétrico em reator fechado (TREVISAN, 2009). O estudo visou otimizar diferentes parâmetros de produção de NTC tais como: corrente elétrica, velocidade de aproximação dos eletrodos e com o ânodo fixo ou girando. Após a síntese, o material foi purificado e caracterizado pela técnica de Espectrometria de Raman. REFERÊNCIAS IIJIMA, S.. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, v. 354, p. 56-58, 1991.

KROTO, H. W; HEATH, J. R; O’BRIENS, S. C; CURl, R. F; SMALLEY, R. E. C60 Buckminsterfullerene. Nature, v. 318, n. 14, p. 162-163, 1985.

TREVISAN, L. S. Reator de Arco Elétrico Submerso em Meio Líquido para Síntese de Nanotubos de Carbono. Dissertação de Mestrado em Nanociências, Ciências Tecnológicas. Santa Maria: Centro Universitário Franciscano, 2009.

INFLUÊNCIA DE FORMULAÇÕES CONTENDO ADAPALENO NANOENCAPSULADO NOS PARÂMETROS FISIOLÓGICOS DA PELE AVALIADOS POR BIOMETRIA CUTÂNEA1 FARIAS, Gabriela2; BRUSCHI, Márcia2; ROGGIA, Isabel2; VITALLIS, Graciela2; ALVES, Marta2 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Mestrado Acadêmico em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: gabiifarias@hotmail.com 2

RESUMO

A acne vulgar é uma doença genético-hormonal, de localização pilo-sebácea. O adapaleno, derivado do ácido naftóico, possui uma atividade comedolítica e antiinflamatória apropriada, sendo uma alternativa tópica para o tratamento da acne. Este fármaco, porém, apresenta alguns efeitos adversos como ressecamento da pele e ação irritante, o que pode limitar o seu uso (CHIVOT, 2005). Em vista disso, busca-se com a associação do adapaleno à nanocarreadores promover uma liberação sustentada do fármaco e reduzir seus efeitos adversos (BARRIOS et al., 2009; GUTERRES, ALVES e POHLMANN, 2007). Diante do crescente desenvolvimento de novas formulações dermocosméticas, surge à necessidade de informações relacionadas à avaliação da eficácia e efeitos dos produtos sobre a pele (LEONARDI, GASPAR e CAMPOS, 2002). De acordo com o que foi descrito anteriormente, este estudo tem como objetivo avaliar o pH, conteúdo de melanina e índice de eritema após a aplicação de formulações semissólidas contendo adapaleno nanoencapsulado, através de ensaios de biometria cutânea. Todos os parâmetros foram comparados com o comportamento cutâneo apresentado quando as formulações semissólidas contendo o ativo na forma livre foram testadas. As suspensões de nanocápsulas contendo adapaleno foram previamente desenvolvidas por Barrios et al. (2009) e incorporadas em um gel hidrofílico desenvolvido por Bruschi (2010). Foram selecionados vinte voluntários saudáveis, do sexo feminino, os quais fizeram a aplicação da formulação 1 vez por dia durante 63 dias, e a cada semana foram realizados testes de biometria cutânea, incluindo avaliação do pH, conteúdo de melanina e índice de eritema. A determinação destes valores foi realizada através dos aparelhos: Skin pH-meter® e Mexameter®, respectivamente. Com relação a avaliação do pH não houve alteração estatisticamente significativa (p>0,05) comparando os valores basais (4,57 e 4,54) com os observados após 63 dias de aplicação do produto (5,03 e 5,07) para ambas as formulações. Desta forma, os valores do pH cutâneo mantiveram-se dentro de uma faixa considerada normal (4,5-5,5) para aplicação de produtos tópicos, demosntrando

que as formulações estudadas são adequadas para uso dermatológico (LEONARDI, GASPAR E MAIA CAMPOS, 2002). Quanto à determinação do conteúdo de melanina, através da comparação dos valores basais (174,78 e 172,16) com os obtidos após 63 dias de experimento (134,15 e 131,95), pode-se observar uma diminuição estatisticamente significativa (p<0,05) do conteúdo de melanina no decorrer do experimento para ambas as formulações. Provavelmente esta diminuição esteja associada à ação regulatória dos retinóides sobre a atividade dos melanócitos (BHAWAN, 1998). Com relação ao ídice de eritema, para as

formulações contendo o fármaco na forma livre houve um aumento

significativo (p<0,05) comparando os valores basais (238,08) com aqueles observados após 63 de estudo (276,18). Entretanto para o gel contendo nanocápsulas de adapaleno não houve qualquer indício de irritação, uma vez que os valores basais (240,27) obtidos não apresentaram alteração significativa nos 63 dias de uso das formulações (208,94), indicando que as formulações nanoestruturadas reduziram o eritema causado pelo uso do retinóide na forma livre.

REFERÊNCIAS CHIVOT, M. Retinoid Therapy for Acne: A comparative Review. American Jornal Clinical Dermatology, v. 6, p.13-19, 2005.

BARRIOS, J.; FARIAS, G.; ROGGIA, I.; ALVES, M. Desenvolvimento e caracterização de suspensões contendo nanocápsulas de adapaleno em diferentes núcleos oleosos. XIII Simpósio de ensino, pesquisa e extensão, UNIFRA, 2009.

GUTERRES, S. S; ALVES, M. P.; POHLMANN, A. R. Polymeric nanoparticles, monospheres and nanocapsulas for cutaneous applications, Drug target insights, v. 2, p. 147-157, 2007.

LEONARDI G. R.; GASPAR L. R.; MAIA CAMPOS P. M. B. G. Application of a non-invasive method to study the moisturizing effect of formulations containing vitamins A or E or ceramide on human skin. Journal of Cosmetic Science, v. 53, n. 5, p. 263-268, 2002.

BRUSCHI, M. Formulações tópicas contendo nanocápsulas de adapaleno: avaliação da estabilidade e permeação cutânea. Centro Universitário Franciscano. Dissertação (Mestrado em Nanociências), 2010.

BHAWAN, J. Short- and long-term histologic effects of topical tretinoin on photodamaged skin. International Journal of Dermatology. v. 37, p. 286-292, 1998.

NANOPARTÍCULAS LIPÍDICAS SÓLIDAS CONTENDO CLOREXIDINA 1 VITALIS, Graciela Schneider2; RAFFIN, Renata2; ROGGIA, Isabel2; FARIAS, Gabriela de2 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Mestrado em Nanociência do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: gsvitalis@ibest.com.br 2

RESUMO

A clorexidina é um fármaco que apresenta inúmeras propriedades como ação antimicrobiana imediata, amplo espectro antimicrobiano sobre bactérias, leveduras e fungos. Além disso, apresenta relativa ausência de toxicidade (dose dependente) e, na estrutura dentária, capacidade de adsorção pela dentina (LENET et al., 2000). Devido a estas características, sua utilizacao como solucao irrigadora durante o preparo químico-mecânico ou como medicacao intracanal tem sido proposto a fim de eliminar bactérias e fungos presentes no sistema de canais radiculares. Porém, sabe-se que a clorexidina é mais estável entre pH 5 a 8. Acima deste valor, ocorre precipitação da clorexidina, enquanto que em pH ácido, há deteriorização da sua atividade, devido à perda da estabilidade da solução (PARSONS et al., 1980). Esta propriedade limita sua associacao à outros medicamentos. A concentração de clorexidina (na forma de digluconato) normalmente utilizada varia entre 0,12 e 2,0 %, porém, em concentrações iguais ou inferiores a 0,25 % é menos agressiva exibindo reações inflamatórias mais brandas, mas em concentrações iguais ou maiores a 0,5 % produz necrose tecidual e exacerba o processo inflamatório retardando o processo de reparação tecidual do periodonto apical (PRADO et al., 2004). Tentando amenizar estas desvantagens podemos utilizar sistemas de liberacao controlada de fármaco, que apresentam como vantagens sobre o sistema de dosagem convencional a maior eficácia terapêutica, maior tempo de acao, utilizacao de menores concentracoes de fármaco, diminuicao da instabilidade e decomposicao do fármaco e maior penetracao nos tecidos devido ao seu tamanho nanométrico (NHUNG, et al., 2007). O sistema de escolha foi as nanopartículas lipídicas sólidas (NLS), que foram desenvolvidas no início da década de 1990 como um sistema de transporte alternativo ao sistema tradicional existente, como emulsões, lipossomas e nanopartículas poliméricas (MULLER et al., 2000 e ALHAJ et al., 2008).

As NLS contendo clorexidina foram obtidas pelo método de altas taxas de cisalhamento onde misturou-se uma fase aquosa contendo Tween 80® e água à uma fase oleosa que continha o fármaco, o tensoativo (Span 80®) e o óleo, a mistura foi levada ao Ultraturrax à uma velocidade de 24000 rpm. Após seu desenvolvimento, fez-se a análise da caracterização e estabilidade da suspensao através da avaliação morfológica, determinação do potencial zeta, do índice de polidispersão, diâmetro das partículas, pH, doseamento do fármaco e da sua taxa de associação. Os resultados iniciais sao promissores já que o tamanho nanométrico, pH e doseamento foram satisfatórios.

REFERÊNCIAS ALHAJ, N. A.; ABDULLAH, R.; IBRAHIM, S.; BUSTAMAM, A. Tamoxifen drug loading solid lipid nanoparticles prepared by hot high pressure homogenization techniques. American Journal of Pharmacology & Toxicology, v. 3, n. 3, p. 219-224, 2008.

LENET, B.J; KOMOROWSKI, R.; WU, X.Y.; HUANG, J.; GRAD, H.; LAWRENCE, H.P.; FRIEDMAN, S. Antimicrobial substantivity of bovine root dentin exposed to different chlorhexidine delivery vehicles. Journal of Endodontics, v. 26, n.11, p. 652-655, 2000.

MULLER, R. H.; RADTKE, M.; WISSING, S. A. Solid lipid nanoparticles (SLN) and nanostructured lipid carriers (NLC) in cosmetic and dermatological preparations. Advanced Drug Delivery Reviews, n. 54, suppl. 1, p. 131-155, 2002.

NHUNG, D. T. T.; FREYDIERE, A. M.; CONSTANT, H.; FALSON, F.; PIROT, F. Sustained antibacterial

effect

hand

rub

gel

incorporating

chlorhexidine-loaded

nanocápsulas

(Nanoclhorex®). International Journal of Pharmaceutics, v. 334, p. 166-172, 2007.

PARSONS, G. J.; PATTERSON, S. S.; MILLER, C. H.; KATZ, S.; KAFRAWY, A. H.; NEWTON, C. W. Uptake and release of chlorhexidine by bovine pulp and dentin speciments and their subsequent acquisition of antibacterial properties. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, v. 49, p. 455-459, 1980.

PRADO, M. J. V.; OLIVEIRA, R. C.; FERREIRA, R. S. F.; VIEIRA, R. C. P. A.; PINHO, J. J. R. G. A retirada do timerosal do mercado farmacêutico e sua substituição pelos derivados de amônio quartenário: avaliação do risco/benefício. Lecta, v. 22, n. 1/2, p. 37-47, Jan/Dez 2004.

AVALIAÇÃO IN VITRO DA DEGRADAÇÃO DA CLOREXIDINA LIVRE E EM NANOPARTÍCULAS CONTENDO CLOREXIDINA QUANDO ASSOCIADA A PASTA DE HIDRÓXIDO DE CÁLCIO1 CAETANO, Gustavo Gomes2; VITALIS, Graciela Schneider3; RAFFIN, Renata3 1

RESUMO

Os microorganismos que colonizam os sistemas de canais radiculares, através de seus produtos tóxicos, são responsáveis pelo desenvolvimento e persistência da periodontite apical de origem endodôntica (COHEN e BURNS, 1998). Como alternatina de medicação intracanal, a clorexidina tem sido utilizada na forma de digluconato com concentrações variando entre 0,12 e 2,0 %. Porém, em concentrações iguais ou inferiores a 0,25 % é menos agressiva exibindo reações inflamatórias mais brandas e não provoca necrose tecidual nem edema persistente, mas em concentrações iguais ou maiores a 0,5 % produz necrose tecidual e exacerba o processo inflamatório retardando o processo de reparação tecidual do periodonto apical (PRADO et al., 2004). Isso se deve a formação da para-cloroanilina, que é um subproduto gerado a partir da hidrólise da clorexidina em função do tempo, do pH e do aquecimento. A paracloroanilina é uma amina aromática que tem se mostrado tóxica para humanos provocando hemólise, metahemoglobinemis e cianose (BASRANI et al., 2007). Além disso, a paracloroanilina faz parte do Grupo 2B da IARC (International Agency of Research on Cancer) formado por substâncias que possuem possível ação carcinogênica em humanos (IARC, 1997b). Quando a clorexidina é utiliza associada ao hidróxido de cálcio, devido ao seu elevado pH, ocorre degradação da clorexidina (BARBIN, 2008). Devido a isso, o objetivo deste estudo é identificar a degradação da clorexidina utilizando a cromatografia liquída de alta eficiência (CLAE) através da análise da concentração inicial e após 24, 48 horas, 7, 14 e 21 dias na forma de digluconato de clorexidina a 0,5% e em nanopartículas lipídicas sólidas contendo clorexidina a 0,5%, e quando associada ou ao hidróxido de cálcio. A diferença entre os valores inicias da concentração da clorexidina e final seria a quantidade de degradação no período de tempo e, desta forma conseguiríamos identificar a porcentagem de degradação.

REFERÊNCIAS BARBIN, E.T. Análise química da clorexidina misturada ou não ao hidróxido de cálcio. Tese (Doutorado em Odontologia) – Curso de pós-graduação em Odontologia restauradora. Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2008.

BASRANI, B. R.; SANTOS, J. M.; TJADERHANE, L.; GRAD, H.; GORDUYSUS, O.; HUANG, J.; LAWRENCE, H. P.; FRIEDMAN, S. Substantive antimicrobial activity in chlorhexidine-treated human root dentin. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology and Endodontics, v. 94, p. 240-245, 2002.

COHEN, S.; BURNS, R. C. Caminhos da polpa. Ed. Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro, 7

edição,1998.

SÍNTESE E ATIVIDADE BIOLÓGICA DE DERIVADOS DA GLUCOSAMINA 1 APPELT, Helmoz R.2; LUCHESE, Cristiane2; OLIVEIRA, Julieta S.3; SANTOS, Robero C. V.4; OSMARI, Ismael A.2 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Curso de Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Curso de Química do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 4 Curso de Farmácia do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: helmoz@gmail.com 2

RESUMO É bem estabelecido que os carboidratos desempenham importantes atividades em sistemas biológicos, e isto atrai a atenção de muitos pesquisadores. Os carboidratos ou seus derivados fazem parte de diferentes estruturas biológicas, como glicoproteínas, nucleosídeos, entre outros. Os carboidratos e seus derivados têm ganhado cada vez mais importância na química medicinal, destacando a grande variedade de atividades biológicas, além de serem compostos com baixo nível de toxicidade, através de modificações estruturais pode-se ainda melhorar sua atividade. Novos estudos dedicados à exploração das propriedades biológicas/farmacológicas dessa classe de substâncias poderão contribuir para a introdução de novos fármacos no mercado. Temos exemplos de derivados de carboidratos sendo utilizados ou estudados para diferentes aplicações biológicas, como por exemplo, antimicrobiana, antiviral, antiprotozoária, antifúngica entre outras presentes na literatura (NOGUEIRA et al., 2009). Os carboidratos são utilizados também como precursores de muitos medicamentos, como por exemplo, o AZT (zidovudina), entre outros, por possuírem uma estrutura relativamente complexa, e com potencial para muitas transformações químicas, aumentando seu valor agregado, e preservando o seu potencial biológico. Em continuidade ao trabalho desenvolvido em nosso grupo de pesquisa (SANTOS, 2010), desenvolvemos uma série de derivados da Glucosamina com potencial atividade antioxidante e antimicrobiana a partir de substituições seletivas na mesma. Como pode ser visto na figura 1, os compostos obtidos por nosso grupo, são altamente versáteis. O seu caráter totalmente modular permite a inserção de diferentes grupamentos, podendo-se assim, controlar sua lipofilicidade, com a inserção, por exemplo, de grupamentos alquila de cadeia longa nas posições 1 e 6 (X e Y). Por outro lado, a liberação destas posições aumentaria a hidrofilicidade da molécula. Já, com modificações nos grupamentos R e Z, da

cadeia ligada ao nitrogênio, podemos controlar as características eletrônicas desta cadeia, o que influencia diretamente as características antioxidantes da molécula.

Figura 8: Estrutura modular dos derivados da glucosamina desenvolvidos em nosso grupo de pesquisa. Esses compostos estão sendo preparados por metodologias clássicas em síntese orgânica, purificados e caracterizados por espectroscopia no Infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear.

REFERÊNCIAS NOGUEIRA, C. M.; PARMANHAN, B. R.; FARIAS, P. P.; CORRÊA, A. G. Importância crescente dos carboidratos em química medicinal. Revista Virtual de Química, p.149-159, 2009.

SANTOS, M. Z. Derivados da glucosamina: Síntese e atividade biológica. 2010. Dissertação (Mestrado em Nanociências). Centro Universitário Franciscano.

GERÊNCIA DE INFORMAÇÃO SOBRE PARÂMETROS DE SÍNTESE DE NANOTUBOS DE CARBONO1 SHIBATA, Henrique2; SIMONETTO, Eugênio2; CASSOL, Luciano2; MORTARI, Sergio2 1

Trabalho de Pesquisa Unifra Mestrado Acadêmico em Nanociências. Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: henriqueys29@gmail.com; mortari@unifra.br; eosimonetto@gmail.com; lacassol@unifra.br 2

RESUMO

Os nanotubos de carbono (NTC) (IIJIMA, 1991), desde a descoberta têm despertado interesses na comunidade científica devido às propriedades mecânicas e magnéticas que ele apresenta. Essas propriedades possibilitam um grande número de aplicações nas áreas da saúde, dos materiais, da computação, na eletrônica e tecnológica. A partir disso, a síntese dessas estruturas passou a ter extrema importância. Dentre os principais métodos de produção de NTC destacam-se: o método de descarga por arco, a ablação a laser e a deposição química a vapor (KARTHIKEYAN, MAHALINGAN, KARTHIK, 2009). Este trabalho tem como objetivos a elaboração de um banco de dados, que é uma coleção de dados relacionados (ELMASRI e NAVATHE, 2006), que poderá coletar e armazenar as informações pertinentes à síntese de NTC e, a disponibilidade via web desses dados para o meio acadêmico no intuito de ajudar futuros estudos. Para disponibilizar as informações e facilitar o acesso as mesmas, será utilizado e customizado neste trabalho um CMS (Content Management System) que tem como objetivo auxiliar na construção de um Portal de informações sobre Nanotubos. Informações como tempo e temperatura de síntese, tipo de catalisador, gás precursor de carbono, características do forno, entre outras servirão como ponto de partida para a produção destes nanomateriais, assim como prever o tipo de NTC sintetizado (NTC de parede simples ou múltiplas paredes e nanoesferas). Ainda como fonte de informação, dados referentes aos procedimentos de purificação e de caracterização de NTC serão inseridos no Banco de Dados.

REFERÊNCIAS ELMASRI, R.; NAVATHE, B. S.. Sistema de Banco de Dados. Tradução da 4ª Edição. São Paulo. Pearson Education, 2006.

IIJIMA, S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, v. 354, p. 56-58, 1991.

KARTHIKEYAN , S.; MAHALINGAN, P.; KARTHIK, M.; Large Scale Synthesis of Carbon Nanotubes. E-Journal of Chemistry, v. 6, n. 1, p. 1-12, 2009.

POLI-ε-CAPROLACTONA PARA ENTREGA DE FÁRMACOS: UMA ABORDAGEM DE PRIMEIROS PRINCÍPIOS¹ DIAS, Igor2; RAFFIN, Renata2; Da SILVA, Leandro B.3; FAGAN, Solange2; ZANELLA, Ivana2. 1

Trabalho de Mestrado Mestrado em Nanociências, Centro Universitário Franciscano, Santa Maria, RS 3 Departamento de Física,Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS E-mail: igorwrd@yahoo.com.br 2

RESUMO

O controle da liberação de fármacos em sítios de ação específicos, através da utilização de vetores, como nanopartículas constituídas por polímeros biodegradáveis, tem sido área de intensa pesquisa nos últimos anos, devido às suas potencialidades terapêuticas e a redução de efeitos colaterais. Um dos polímeros bastante utilizado para esse fim é a poli-ε-caprolactona (PCL), um poliéster construído estruturalmente por [-CH2CH2-CH2-CH2-CH2-COO-]n (BITTIGER e MARCHESSAULT, 1970). A seu favor conta sua propriedade de biodegrabilidade, uma vez que o ácido ε-hidroxicapróico, produto de sua degradação, é inócuo, podendo ser absorvido pelo organismo e depois removido pelo metabolismo. Considerando explorar uma potencial aplicação desse polímero na área farmacológica, estudamos suas propriedades estruturais, energéticas e eletrônicas. Este estudo foi realizado por meio de cálculos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade (DFT). Analisando o sistema polimérico conforme as projeções de Newman, as estruturas com ligações up-down, onde a variação entre monômeros é 180º, tornam-se mais estáveis energeticamente do que estruturas com arranjos up, alternando esse ângulo a cada célula unitária. Partindo dessa análise conformacional estudamos a interação entre PCL, em diversas conformações estruturais, com a indometacina (indOH) e seu éster etílico (indEt), que são fármacos derivados do ácido indolacético, pertencentes à categoria dos fármacos anti-inflamatórios não-esteróides. Baseando-se nos resultados, se pressupõe que o sistema PCL+IndOH é um promissor nanocarreador, pois há interação com a parede polimérica, e as energias de ligação no sistema PCL + IndEt demonstram pouca afinidade no sistema, concordando com os resultados experimentais (CRUZ, 2006), o que comprova, a eficácia desta metodologia.

REFERÊNCIAS

BITTIGER, H.; MARCHESSAULT, R. H. Crystal structure of poly-Îľ-caprolactone. Acta Cryst., v. B26, p. 1923-1927, 1970.

CRUZ, L. et al. Diffusion and mathematical modeling of release profiles from nanocarriers. Int J Pharm, v. 313, p. 198-205, 2006.

ADSORÇÃO DE Se E Te EM NANOTUBOS DE CARBONO: UM ESTUDO DE PRIMEIROS PRINCÍPIOS¹ DIAS, Igor2; BERGOLI, Renata3; FAGAN, Solange 2; ZANELLA, Ivana2; MORTARI, Sérgio2; APPELT, HELMOZ2; RHODEN, Cristiano R. B. 2 1

Trabalho de Pesquisa Mestrado em Nanociências, Centro Universitário Franciscano, Santa Maria, RS 3 Departamento de Física, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS E-mail: igorwrd@yahoo.com.br 2

RESUMO

Organocalcogênios (Se, Te) têm sido utilizados em metalurgia para melhorar as propriedades mecânicas dos aços e outras ligas ferrosas. Similarmente a alguns dos seus compostos binários, o telúrio aplica-se na fabricação de dispositivos termoelétricos destinados à produção de eletricidade e refrigeração (RODRIGUES et al., 2008). E os nanotubos de carbono (NTC) possuem superfícies com alta estabilidade química, portanto, poucos átomos e moléculas podem interagir diretamente com suas paredes. A sua reatividade química é dominada pelo desemparelhamento dos orbitais π entre os carbonos adjacentes na superfície curva do nanotubo. Atualmente, uma grande variedade de rotas e estratégias químicas vêm sendo usadas e aperfeiçoadas para funcionalizar covalentemente os nanotubos (FILHO et al., 2007). Este trabalho visa interagir e entender as propriedades estruturais e eletrônicas do sistema nanotubos de carbono de parede simples (SWNTs) (8,0), semicondutor, adicionando-se Selênio e Telúrio atômicos e seus dímeros, através de cálculos de primeiros princípios baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Consideraram-se três diferentes sítios de interação para os calcogênios e a superfície do tubo em que são adsorvidos: no centro do hexágono (HC), no meio da ligação C-C (BC), e um calcogênio sobre um átomo de C (TOP). Duas outras configurações foram estudadas com seus respectivos dímeros: dímero (Te-Te) transversalmente ao hexágono (HT) do tubo e perpendicular a uma ligação C-C (PC) (Se-Se e Te-Te). Os resultados mostram que é energeticamente mais estável quando o átomo de Te está na configuração TOP e o Se está na configuração BC. A distância entre Se-Se e Te-Te quase não varia, ficando em torno de 2,2 Å e 2,6 Å, respectivamente. Os resultados mostram que a interação dos átomos e dímeros de Se e Te com os SWNTs depende da configuração dessas estruturas. A interação é dependente da quantidade de átomos de Se e Te usados na funcionalização dos sistemas e dos diferentes sítios, variando a posição do átomo/molécula de Te, e se mostra como um promissor material para a aplicação em dispositivos semicondutores.

REFERÊNCIAS RODRIGUES, O. E. D. SARAIVA, G. D., NASCIMENTO. R. O., BARROS. E. B., MENDES, FILHO, J., KIM, Y. A., MURAMATSU, H., ENDO, M. TERRONES, M. DRESSELHAUS, M. S. SOUZA, A. G. Synthesis and Characterization of Selenium−Carbon Nanocables. Nano Letters, v. 8, p. 3651, 2008.

FILHO, A. G. S; FAGAN, S. B. Funcionalização de nanotubos de carbono. Quím. Nova, v. 30, p. 1695-1703, 2007.

ADSORÇÃO DOS CORANTES ANTRACENO E LARANJA DE ACREDINA EM NANOTUBOS DE CARBONO: UMA ABORDAGEM DE PRIMEIROS PRINCÍPIOS 1 JAURIS, Iuri2; FAGAN, Solange3 1

Projeto de Mestrado/Nanociências/UNIFRA Curso de Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil. 3 Curso de Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil. E-mail: iuri.jauris@gmail.com; solange.fagan@gmail.com ; 2

RESUMO Durante a última década houve um rápido crescimento em pesquisas envolvendo nanociências e nanomateriais. Isto se deve, em grande parte, ao pequeno tamanho destes objetos quando na escala nanométrica (um bilionésimo do metro). Esta ordem de tamanho leva tais objetos a serem interessantes para uma diversidade de aplicações farmacêuticas, biomédicas e industriais (LUO, et al., 2006 e LU, SALABAS, SCHUTH, 2006). Dentro da classe dos nanomateriais encontram-se os Nanotubos de Carbono (CNTs). Esses materiais têm sido objeto de intensas investigações desde a sua descoberta também devido as suas propriedades elétricas, mecânicas, químicas e estruturais diferenciadas. Os CNTs podem, por exemplo, exibir propriedades metálicas ou semicondutoras, possuem um interior (núcleo) oco adequado para armazenagem de moléculas, e ainda têm o maior módulo de elasticidade conhecido. Os CNTs já têm sido utilizados, por exemplo, para síntese de materiais mais resistentes, biosensores, dispositivos eletrônicos entre outros (KBAUGHMAN, ZAKHIDOV e DE HEER, 2002). Além disso, alguns estudos como de Kuo, Wu e Wu (2008), Liu et al. (2008) e Mishra, Arockiadoss e Ramaprabhu (2010), indicam que os CNTs poderiam ser adsorventes adequados para remoção de corantes de efluentes em águas residuais. A remoção de corantes de efluentes aquáticos contaminados é de suma importância, pois estes podem alterar a coloração de rios e riachos, interferindo diretamente na atividade fotossintética das plantas. Além disso, alguns tipos de corantes podem conter metais pesados que em grande quantidade podem ser tóxicos para os seres humanos e também ao meio ambiente. Baseado nos estudos já citados e em estudos recentes encontrados na literatura buscou-se, portanto, avaliar a interação de diferentes tipos de corantes, como o antraceno e o laranja de acredina, com os CNTs. Para tanto, fez-se uso de simulações computacionais as quais possibilitam uma análise de vários sistemas, com diferentes configurações. Já para

o desenvolvimento das simulações computacionais, utilizou-se neste trabalho a Teoria do Funcional da Densidade implementada no código computacional SIESTA. O estudo foi iniciado pela minimização da energia total dos sistemas: CNT (5,5) e CNT (8,0) com a molécula do corante antraceno em diferentes configurações. Os resultados preliminares indicam uma fraca interação entre o nanotubo puro (5,5) e a molécula de antraceno, sendo que as energias de ligação ficaram em torno de 0,33 e 0,44 eV. O primeiro valor de energia corresponde a configuração o antraceno arranjado seguindo o eixo do tubo, e a segunda perpendicular ao eixo do tubo. Já para o caso do nanotubo puro (8,0) em ambos os casos as energias de ligação ficaram em torno de 0,09 eV. Energias de tal ordem apresentam um caráter de adsorção física, o que é uma característica desejável para estes sistemas, pois, permitem que o corante seja posteriormente removido do nanotubo. Outro sistema avaliado foi o CNT (5,5) com a molécula de laranja de acredina. Neste caso obtevese uma energia de ligação de 0,74 eV. Além disso, foi observada uma transferência de carga do nanotubo para a molécula. Cabe ressaltar que não ocorreu mudança no caráter eletrônico dos nanotubos, tanto para o CNT(5,5) como para o CNT(8,0).

REFERÊNCIAS KBAUGHMAN, R.H., ZAKHIDOV, A.A., DE HEER, W.A. Carbon Nanotubes-the Route Toward Applications. Science, v. 297, n. 5582, p. 787-792, 2002.

KUO C.Y.; WU, C.H.; WU J.Y. Adsorption of direct dyes from aqueous solutions by carbon nanotubes: Determination of equilibrium, kinetics and thermodynamics parameters. Journal of colloid and interface science, v. 327, n. 2, p. 308-315, 2008.

LIU, C.H.; et al. Structure dependent interaction between organic dyes and carbon nanotubes. Colloids and Surfaces A. Physicochemical and Engineering Aspects. v. 313-314, p. 9-12, 2008.

LU,

A.H.;

SALABAS,

E.L.;

SCHUTH,

Magnetic

nanoparticles:

Synthesis,

protection,

functionalization, and application. Angewandte chemie-international edition. v. 46, n. 8, p. 1222-1244, 2007.

LUO, X.L.; et al. Application of nanoparticles in electrochemical sensors and biosensors. Electroanalysis. v. 18, n. 4, p. 319-326, 2006.

MISHRA, A.K., AROCKIADOSS, T., RAMAPRABHU, S. Study of removal of azo dye by functionalized multi walled carbon nanotubes. Chemical Engineering Journal. v. 162, n. 3, p. 1026-1034, 2010.

ESTUDO DA UTILIZAÇÃO DOS NANOTUBOS DE CARBONO NA REMOÇÃO OU DETECÇÃO DE DEFENSIVOS AGRÍCOLAS: UM ESTUDO DE PRIMEIROS PRINCÍPIOS ZANELLA, Ivana1; TONETTO, Bruno2, FAGAN, Solange1 1

Trabalho de dissertação de mestrado Mestrado Acadêmico em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: ivanazanella@unifra.br; bctonetto@gmail.com; sfagan@unifra.br 2

RESUMO

Através de simulações computacionais baseadas na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) estudamos as propriedades eletrônicas e estruturais da molécula de paraquat, glifosato, ácido aminometilfosfônico, metilamina e formaldeído interagindo com nanotubos de carbono puros e carboxilados. Os nanotubos de carbono (NTs) vêm surgindo como promissores compostos para uma série de aplicações. Entre estas, podemos destacar a utilização de NTs como filtro ou sensores de moléculas tóxicas. Assim, neste trabalho, o objetivo é utilizar NTs puros e carboxilados para a remoção ou detecção das moléculas de paraquat, glifosato e seus derivados dos alimentos e do meio ambiente. Nossos resultados mostraram que a interação entre essas moléculas e os NTs ocorre via uma adsorção física, pois não altera as propriedades dos nanotubos, tendo energias de ligação que variam de 0,12 eV a 0,82 eV. Para os NT carboxilados obtivemos energias de ligação de 0,33 eV e 1,41 eV, respectivamente, sugerindo que os NTs carboxilados não são os mais indicados para o sensoriamento e filtragem destas moléculas, pois a remoção posterior destas moléculas do nanotubo teria um alto custo energético. A adsorção física entre os NTs e as moléculas dos poluentes estudada é de grande interesse para uma possível aplicação experimental desses NTs como sensor ou filtro destes poluentes. Um filtro a base de nanotubos poderia, em princípio ser reutilizado várias vezes para a remoção/filtragem destas moléculas, bem como as mesmas após serem retiradas da presença dos nanotubos poderão ser reutilizadas na agricultura novamente, sem grande custo energético.

REFERÊNCIAS BETHUNE, D. S. et al. Cobalt-catalysed growth of carbon nanotubes with singleatomic-layer walls. Nature, v. 363, n. 6430, p. 605-607, 1993.

BIANCO, A.; KOSTARELOS K.; PRATO, M. Applications of carbon nanotubes in drug delivery. Current Opinion in Chemical Biology. v. 9, n. 6, p. 674-679, 2005.

BORN, M. e OPPENHEIMER, J. R. Zur Quantentheorie der Molekeln. Annalen der Physik, v. 389, n. 20, p. 457-484, 1927.

CEPERLEY, D. M. e ALDER, B. J. Ground State of the Electron Gas by a Stochastic Method. Physical Review, v. 45, n. 7, p. 566-569, 1980.

DAI, H. Carbon Nanotubes: Opportunities and Challenges. Surface Science, v. 500, n. 1-3, p. 218241, 2001.

DE AMARANTE JUNIOR, O. P.; e DOS SANTOS, R. C. T. Glifosato: Propriedades, Toxicidade, Usos e Legislação. Química Nova, v. 25, n.4, p. 589-593, 2002.

NANOTUBOS DE CARBONO SOB PRESSÃO AXIAL, UMA ABORDAGEM DE PRIMEIROS PRINCÍPIOS 1 LARA, Ivi2; FAGAN, Solange Binotto3 1

Projeto de Doutorado _UFSM Programa de Pós-Graduação em Física – Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil 3 Mestrado em Nanociências - Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: ivilara@gmail.com; solange.fagan@gmail.com; 2

RESUMO

Já é sabido que os nanotubos de carbono apresentam excelentes propriedades mecânicas entre as quais se destacam sua alta resiliência e módulo de Young, bem como uma grande capacidade de suportar torções (CAILLIER,C. et al., 2010). Por esta razão, nesta última década, tem sido crescente o estudo e a perspectiva de aplicação de nanotubos de carbono em dispositivos nano-eletrônicos (SILVA; FAGAN; MOTA, 2004), bem como o desenvolvimento de novos materiais ou dispositivos eletro-mecânicos baseados em nanotubos, que tornem estes mais resistentes e capazes de suportar condições extremas de pressão (FAGAN; LEMOS, 2007). Desta maneira, a verificação das modificações induzidas nas propriedades eletrônicas e estruturais de nanotubos de carbono em função da aplicação de pressão axial se torna importante assim como a investigação da pressão crítica que rompe a estrutura dos nanotubos de parede simples e de multicamadas, analisando como a estrutura dos nanotubos externos modificam a estrutura dos internos, para o caso de nanotubos de multicamadas. Logo, neste trabalho foram investigados os efeitos da pressão aplicada na direção axial de nanotubos de carbono de parede simples, com duas paredes e com três paredes,

sendo

eles

(5,5),

(10,10),

(15,15),

(5,5)@(10,10),

(10,10)@(15,15)

(5,5)@(10,10)@(15,15). Esta pressão axial foi aplicada sempre no nanotubo externo, resultando na diminuição do diâmetro de 95 a 85% do tamanho original. Assim, foram realizados cálculos de primeiros princípios baseados no formalismo da teoria do Funcional da Densidade (HOHENBERG; KOHN, 1964), utilizando o programa SIESTA (SOLER et al., 2002) , no qual foram adotadas bases localizadas para a descrição das funções de onda eletrônicas, bem como pseudopotenciais de Troullier-Martins. Pôde-se observar que à medida que o diâmetro dos nanotubos é reduzido há a tendência do aparecimento de um pequeno gap de energia, mas não há alteração significativa na estrutura de bandas dos nanotubos de parede única em relação àqueles que não sofreram pressão, bem como dos nanotubos de parede dupla. Estão sendo realizados

cálculos considerando uma maior redução do diâmetro dos nanotubos estudados para verificar o colapso de suas paredes.

REFERÊNCIAS CAILLIER,C. et al. An Individual Carbon Nanotube Transistor Tuned by High Pressure. Advanced Functional Materials, v. 20, p. 3330-3335, 2010.

FAGAN,S. B.; LEMOS,V. Ab initio study of double-wall carbon nanotubes under uniaxial pressure. Physica Status Solidi, v. 244, n. 1, p. 142–146, 2007.

SILVA,L. B.; FAGAN,S. B.; MOTA,R. Ab Initio Study of Deformed Carbon Nanotube Sensors for Carbon Monoxide Molecules. Nanoletters. v. 4, n. 1, p. 65-67, 2004.

HOHENBERG, P., KOHN, W. Inhomogeneous Electron Gas. Physical Review, v. 136, p. B864, 1964.

SOLER, J. M. et al. The siesta method for ab initio order-n materials simulation. Journal of Physics: Condensed Matter, v. 14, n. 11, p. 2745–2779, 2002.

EFEITO DO FULLERENO (C60) NA ACUMULAÇÃO INTRACELULAR DE BENZO[A]PIRENO EM HEPATÓCITOS DO PEIXE ZEBRA Danio rerio (CIPRINIDAE) FERREIRA, Josencler Ribas1,2; DA ROCHA, Alessandra M.1,2; LONNÉ, Noelia M.3,4; SOARES CHAVES, Isabel1.2; DE LA TORRE, Fernando R. 3,4; MONSERRAT, José M.1,2,5 Apoio: CNPq 1

Programa de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas - Fisiologia Animal Comparada; Instituto de Ciências Biológicas - Universidade Federal do Rio Grande-FURG; 3 INEDES-Dpto.Cs.Básicas,UNLu,Argentina; 4 CONICET, Argentina;,Argentina; 5 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono (CNPq), Brasil. E-mail: josenclerf@gmail.com 2

RESUMO

O crescimento vertiginoso de produtos industriais derivados de nanopartículas tem levado a uma séria preocupação quanto aos riscos ambientais e à saúde humana, uma vez que há grande carência de informação acerca dos seus mecanismos de toxicidade celular (SAVOLAINEN et al., 2010). Além disso, já foi demonstrado que nanopartículas são capazes de aumentar a entrada de outros contaminantes ambientais em células, aumentando a concentração de espécies reativas de oxigênio (ERO) (LIMBACH et al., 2007). Nanopartículas de carbono como o fulereno C60 são fabricados e empregados na indústria em toneladas por ano. Como outras nanopartículas, sua grande relação superfície/volume potencializa a reação com outras moléculas, incluindo compostos tóxicos. Além disso, sua característica apolar atribui afinidade aos lipídios de membrana, podendo permitir sua passagem para o ambiente intracelular (JOHNSTON et al., 2010). O benzo[a]pireno (BaP) é um hidrocarboneto aromático policíclico (PAH) presente nos ambientes e conhecido por induzir efeitos teratogênicos e mutagênicos (SHIMIZU et al., 2000). Devido à sua estrutura de cinco anéis benzênicos, pode ligar-se facilmente a substâncias orgânicas (incluindo nanopartículas de carbono, por exemplo). O objetivo deste trabalho foi, portanto, avaliar o efeito do C60 em termos de cinética de incorporação de BaP em células hepáticas do peixe Danio rerio (Cyprinidae) expostas concomitantemente a essas duas substâncias. Culturas de hepatócitos de D. Rerio (linhagem ZF-L) foram expostas a BaP, C60, Bap+C60 e aos seus respectivos controles (DMSO e água) em diferentes tempos de exposição (1, 2, 3 e 4 h). Após o período de exposição, foi verificada a viabilidade celular por

redução mitocondrial do MTT e quantificado o número de células por leitura de absorbância em 630nm. A acumulação intracelular de BaP foi determinada por fluorimetria em comprimentos de onda de excitação e emissão de 340 e 450nm, respectivamente. A fim de verificar a possível interferência do C60 na detecção intracelular de BaP, foi realizado um experimento prévio de 4h de exposição (concentrações: BaP: 0,01, 0,1 e 1 ug/L; C60: fixo em 1 mg/L) e foi escolhida a concentração de BaP 1 ug/L para os ensaios subsequentes de cinética de acumulação. Os resultados revelaram que o fulereno C60 demonstrou não interferir (p>0,05) nos comprimentos de onda usados para a detecção de BaP intracelular. No ensaio de cinética de incorporação de BaP, a co-exposição ao C60 causou um aumento significativo (p<0,05) na concentração intracelular de BaP em 3 e 4h de exposição em relação ao grupo controle. Somado aos resultados prévios obtidos por nosso grupo, no qual o C60 causou perda de capacidade detoxificatória de BaP via GST e possíveis prejuízos na funcionalidade mitocondrial, esse resultado revela que o potencial de uma nanopartícula de carbono presente no ambiente de aumentar a incorporação de outro contaminante pode obedecer a uma cinética desconhecida, ocasionando efeitos deletérios a médio e longo prazo com óbvias implicações ecológicas.

REFERÊNCIAS JOHNSTON, H. J., et al. The biological mechanisms and physicochemical characteristics responsible for driving fullerene toxicity. Toxicol. Sci., v. 114, p. 162-82, 2010.

LIMBACH, L . K ., et al.

Exposure of engineered nanoparticles to human lung epithelial cells:

influence of chemical composition and catalytic activity on oxidative stress. Environ. Sci. Technol., v. 41, p. 4158-4163, 2007.

OBERDÖRSTER E. et al. Ecotoxicology of carbon-based engineered nanoparticles: effect of fullerene (C60) on aquatic organisms. Carbon, v. 44, p. 1112-1120, 2006. SAVOLAINEN, K., et al. Nanotechnologies, engineered nanomaterials and occupational health and safety – A review. Saf. Sci., v. 48, p. 957-963, 2010.

SHIMIZU, Y. et al. Benzo[a]pyrene carcinogenicity is lost in mice lacking receptor. PNAS , v. 2, p. 779-782, 2000.

the aryl hydrocarbon

ESTRUTURA ATÔMICA DE NANOPARTÍCULAS DE METAIS DE TRANSIÇÃO SILVA, F. L. Juarez1; PIOTROWSKI, J. Maurício2; PIQUINI, Paulo2 1

Instituto de Física de São Carlos, USP, São Carlos, SP, Brasil Departamento de Física, Universidade Federal de Santa Maria, RS, Brasil. E-mail: dasilva_juarez@yahoo.com; 2

Resumo

Entre os 30 metais de transição (3d, 4d, 5d) existentes na tabela periódica, algums elementos tem importância vital na área de catalisis e eletroquímica (Pt, Rh, Pd, Au, Cu, Ru, Co, Cu, Ni, Fe, Au, Ir, ...), as quais fazem parte do nosso cotidiano através de um grande número de aplicações technológicas. O processo de miniaturização de componentes não ocorre somente na área de dispositivos eletrônicos como o IPOD e IPAD, mas também em catalisis e eletroquímica. Neste contexto, o estudo de clusters e nanopartículas de metais de

transição é fundametal. Um dos problemas atuais e de grande desafio é o

desenvolvimento de modelos estruturais para clusters e nanopartículas com diametro em torno de 0.5 - 2.0 nm. Neste seminário, vou revisar os nossos resultados mais recentes no estudo da estrutura atômica de clusters e nanopartículas de metais de transição usando vários métodos: primeiros princípios com base na teoria do funcional da densidade – DFT (PIOTROWSKI, PIQUINI e SILVA, 2010; SILVA et al., 2010; PIOTROWSKI et al.; PIOTROWSKI et al.); algorítmos de minimização global (algoritmo genético e

Basin-

Hopping Monte Carlo) (RONDINA et al.).

REFERÊNCIAS PIOTROWSKI, J. M.; PIQUINI, P.; SILVA, F. L. J.. Phys. Rev. B, v.81, p.155446, 2010.

SILVA, F. L. J.; KIM, G. H.; PIOTROWSKI, J. M.; PRIETO, J. M.; TREMILIOSI-FILLO, G.. Phys. Rev. B, v. 82, p. 205424, 2010.

PIOTROWSKI, J. M.; PIQUINI, P.; ODASHIMA, M. M.; SILVA, F. L. J.. J. Chem. Phys., published.

PIOTROWSKI, J. M.; PIQUINI, P.; CANDIDO, L.; SILVA, F. L. J., submetido.

RONDINA, G. G.; MURARI, J. F. J.; ALCANTARA, E.; DELBEM, B. C. Al.; SILVA, F. L. J., Em Preparação.

GRAFENO INTERAGINDO COM RESVERATROL: UM ESTUDO DE PRIMEIROS PRINCÍPIOS 1 VENDRAME, Laura2; FAGAN, Solange2 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Curso de Física Médica do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: laura.o.vendrame@gmail.com; sfagan@unifra.br; 2

RESUMO

Resveratrol ou 3,5,40-trihydroxy-trans-stilbene é uma fitoalexina natural que está presente nas uvas e em muitas outras plantas como azedas (Rumex acetosa) e jabuticabas. Recentemente, descobriu-se que este composto apresenta uma variedade de atividades biológicas (FREMONT, 2000) e, também, tem mostrado eficiência na prevenção de câncer por quimioterapia preventiva (JANG e PEZZUTO, 1999). Assim, os últimos anos têm testemunhado intensa pesquisa dedicada à atividade biológica, especialmente a atividade antioxidante deste composto (STIVALA, SAVIO e CARAFOLI, 2001), uma vez que têm sido considerados para ser associado com uma grande variedade de problemas de saúde crônicos, tais como câncer, aterosclerose, diabetes e envelhecimento (HUNGA et al., 2000). No entanto, esta molécula tem uma baixa disponibilidade e é extremamente instável. Esses fatores tornam importante sua interação com o grafeno. Devido as suas interessantes propriedades físicas e químicas, o grafeno possui aplicações tecnológicas de alta importância na atualidade. O grafeno é um sólido bidimensional composto exclusivamente por carbono, obtendo-se por esfoliação mecânica de cristais de grafite (NOVOSELOV et al., 2005). Além dos diferentes usos dessa nanoestrutura de carbono, há a associação de sua superfície com moléculas biológicas, tais como drogas, resultando em possíveis rotas para entrega de medicamentos. Considerando esses fatores, neste trabalho avaliamos as propriedades estruturais e eletrônicas resultantes da interação do resveratrol na parede do grafeno, bem como o tipo de interação estabelecida entre este e a monocamada de grafeno perfeita. Analisamos estas propriedades por meio de simulação computacional de primeiros princípios utilizando a Teoria do Funcional da Densidade. Nossos cálculos foram realizados através da utilização de uma folha simples de grafeno com 48 átomos de carbono. Constatamos que a energia de ligação entre o resveratrol e a monocamada de grafeno varia, sendo totalmente dependente do sítio reacional que aproximamos. Nas estruturas de bandas, demonstramos a pouca interação entre os sistemas, pelo fato de os níveis dos sistemas isolados aparecerem claramente nas estruturas dos sistemas interagentes, o que

evidencia a baixa energia de ligação encontrada. Encontramos uma interação fraca dos sistemas estudados até o momento, com cerca de 0,20 eV e distância de ligação entre 2,70 Å. Desta forma, este trabalho demonstrou as propriedades associadas com a interação do resveratrol adsorvida no grafeno fomentando o potencial de aplicação tecnológica deste material inovador como sensor de moléculas mais complexas. REFERÊNCIAS FREMONT ,L; Biological effects of resveratrol. Life Sci., v. 66, p. 663-673, 2000.

JANG , M; PEZZUTO ,J.M; Drugs Exp. Cancer chemopreventive activity of resveratrol. Clin. Res., v. 25, p. 65-7, 1999.

STIVALA, L.A., SAVIO, M., CARAFOLI, F., Specific structural determinants are responsible for the antioxidant activity and the cell cycle effects of resveratrol. J Biol Chem., v. 276, n. 25, p. 2258622594, 2001.

HUNGA,L. M.; CHENB, J.K; HUANGA, S. S.; LEEC L. S.; SUA M. J., Cardioprotective effect of resveratrol, a natural antioxidant derived from grapes. Cardiovasc. Res., v. 47, p. 549-555, 2000.

NOVOSELOV, K. S.; JIANG, D.; SCHEDIN , F; BOOTH, T. J.; KHOTKEVICH, V.; MOROZOV S. V. & A. K. Geim, Two-dimensional atomic crystals. PNAS, v. 102 , p. 10451-10453, 2005.

TRANSFERÊNCIA DE CONHECIMENTO PARA A SOCIEDADE: CURSO ON-LINE SOBRE NANOCIÊNCIAS. UMA ATIVIDADE COLETIVA DOS INTEGRANTES DO INCT-NANOCARBONO GERACITANO, Laura A.1,2; NOVO, Magda S.1,2; MONSERRAT, José M.1,2,3 Apoio: CNPq 1

Pós-graduação em Educação em Ciências- Química da Vida da Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Rio Grande, RS, Brasil 2 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono (CNPq), Brasil. 3 Instituto de Biologia da Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Rio Grande, RS, Brasil. E-mail: laurageracitano@gmail.com; magda@vetorial.net; josemmonserrat@gmail.com

RESUMO

O Fórum de Pró-Reitores de Extensão reunido em Brasilia no ano 2009 define Extensão como “um processo educativo, cultural e científico que articula o Ensino e a Pesquisa de forma indissociável e viabiliza a relação transformadora entre Universidade e Sociedade”. Assim o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) de Nanomateriais de Carbono do CNPq tem entre seus objetivos a transferência do conhecimento gerado para a Sociedade, isto se constituiu num verdadeiro desafio, pois o instituto está conformado por pesquisadores de diferentes áreas do conhecimento (física, química, biologia, medicina, entre outras) de 21 instituições em 8 estados do Brasil. Por este motivo, foi a escolhida a modalidade de educação a distancia através da Plataforma Moodle como meio para desenvolver o curso de extensão do instituto de maneira que o ensino pode ser distribuído amplamente de modo rápido e econômico (PRETTO e PICANÇO, 2005). De esta maneira, pode se integrar o conhecimento produzido pelos pesquisadores do INCT em um curso de extensão universitária dirigido a professores do ensino fundamental e médio, como assim também a alunos de cursos de licenciatura de todo o Brasil. Os alunos matriculados no curso poderão atualizar os seus conhecimentos em uma área na que a humanidade testemunha, atualmente, um crescimento tecnológico de proporções históricas, comparável em importância à Revolução Industrial. Objetivos: (1) Fornecer aos profissionais de educação a possibilidade de atualizar e/ou aperfeiçoar o conhecimento sobre Nanociências, Nanotecnologia e Nanotoxicologia. (2) Oferecer um ensino de alta qualidade com aulas e conteúdos produzido pelos pesquisadores e professores do ensino superior. Estes professores são integrantes do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). (3) Oferecer um curso de 40 horas on-line para facilitar o acesso ao curso por profissionais

atuantes na área da Educação de diversos estados do Brasil. Metodologia e Avaliação: O curso será oferecido na modalidade da Universidade a Distancia através da Plataforma Moodle sediado na SEAD-FURG. O curso consta de 10 aulas de 4 horas cada uma, abordando diferentes temas das Nanociências. Os professores responsáveis ministrarão e disponibilizarão o material teórico correspondente a cada aula na Plataforma Moodle e sollicitarão uma atividade aos alunos de pesquisa e aplicabilidade do tema proposto. As atividades realizadas pelos alunos serão avaliadas pelo professor responsável pela área escolhida que avaliará a possibilidade de aplicação da mesma em sala-de-aula. Conteúdo Programático: (1) Introdução à nanociências; (2) Nanomateriais; (3) Nanotecnologia; (4) Medicina e nanociências; (4) Farmacêutica e nanociências; (5) Nanoprodutos e nanoconsumidores; (7) Nanotoxicologia; (8) Legislação e nanotecnologia; (9) Nanofuturo. A primeira edição do curso será iniciada o 9 de Maio de 2011, conta com 112 inscritos de diversos estados do Brasil como ser Rio Grande do Sul, Minas Gerais, Paraná, Goiás, Rio de Janeiro, Santa Catarina, São Paulo, entre outros.

REFERÊNCIAS PRETTO, N. L. e PICANÇO, A. A. Reflexoes sobre EAD: concepções de educação. Em: Educação a Distância no contexto brasileiro: algumas experiências da UFBA/ coordenadoras, Bohumila Araújo e Katia Siqueira de Freitas; autores, André Lemos [et al.]. - Salvador: ISP/UFBA, 2005.

FILTRO SOLAR e NANOTECNOLOGIA 1 CORDENONSI, L. M.2; FROSI, M2; CASSANTA, R. M2; UMANN, L2; ALVES, M.2 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Curso de Farmácia do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: leticiacordenonsi@hotmail.com 2

Resumo

O sol é um fator essencial para a vida, podendo ser benéfico para nossa saúde, mas a exposição exacerbada e sem proteção pode trazer consequências maléficas para a saúde. No entanto, existem diversas maneiras de se evitar o contato com a radiação nociva emitida pelo sol, dentre elas podemos citar os filtros solares (FLOR, 2007). Este trabalho tem como objetivo realizar uma revisão bibliográfica de caráter descrito, obtidos através de dissertações, teses e artigos científicos em banco de dados como Pubmed e medline. A pesquisa concentrou-se em publicações de filtros solares bem como em novas nanotecnologias neles empregados. Existem duas classes de filtros solares: filtros físicos (agentes inorgânicos) que refletem a radiação atuando como uma barreira física (exemplo: dióxido de titânio e óxido de zinco), e filtros químicos (agentes orgânicos), que possuem como característica a absorção de um ou mais comprimentos de onda específicos (TOFETTI, 2006). Atualmente 17 produtos ativos usados como filtro solar são aprovados pela FDA (Food and Drug Administration) (SCHLUMPT, 2004). O filtro solar químico mais amplamente empregado em formulações cosméticas é a benzofenona-3 (BZ3), que absorve a radiação UVA bem como a UVB (SIQUEIRA, 2008). Entretanto estudos realizados com a BZ3 demonstram que houve penetração cutânea, sendo a mesma detectada na urina e também apresentando atividade estrogênica (JANJUA et al., 2004) (SCHLUMPT, 2004). A fim de minimizar os efeitos adversos causados pelo uso prolongado de filtros solares, a nanotecnologia manipula matérias, como a BZ3, em nanômetros para criar estruturas com uma organização molecular diferenciada (PINA, 2006). Um exemplo disso é o SUNSPHERES produzido pela Rohm and Haas, que é constituído de água com polímeros de estireno. Este polímero não absorve luz ultravioleta e aumentando de 50% a 70% o fator de proteção solar (SAMBANDAN, 2011). Conforme relata Siqueira (2011), onde foi avaliado o efeito do revestimento de nanocápsulas poliméricas catiônicas em formulações de protetor solar com benzofenona-3

sobre a penetração cutânea. Os resultados demonstraram que uma maior quantidade de benzofenona-3 manteve-se na superfície da cutânea. Óxido de Zinco (ZnO) e nanopartículas de dióxido de titânio (20 a 30 nm) são amplamente utilizados como produtos de uso tópicos, tais como protetores solares. Foi realizado um estudo para determinar o nível de penetração das nanopartículas nas camadas sub-dérmicas da pele. O resultado geral foi que, nos seres humanos in vivo, as nanopartículas de ZnO foram encontradas no estrato córneo e acumuladas em dobras da pele e / ou folículos das raízes do cabelo (ZVYAGIN, 2008). Marcato e colaboradores (2011) realizaram estudos com a preparação e caracterização de nanopartículas lipídicas sólidas e poliméricas carregadas com benzofenona-3 (BZ3). A BZ3 foi encapsulada em epsilon-caprolactona (PCL) e em nanopartículas lipídicas sólidas (NLS). O fator de proteção solar aumentou quando a BZ3 foi encapsulada em ambas estruturas. Entretanto, a BZ3 encapsulada com PCL teve a permeação cutânea diminuída comparada com a encapsulada com NLS. Além disso, BZ3 encapsulado em NLS não apresentaram efeitos citotóxicos ou fototoxicidade em queratinócitos humanos. Isso demonstra o interesse dessas nanoestruturas para a proteção solar.

REFERÊNCIAS FLOR, J et al. Protetores Solares. Química Nova, v. 30, n. 1, p. 153-158, 2007.

JANJUA, N. R et al. The journal of Investigative Dermatology, v. 123, p. 57, 2004.

MARCATO, P. D. et al. Nanostructured polymer and lipid carriers for sunscreen. Biological effects and skin permeation. Skin Pharmacol Physiol, J Nanosci Nanotechnol, v. 11, n. 3, p. 1880-6, 2011.

PINA, K. V. Nanotecnologia e nanobiotecnologia: Estado da arte, perspectivas de inovação e investimentos. Revista Gestão Industrial, v. 02, n. 02, p. 115-125, 2006.

SAMBANDAN, B. A; RATNER, M. D. Sunscreens: An overview and update. J Am Acad Dermatol, v. 64, p. 748-58, 2011.

SCHLUMPT, M. Endocrine activity and developmental toxicity of cosmect UV filters – na update. Toxicology. v. 205, p. 113-122, 2004.

SIQUEIRA, N. M. Innovative sunscreen formulation based on benzophenone-3-loaded chitosancoated polymeric nanocapsules. Skin Pharmacol Physiol. v. 24, n. 3, p. 166-74, 2011.

TOFETTI, M. H. F. C.; OLIVEIRA, V. R. A importância do uso do filtro solar na prevenção do fotoenvelhecimento e do câncer de pele. Revista Científica da Universidade de Franca, v. 6, n. 1, 2006.

ZVYAGIN A. V et al. Imaging of zinc oxide nanoparticle penetration in human skin in vitro and in vivo. J Biomed Opt, v. 13, n. 6, 2008.

ANÁLISE DO CRESCIMENTO DE COLÔNIAS BACTERIANAS ISOLADAS DO MUCO DO POLIQUETO ESTUARINO Laeonereis acuta (POLYCHAETA, NEREIDIDAE) SOB O EFEITO DOS NANOMATERIAIS FULERENO (C60) E NANOPRATA CORDEIRO, Lucas1,2; MARQUES, Bianca1,2 ; MONSERRAT, José1,2,3 Apoio: CNPq 1

Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Instituto de Ciências Biológicas, Campus Carreiros, Av. Itália km 8 s/n, Rio Grande, RS, Brasil 2 Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Animal Comparada - Fundação Universidade Federal do Rio Grande-FURG, Rio Grande, RS, Brasil 3 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono (CNPq), Brasil. E-mail: cordeirolf.bio@gmail.com

RESUMO

Os nanomateriais são um grupo de substâncias com características físico-químicas muito peculiares, tendo assim atraído cada vez mais a atenção de pesquisadores principalmente por suas aplicações crescentes nas diversas indústrias. Como seu uso tende apenas a aumentar, existe a necessidade de se identificarem o quanto antes suas propriedades toxicológicas no caso de contato dos mesmos com o ambiente natural. Este trabalho analisou o crescimento, no escuro, de 6 colônias isoladas de bactérias presentes no muco do poliqueto estuarino Laeonereis acuta após exposição a dois tipos de nanopartículas, fulereno (C60) e nanoprata (suspensão coloidal), aplicados em forma isolada ou conjunta. Nos tratamentos realizados com C60 ou nanoprata, as concentrações analisadas foram 0,01 mg/L; 0,1 mg/L e 1 mg/L. Na aplicação conjunta dos dois nanomateriais, as concentrações de nanoprata foram as mesmas indicadas acima, enquanto que a concentração de C60 foi fixada em 1 mg/L. O teste consistiu primeiramente de uma exposição de 24 h em caldo nutritivo sob agitação constante. A densidade bacteriana utilizada nos ensaios foi fixada numa absorbância de 0,1, lida num comprimento de onda de 540 nm. Após esse tempo, as soluções de exposição foram colocadas sobre agar em placas de Petri e assim permaneceram por mais 24 h. Finalmente, o material bacteriano na superfície das placas de petri foi retirado com alça de platina e pesado para averiguar assim o efeito dos tratamentos nas colônias. Os dados foram analisados utilizando análise da variância de uma via, com comparações a posteriori através do método de Newmann-Keuls. Os tratamentos de nanoprata 0,1 mg/L e 0,01 mg/L e de ambos os compostos aplicada juntos nas concentrações de 0,1 mg/L e 0,01 mg/L apresentaram crescimento significativamente menor

(p<0,05) que o controle. No entanto, a exposição ao C60 não alterou significativamente o crescimento (p>0,05). Conclui-se a existência de diferenças marcadas no efeito bacteriostático induzido por um nanomaterial metálico (prata) quando comparado com um nanomaterial orgânico (fulereno). Ainda, a co-exposição de ambos compostos não alterou o efeito induzido pela nanoprata.

REFERÊNCIAS COLVIN, V.K. The Potential Environmental Impact of Engineered Nanomaterials. Nature Biotechnol., v. 21, p. 1166-1170, 2003.

JOHANSEN A. et al. Effects of C60 Fullerene Nanoparticles on Soil Bacteria and Protozoans. Environ. Toxicol. and Chem., v. 27, n. 09, p. 1895-1903, 2008.

NEL, A. et al. Toxic Potential of Materials at the Nanolevel. Science, v. 311, p. 622-627, 2006.

OBERDÖRSTER,G. et al. Nanotoxicology: An Emerging Discipline Evolving From Studies of Ultrafine Particles. Environmental Health Perspectives, v. 113, p. 823-83, 2005.

AVALIAÇÃO IN VITRO DO POTENCIAL ANTIMICROBIANO DA CLOREXIDINA LIVRE E EM NANOPARTÍCULAS ASSOCIADO AO HIDRÓXIDO DE CÁLCIO FRENTE A ENTEROCOCCUS FAECALIS E CANDIDA ALBICANS 1 ANDRIGHETO, Madjer Augusto Pinto2; VITALIS, Graciela Schneider3; SANTOS, Roberto Christ Vianna3; RAFFIN, Renata3 1

RESUMO

A periodontite apical é uma patologia infecciosa causada por microorganismos que colonizam o sistema de canais radiculares dentários. O tratamento resulta na eliminação ou redução da população microbiana dentro do canal radicular a níveis que são compatíveis com a cicatrização dos tecidos periradiculares (SIQUEIRA e ROÇÂS, 2008). A anatomia do canal radicular é complexa, contendo ramificações e irregularidades morfológicas, proporcionando um ambiente favorável para a colonização de micro-organismos (LEE et al., 2008; MILLER e BAUMGARTNER, 2010). A desinfecção do sistema de canal radicular é essencial para o sucesso do tratamento endodôntico, necessitando do uso de medicação intracanal para auxiliar na completa eliminação de micro-organismos (KRITHIKADATTA et al., 2007). Para este estudo serao utilizadas cepas dos micro-organismos Candida albicans (ATCC 90028) e Enterococcus faecalis (ATCC 29212). Cada cepa microbiana será avaliada contra as seguintes formulações: digluconato de clorexidina 0,5%, nanopartícula lipídica sólida contendo clorexidina 0,5%, pasta de hidróxido de cálcio, pasta de hidróxido de cálcio associado a digluconato de clorexidina 0,5%, pasta de hidróxido de cálcio associada a nanopartícula lipídica sólida contendo clorexidina 0,5%. As cepas de Candida albicans e Enterococcus faecalis serao repicadas em caldo BHI (Brain Heart Infusion) e incubadas a 37° C por 24 horas. Após, semeadas em ágar BHI e incubadas na estufa por mais 24 horas a 37° C. As suspensões do inóculo com os microorganismos serão preparadas em solução fisiológica estéril até se obter turvação de 0,5 na escala Mac Farland, equivalente a 1,5x108 UFC/mL. Em cada placa de petri, serão aplicados 15 mL de ágar Miller-Hinton (MHA) para formar uma camada base. Depois de solidificado, serão acrescentados 5 mL de meio MHA para formar a camada de superfície, contendo o

inóculo do microorganismo numa proporção de 50 mL de meio MHA para 1 mL de suspensão de inóculo, na temperatura ideal de 45 °C. Serão colocados 6 cilindros de aço inoxidável estéreis por placa no meio após a solidificação e adicionados 100 µL de cada formulação nas diferentes concentrações em cada cilindro, formando um ensaio 3 x 3, realizado em triplicata (FARMACOPÉIA BRASILEIRA, 1988). As placas serão incubadas a 37º C e os diâmetros dos halos de inibição serão medidos em milímetros nos tempos de 24 e 48 horas e sua potência calculada para obtenção dos resultados.

REFERÊNCIAS FARMACOPÉIA BRASILEIRA. 4ª ed., v.1. São Paulo: Editor Ateneu, 1988.

KRITHIKADATTA, J.; INDIRA, R.; DOROTHYKALYANI, A.L. Disinfection of dentinal tubules with 2% chlorhexidine, 2% metronidazole, bioactive glass when compared with calcium hydroxide as intracanal medicaments. Journal of Endodontics, v. 33, n. 12, p. 1473-1476, 2007.

LEE, Y; HAN,S.H.; HONG, S.; LEE, J.; JI, H.; KUM, K. Antimicrobial efficacy of a polymeric chlorhexidine release device using in vitro model of Enterococcus faecalis dentinal tubule infection. Journal of Endodontics, v. 34, n. 7, p. 855-858, 2008.

MILLER, T.A.; BAUMGARTNER, J.C. Comparison of the antimicrobial efficacy of irrigation using the endovac to endodontic needle delivery. Journal of Endodontics, v. 36, n. 3, p. 509–511, 2010.

SIQUEIRA JR, J.F.; RÔÇAS, I.N. Clinical implications and microbiology of bacterial persistence after treatment procedures. Journal of Endodontics, v. 34, n. 11, p. 1291-1301, 2008.

UTILIZAÇÃO DO ANTIOXIDANTE ÁCIDO LIPÓICO NANOENCAPSULADO PARA A MODULAÇÃO DO SISTEMA ANTIOXIDANTE E DE DETOXIFICAÇÃO DA CARPA CYPRINUS CARPIO (CYPRINIDAE) LONGARAY-GARCIA, Márcia1,2; ARTIGAS, Juliana1; KÜLKAMP, Irene Clemes3; GUTERRES, Sílvia Stanisçuaski3; MONSERRAT, José1,2,4 Apoio: CNPq 1

Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Instituto de Ciências Biológicas, Campus Carreiros, Av. Itália km 8 s/n, Rio Grande, RS, Brasil. 2 Programa de Pós Graduação em Fisiologia Animal Comparada – Fisiologia Animal Comparada, FURG 3 Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil, 4 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono (CNPq), Brasil. E-mail: longaraygarcia@gmail.com

RESUMO

O ácido lipóico (AL) é uma molécula lipo e hidro solúvel, com capacidade de atravessar membranas celulares (MUTHUSWAMY et al., 2006). Ele possui propriedades antioxidantes, auxiliando na eliminação de espécies reativas de oxigênio (ERO), induzindo a expressão de genes importantes nas defesas antioxidantes, quelando metais e interagindo com outros antioxidantes (PACKER et al., 1995). Trabalhos prévios demonstraram que nanocápsulas poliméricas de ácido lipóico favoreceram a proteção deste antioxidante, aumentando sua estabilidade físico-química em comparação com formulações contendo ácido lipóico livre (KÜLKAMP et al., 2009). O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar o efeito do AL livre e de sua forma nanoencapsulada, sobre enzimas antioxidantes (atividade da glutamato-cisteína ligase (GCL) e da glutationa-s-transferase (GST)) bem como a concentração de glutationa (GSH) em diferentes órgãos (cérebro, fígado e músculo). Para isso o peixe Cyprinus carpio (Cyprinidae) foi exposto a uma dose de 40 mg/Kg às diferentes formas de AL (livre e nanoencapsulada) por injeção intraperitoneal por diferentes tempos de exposição (48 e 96 horas). Os resultados mostraram que, na maioria das análises, com exceção da GCL no fígado onde os tratamentos se diferenciaram do grupo controle da forma livre, a exposição a 48 horas não se mostrou significativa (p<0,05) quanto a indução das defesas antioxidantes em nenhuma das formas de AL utilizadas. Já em 96 horas de exposição pode-se observar que em todas as análises feitas houve um aumento das defesas antioxidantes em algum dos órgãos testados. Na dosagem da GST verificou-se no cérebro que o controle de nanocápsulas apresentou menor atividade em relação ao restante dos tratamentos (p<0,05), e no músculo o ácido lipóico nanoencapsulado teve esse mesmo comportamento. Quanto à atividade da GCL, observou-se no cérebro uma menor atividade

da forma livre do AL, quando comparada com os demais tratamentos. Quando analisada a concentração de GSH, obtivemos como resultado um aumento na concentração do AL na forma nanoencapsulada em fígado. Esses resultados indicam que a forma nanoencapsulada pode apresentar uma relação tempo dependente, tendo maior eficácia quanto maior o tempo de exposição.

REFERÊNCIAS KÜLKAMP, I.C., PAESE, K., et al. Estabilização do ácido lipóico via encapsulação em nanocápsulas poliméricas planejadas para aplicação cutânea. Quim. Nova, v. 32, p. 2078-2084, 2009.

MUTHUSWAMY, A. D., VEDAGIRI, K., et al. Oxidative stress-mediated macromolecular damage and dwindle in antioxidant status in aged rat brain regions: role of L-carnitine and DL-α-lipoic acid. Clin. Chim. Acta, v. 368, p. 84-92, 2006.

PACKER, L., WILTF, E.H., TRITSCHLER, H.J. Alpha-lipoic acid as a biological antioxidant. Free Rad. Biol. Med., v. 19, p. 227-250, 1995.

TiCl3 E TiCl4 INTERAGINDO COM GRAFENO: SIMULAÇÃO DE PRIMEIROS PRINCÍPIOS1 SANTOS P. A, Marcos2,3; ZANELLA, Ivana3; Fagan B., Solange3 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Curso de pós-graduação em Física Brasília (UnB), Brasília, DF, Brasil 3 Curso de pós-graduação em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: marcosandre@unb.br; 2

RESUMO

O grafeno é formado por uma única camada de grafite (ou poucas camadas) e foi recentemente obtido experimentalmente de forma estável como uma forma bidimensional de carbono, o qual exibe alta qualidade cristalina e transporte elétrico balístico em baixas temperaturas (NOVOSELOV et al., 2005). O grafeno tem vantagem de funcionar melhor quanto menor o tamanho da estrutura. Comporta-se como um metal, conduzindo eletricidade sem perdas devido ao efeito Joule, permanece um metal mesmo na ausência de portadores de carga, os elétrons, um condutor balístico. O grafeno, de camada simples ou dupla, apresenta espectros simples, sendo considerado um semicondutor ou semi-metal, apresentando o efeito Hall quântico, indicando a alta qualidade eletrônica. Os portadores de carga do grafeno imitam partículas relativísticas. A molécula de TiCl4 tem o comportamento de um acido de Lewis, receptor de cargas, sendo utilizado na obtenção de outros materiais (MEYER et al., 2007; NOVOSELOV et al., 2007). Neste trabalho será descrito o estudo da interação das moléculas TiCl4 e TiCl3 com adsorção em uma e duas mono camadas de grafeno, e também os resultados obtidos. Cálculos de primeiros princípios foram executados, fazendo uso da teoria do funcional da densidade, utilizando o código SIESTA (SOLER et al., 2002) que realiza as equações de Kohn-Sham (KS) de forma auto-consistente usando orbitais numéricos como bases. Em todos os cálculos foram utilizadas bases do tipo double-ζ mais a função de polarização. Os cálculos foram realizados com um parâmetro de convergência, de que as forças sobre cada átomo fossem menores que 0,05 eV/Å. A transferência de carga, do grafeno para o TiCl4 é pequena, em todas as configurações, sendo responsável pelo abaixamento do nível de Fermi, comportando-se como um ácido de Lewis. No caso do TiCl3 o sistema resultante possui polarização de spin, a molécula comporta-se como base de Lewis, havendo transferência de carga, deixando de ter geometria planar (no caso da aproximação via hexágono).

A adsorção da molécula de TiCl4 causa distorções na folha de grafeno com uma pequena mudança nos estados eletrônicos do grafeno, visto na abertura de um gap de energia. A molécula TiCl3 apresenta o sítio sob o centro do hexágono de carbono como o mais provável, tendo a maior energia de ligação, transferência de carga muito maior que para os outros sítios. Entretanto, nessa configuração, o momento magnético da estrutura TiCl3 com grafeno é a metade comparada com as outras estruturas estudadas.

REFERÊNCIAS NOVOSELOV, K. S. et al. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in grapheme. Nature, v. 438, p. 197, 2005.

NOVOSELOV, K. S. et al. Detection of individual gas molecules adsorbed on grapheme. Nat. Mater., v. 6, p. 652, 2007.

MEYER J.C., et al. The structure of suspended graphene sheets. Nature, v. 446, p. 60-63, 2007.

SOLER, J. M. et al. The siesta method for ab initio order-n materials simulation. J. Phys.-Condes. Matter, v. 14, n. 11, p. 2745-2779, 2002.

INTERAÇÃO DE NANOTUBOS DE CARBONO COM O AMINOÁCIDO VALINA1 TONEL, Mariana Zancan2; SILVA, Ivana Zanella da3; FAGAN, Solange Binotto3 1

Trabalho de Pesquisa - FAPERGS Curso de Física Médica do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: marianaztonel@gmail.com; ivanazanella@gmail.com; solange.fagan@gmail.com 2

RESUMO

Os nanotubos de carbono (NTC) despertam grande interesse da comunidade científica devido as suas características peculiares, são considerados os materiais mais fortes, resistentes e flexíveis a tensões. Podem ter diversas aplicações em várias áreas da ciência que vão desde a física, química, ciências dos materiais, biologia e indústria farmacêutica (TERRONES et al., 2010). Da mesma forma, a valina é um aminoácido essencial e elemento fundamental de diversas proteínas. Os NTCs têm dimensões similares às moléculas biológicas, sendo importantes para o desenvolvimento de nanomateriais para aplicações na área biomédica (SHUN-RONG, LIU e ZHANG, 2010). Entretanto, os NTC apresentam grande hidrofobicidade, o que constitui uma barreira importante no desenvolvimento de aplicações biológicas. Uma das alternativas quanto à hidrofobicidade dos nanotubos constitui-se na funcionalização de sua superfície através de compostos orgânicos (SOUZA e FAGAN, 2007). Portanto, neste trabalho foi analisado a interação de NTCs puros e funcionalizados com a valina, por meio de simulação computacional ab initio implementada no programa SIESTA (SOLER et al., 2002) e, de forma complementar, por potenciais empíricos, via código GROMACS (SPOEL et al., 2010). Os resultados dos cálculos ab initio mostraram uma maior interação do NTC carboxilado com a valina quando comparado com os nanotubos puros. Os resultados mostram que a interação dos nanotubos de carbono puros com a valina tem energia de ligação na ordem de 0,55 eV e não ocorre mudanças significativas nas propriedades eletrônicas próximas ao nível de Fermi. Por outro lado, a valina adsorvida sobre o NTC carboxilado tem a energia de ligação, da ordem de 0,85 eV e ocorre alterações em torno da região do nível de Fermi com a presença de um nível semipreenchido. Já pelo método empírico observou-se uma maior aproximação entre a valina e o NTC no vácuo, quando comparado com o sistema imerso em água.

REFERÊNCIAS SHUN-RONG J.; LIU, C.; ZHANG, B. et al. Carbon nanotubes in cancer diagnosis and therapy. Biochimica et Biophysica Acta, v. 1806 p. 29-35, 2010.

SOLER, J. M. et al. The SIESTA method for ab-initio order-N materials simulation. J. Phys.: Condens Matter, v. 14, n. 11, p. 2745-2779, 2002.

SOUZA, A. G. F.; FAGAN, S. B. Funcionalização de nanotubos de carbono. Química Nova, v. 30, n.7 p. 1695-1703, 2007.

SPOEL, D. et al. GROMACS Groningen Machine for Chemical Simulations User Manual. Version 4.5. Nijenborgh 4, 9747 AG Groningen, The Netherlands. www.gromacs.org, 2010.

TERRONES M. et al. Graphene and graphite nanoribbons: Morphology, properties, synthesis, defects and applications. Nano Today, v. 5, p. 351-372, 2010.

ESTUDO COMPUTACIONAL DA INTERAÇÃO ENTRE ÁGUA E NANOTUBOS DE CARBONO1 KÖHLER, Mateus H.2; SILVA, Leandro B. da2 1

Trabalho de Pesquisa - UFSM Curso de Física da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: mateusufsm@gmail.com; 2

RESUMO

O estudo do comportamento dinâmico da água em nanotubos de carbono tem despertado a atenção de diversos grupos de pesquisa em todo mundo. Considerando-se que os nanotubos de carbono são estruturas de comportamento altamente hidrofóbico, esta classe de materiais apresenta, entretanto, propriedades bastante peculiares no que diz respeito à sua capacidade de transportar água: quando apresentam extremidades abertas, seu interior pode armazenar fluídos e se comportar como canais bastante eficientes para transporte rápido destes (JOSEPH, 2007; MANIWA, 2004; BEREZHKOVSKII, 2002; HUMMER, 2001). Além disso, em estudos anteriores foi demonstrado que água confinada em NC apresenta comportamento diferente daquele em seu estado “bulk”, em virtude das novas configurações de suas ligações de hidrogênio e das interações desta com as paredes dos nanotubos (FALK, 2010; MASHL, 2003; WERDER, 2003; HUMMER, 2001). Estas diferenças de comportamento revelam uma física bastante rica, com uma vasta gama de possíveis de aplicações. Neste ínterim, podemos citar aplicações em sistemas para rejeição de sais, visando dessalinização e purificação da água (JIA, 2010; GOLDSMITH, 2009); transporte rápido de fluido e íons, com aplicações em farmácia e medicina; modelagem de biomembranas e similares. Considerando-se a necessidade de uma adequada descrição do comportamento físico da água em nanotubos de carbono, apresentamos neste trabalho uma investigação da interação da água com nanotubos de carbono. Usando cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo do funcional da densidade (DFT), conforme implementado no programa SIESTA (SOLER, 2002), investigamos as propriedades energéticas e eletrônicas na interação entre moléculas de água e nanotubos de carbono.

REFERÊNCIAS BEREZHKOVSKII, A. e HUMMER, G. Single-file transport of water molecules through a carbon

nanotube. Phys. Rev. Lett., v. 89, n. 6, p. 064503-064506, abr 2002.

FALK, K. et al. Molecular origin of fast water transport in carbon nanotube membranes: superlubricity versus curvature dependent friction. NanoLetters, v. 10, p. 4067-4073, set 2010.

GOLDSMITH, J. E MARTENS, C. C. Molecular dynamics simulation of salt rejection in model surfacemodified nanopores. J. Phys. Chem. Lett., v. 1, p. 528-535, dez 2009.

HUMMER, G; RASAIAH, J. C. e NOWORYTA, J. P. Water conduction through the hydrophobic channel of a carbonnanotube. Nature, v. 414, p. 188-190, nov 2001.

JIA, Y.-X. et al. Carbon nanotube: possible candidate for forward osmosis. Sep. and Pur. Tech., v. 75,, p. 55-60, jul 2010.

JOSEPH, S. e ALURU, N. R. Why are carbon nanotubes fast transporters of water? NanoLetters, v. 8, n. 2, p. 452-458, dez 2007.

MANIWA, Y. et al. Ordered water inside carbon nanotubes: formation of pentagonal to octagonal icenanotubes. Chem. Phys. Lett., v. 401, n. p. 534-538, dez 2004.

MASHL, R. J. et. al. Anomalously immobilized water: A new water phase induced by confinement in nanotubes. NanoLetters, v. 3, n. 5, p. 589-592, abr 2003.

SOLER, J. M. et al. The SIESTA method for ab-initio order-N materials simulation. J. Phys.: Condens. Matter, v. 14, n. 11, p. 2745-2779, mar 2002.

WERDER, T. et al. On the water-carbon interactions for use in molecular dynamics simulations of graphite and carbon nanotubes. J. Phys. Chem B, v. 107, p. 1345-1352, jan 2003.

AVALIAÇÃO IN VITRO DA VIABILIDADE DE ENTEROCOCCUS FAECALIS E CANDIDA ALBICANS NOS TÚBULOS DENTINÁRIOS APÓS A UTILIZAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE CLOREXIDINA 1 TREVIZANI, Micheline Ferreira2; VITALIS, Graciela Schneider3; SANTOS, Roberto Christ Vianna3; RAFFIN, Renata3 1

RESUMO

A infecção pulpar pode resultar na colonização microbiana de todo sistema de canais radiculares incluindo os túbulos dentinários. Estes microorganismos e seus produtos tóxicos são responsáveis pelo desenvolvimento e persistência da periodontite apical de origem endodôntica (COHEN e BURNS, 1998). Como altenativa de medicação intracanal, a clorexidina apresenta substantividade, efeito residual, baixa citotoxicidade em concentrações iguais ou menores que 0,25%, e amplo espectro de ação antimicrobiana, mas de fundamental importância sobre a espécie Gram positiva Enterococcus faecalis e ao fungo Candida albicans (BASRANI et al., 2002, SOARES et al. 2007; PAQUETTE et al., 2007; WALTIMO et al., 1999) devido à relação destes microrganismos com o insucesso endodôntico por persistirem ao protocolo químicomecânico convencional de desinfecção do canal radicular. O objetivo este estudo será avaliar a viabilidade de E. faecalis e C. albicans nos túbulos dentinários de dente bovino após a aplicação de clorixidina 0,5%, nanopartículas de clorexidina 0,5% e soro fisiológico através da análise por cultura microbiológica. Para tanto, 48 dentes bovinos serão padronizados e autoclavados para posteriormente serem divididos em 2 grupos (n=24) para contaminação com E. faecalis e C. albicans por 21 dias. Após, serão divididos em 6 grupos (n=8) para aplicação das substâncias antimicrobianas nos canais radiculares e posterior incubação em estufa por 14 dias. Amostras da dentina radicular na extensao de 0 – 100 µm e de 100 – 200 µm serão coletadas e submetidas à cultura microbiológica através do plaquetamento em meios de cultura. Após 48 horas de incubação será feita a avaliação das UFC. Os resultados serão analisados e os grupos comparados.

REFERÊNCIAS BASRANI, B. R.; SANTOS, J. M.; TJADERHANE, L.; GRAD, H.; GORDUYSUS, O.; HUANG, J.; LAWRENCE, H. P.; FRIEDMAN, S. Substantive antimicrobial activity in chlorhexidine-treated human root dentin. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology and Endodontics, v.94, p.240-245, 2002.

COHEN, S.; BURNS, R. C. Caminhos da polpa. Ed. Guanabara Koogan S.A., Rio de Janeiro, 7

edição,1998.

PAQUETTE, L.; LEGNER, M.; FILLERY, E. D.; FRIEDMAN, S. Antibacterial efficacy of chlorhexidine gluconate intracanal medication in vivo. Journal of Endodontics, v.33, n.7, p.788-795, 2007.

SOARES, J. A.; LEONARDO, M. R.; TANOMARU FILHO, M.; SILVA, L. A. B.; ITO, I. Y. Residual antibacterial activity of chlorhexidine digluconate and camphorated p-monochlorophenol in calcium hydroxide-based root canal dressings. Brazilian Dental Journal, v.18, n.1, 2007.

WALTIMO, T. M. T.; ORSTAVIK, D.; SIRÉN, E. K.; HAAPASALO, M. P. P. In vitro susceptibility of Candida albicans to four disinfectants and their combinations. International Endodontic Journal, v.32, p.421-429, 1999.

DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE NANOCÁPSULAS POLIMÉRICAS CONTENDO DESONIDA PARA TRATAMENTO DA PSORÍASE 1 ANTONOW, Michelli B. 2; RAFFIN, Renata P.2; LORENZONI, Ricardo2; ROGGIA, Isabel2. Bolsa PROSUP/CAPES 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: mbantonow@gmail.com; reraffin@gmail.com; lorenzonirs@gmail.com; isa_roggia@yahoo.com.br. 2

RESUMO

A psoríase é uma doença inflamatória crônica de pele (WOJAS-PELC e MARCINKIEWICZ, 2007). A apresentação usual da psoríase é uma lesão bastante delimitada com presença de escamas esbranquiçadas na superfície, sob as quais existem eritemas (RODRIGUES e TEIXIERA, 2009). As terapias tópicas são a primeira linha de tratamento para psoríase, sendo que várias potências estão disponíveis. Como exemplo, a desonida é corticóide de potência leve (AFIFI et al., 2005). Por outro lado, apresentam uma série de efeitos adversos, como curta duração, resistência, efeito rebote, efeitos sistêmicos nas glândulas suprarrenais e atrofia da pele (CASANOVA et al., 2009). Nos últimos anos, as nanopartículas têm sido uma área de intensa pesquisa devido à possibilidade de utilização como carreadores de fármacos para sítios de ação específicos (SCHAFFAZICK et al., 2003). As nanopartículas poliméricas foram descritas na literatura a fim de diminuir os efeitos colaterais e a absorção sistêmica de corticosteróides (FONTANA et al., 2009). Desta forma, esse trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar suspensões de nanocápsulas contendo desonida. No presente trabalho, a obtenção das nanocápsulas foi realizada pelo método de deposição interfacial de polímero pré formado (FESSI et al., 1988) e a caracterização das suspensões foi realizada em triplicada através da avaliação do pH, taxa de associação, distribuição do diâmetro de partícula, índice de polidispersão e potencial zeta. O conteúdo de desonida foi determinado por CLAE (254 nm), com fase móvel constituída por acetato de sódio:metanol (40:60) e ajuste do pH (4,0) com ácido acético. A desonida livre foi determinado após separação das suspensões pela técnica de ultrafiltração-centrifugação. As suspensões apresentaram pH em torno de 5,3 (± 0,03), a distribuição do tamanho das

partículas ficou em torno de 232 nm (± 4), o índice de polidispersão foi de 0,19 (± 0,02) e o potencial zeta foi negativo (-26,7 mV ±2,1). A taxa de associação foi de 97%. De acordo com os resultados obtidos neste estudo, pode-se concluir que o desenvolvimento de nanocápsulas poliméricas contendo desonida como ativo demonstrou um resultado satisfatório, viabilizando o desenvolvimento científico e tecnológico destes sistemas.

REFERÊNCIAS AFIFI, T.; GANNES, G. D.; HUANG, C.; ZHOU, Y. Topical therapies for psoriasis Evidence-based review. Canadian Family Physician • Le Médecin de famille canadien, v. 51, p. 519-525, 2005.

CASANOVA, J.M., SANMARTÍN, V., SORIA, X., FERRAN, M., PUJOLB, R.M., RIBERAC, M. Tratamiento tópico de la psoriasis. Piel, v. 24, p. 557-68, 2009.

FESSI, H.; PUISIEUX, F.; DEVISSAGUET, J. Procédé de préparation des systémes collïdaux dispersibles d’une substance sous forme de nanocapsules. European Patent, 0274961 A1, 1988.

FONTANA,

M.C.,

CORADINI,

K.,GUTERRES,

S.S., POHLMANN,

A.R.,BECK,

R.C.R.

Nanoencapsulation as a Way to Control the Release and to Increase the Photostability of Clobetasol Propionate: Influence of the Nanostructured System. Journal of Biomedical Nanotechnology, v. 5, n. 3, p. 254-263, 2009.

RODRIGUES, A. P.; TEIXIERA, R. L M.. Desvendando a psoríase. RBAC, v. 41, n. 4, p. 303-309, 2009.

SCHAFFAZICK, R.; GUTERRES, S. ; FREITAS, L. ; POHLMANN, A.; Caracterização e estabilidade físico-química de sistemas poliméricos nanoparticulados para administração de fármacos. Química Nova, v. 26, n. 5, p. 726-737, 2003.

WOJAS-PELC, A.; MARCINKIEWICZ, J. What is a role of haeme oxygenase-1 in psoriasis? Current concepts of pathogenesis. International journal of experimental pathology, v. 88, p. 95-102, 2007.

ALTERAÇÕES HISTOLÓGICAS EM CAMUNDONGOS APÓS ADMINISTRAÇÃO DE NANOTUBOS DE CARBONO DE PAREDES MÚLTIPLAS 1 MARTINS, Nara Maria Beck2; HOELZEL, Solange Cristina Martins da Silva3 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Mestrado em Nanociências, Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Mestrado em Nanociências, Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: nbmartins@via-rs.net 2

RESUMO

Nanotubos de carbono (NC) pertencem a uma nova classe de materiais que apresentam características especiais e estão sendo foco de muitas pesquisas para uso na área biomédica (MARTIN e KOHLI, 2003; FIRME III e BANDARU, 2010). Estudos de toxicidade são importantes para avaliar a possibilidade do uso em organismos vivos (SHVEDOVA et al., 2009). Neste contexto, foram analisadas as alterações histológicas provocadas pela administração oral de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NCPM) em camundongos. Para tanto, camundongos fêmeas foram expostos oralmente a 100µL NCPM/dia suspensos em solução de PBS/Tween 80® na concentração de 5 mg/mL, durante 7 dias. Um grupo foi sacrificado no 7º dia e outro grupo no 30º dia. Fígado, baço, coração, pulmões, rins e cérebro foram coletados e fixados em formol 10% (v/v) para análise histológica. Observou-se deposição de NCPM nos órgãos, mais acentuadas no grupo sacrificado no 30º dia e sinais de inflamação no fígado neste grupo. Estas alterações inflamatórias podem estar relacionadas com a ação direta dos NCPM no organismo. Estes dados permitem concluir que a exposição por via oral a NCPM na dose de 0,5mg/dia causam deposição do material nos órgãos e sinais inflamatórios hepáticos dependentes do tempo.

REFERÊNCIAS FIRME III, C. P; BANDARU, P. R. Toxicity issues in the application of carbon nanotubes to biological systems. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine, v. 6, p. 245-256, 2010.

MARTIN, C. R; KOHLI, P. The emergin field of nanotube biotechnology. Nature Reviews, v. 2, p. 2937, 2003.

SHVEDOVA, A.A ; KISIN, E.R.; PORTER, D; SCHULTE, P; KAGAN, V.E; FADEEL, B; CASTRANOVA, V. Mechanisms of pulmonary toxicity and medical applications of carbon nanotubes:

Two faces of Janus? Pharmacology & Therapeutics, v. 121, p. 192-204, 2009.

INVESTIGAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE NANOTUBOS DE CARBONO DE PAREDES MÚLTIPLAS EM ALTA PRESSÃO SANTOS, Pâmela Andréa Mantey1; GALLAS, Márcia Russman2; COSTA, Tania Maria Haas3; ZANELLA, Ivana1 1

Área de Ciências Naturais e Tecnológicas, Centro Universitário Franciscano, UNIFRA, 97010-032 Santa Maria, RS, Brasil 2 Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, CP 15015, 91501-970 Porto Alegre RS, Brasil 3 Instituto de Química, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, CP 15003, 91501-970 Porto Alegre - RS, Brasil E-mail: pamelams20@gmail.com; marciagallas@gmail.com; taniahac@gmail.com; ivanazanella@gmail.com

RESUMO

Desde a primeira vez em que foram visualizados (IIJIMA, 1991), os nanotubos de carbono (NTC) tem um grande potencial em diversas aplicações, nas mais variadas áreas do conhecimento, especialmente no desenvolvimento de novos materiais (HERBST, MACÊDO e ROCCO, 2004). Vários trabalhos na literatura trazem a aplicação de NTC como reforço em matrizes poliméricas, metálicas e cerâmicas, com a finalidade de aprimorar, por exemplo, as propriedades mecânicas destes materiais (ANDRADE et al., 2008). Uma das técnicas utilizadas para o processamento de matrizes cerâmicas visando a densificação destes materiais em temperatura ambiente é a técnica de alta pressão. Porém, até onde sabemos não há trabalhos na literatura que tratam da densificação de NTC de forma autosustentada, onde se visa obter compactos densos de NTC. Portanto, este trabalho traz de forma inovadora a aplicação de alta pressão (até 7,7 GPa) em nanotubos de carbono de paredes múltiplas, em dois distintos meios transmissores de pressão, para avaliação e compreensão de seu comportamento. Neste trabalho utilizamos a técnica de alta pressão, em temperatura ambiente, para investigar a possibilidade de obtenção de compactos de NTC. Utilizamos 3 tipos de NTC de paredes múltiplas: (1) comercial (Baytubes®), (2) produzidos no Laboratório de Produção de NTC - UNIFRA, por deposição química por vapor (FISCHER, 2010), sem purificação, portanto contendo impurezas devido aos catalisadores, e (3) os mesmos NTC porém, purificados com HCl (SEIXAS, 2010). Utilizamos ainda dois meios transmissores de pressão para confinar as amostras, um meio quase-hidrostático, chumbo, e outro meio menos hidrostático, o grafite, com a finalidade de estudar a influência do meio na densificação dos NTC. Estas amostras foram caracterizadas através de espectroscopia Raman, difração de raios X, medidas de área superficial e microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados mostraram que as melhores amostras

pressionadas foram obtidas com os NTC produzidos no Laboratório de Produção de NTC, sem sofrer purificação, utilizando o meio transmissor de pressão chumbo a 7,7 GPa, sugerindo-se que as impurezas contidas na amostra podem eventualmente ter atuado como ligantes no processamento em alta pressão.

REFERÊNCIAS ANDRADE, M. J. et al. Carbon nanotube/silica composites obtained by sol–gel and high-pressure techniques. Nanotechnology, v. 19, p. 265607 – 265613, 2008.

FISCHER, M. V. T. Síntese de nanotubos de carbono pela técnicade deposição catalítica química em fase vapor. Dissertação de Mestrado em Nanociências, Centro Universitário Franciscano, Santa Maria, 2010.

HERBST, M. H.; MACÊDO, M. I. F.; ROCCO, A. M. Tecnologia multidisciplinar de nanotubos de carbono: tendências e perspectivas de uma área multidisciplinar. Química Nova, v. 6, n. 27, p. 986992, 2004.

IIJIMA, S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, v. 354, p. 56–58, 1991.

SEIXAS, A. L. R. Purificação de nanotubos de carbono. Dissertação de Mestrado em Nanociências, Centro Universitário Franciscano, Santa Maria, 2010.

EFEITOS DA RADICAÇÃO SOLAR NA TOXICIDADE DO FULLERENO C60 E O COBRE NO CRUSTÁCEO Daphnia magna ELIAS-LETTS, Rafaela1,2,3, VASQUEZ, Diana3, MONSERRAT, José M.1,2,4 Apoio: LASPAU 1

Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Instituto de Ciências Biológicas, Campus Carreiros, Av. Itália km 8 s/n, Rio Grande, RS, Brasil. 2 Programa de Pós Graduação em Fisiologia Animal Comparada – Fisiologia Animal Comparada, FURG 3 Laboratorio de Ecotoxicología, Universidad Peruana Cayetano Heredia, Perú 4 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono (CNPq), Brasil. E-mail: reletts@hotmail.com

RESUMO

Estudos recentes confirmam que a radiação UV podem induzir efeitos deletérios em muitas espécies e ecosistemas aquáticos. A radiação UV solar penetra a profundidades ecológicamente relevantes em sistemas aquáticos. Por outro lado, existe interesse avaliar como este parâmetro pode afetar a toxicidade de uma nanopartícula orgânica, fullereno (C60) e um metal que gera estresse oxidative como é o cobre (Cu) num microcrustáceo amplamente utilizado em ensaios ecotoxicológicos como é Daphnia magna. Este espécie apresenta padrões de migração vertical para amenizar os efeitos de radiação UV. Outras estratégias incluem a presença de pigmentos protetores com características antioxidants como são os carotenoides e a melanina. Os resultados obtidos indicaram um efeito antagónico entre o C60 e o Cu. As respostas bioquímicas (capacidade antioxidante e concentração de melanina) antes e após exposição à UV indicaram um efeito aditivo acima dos compostos tóxicos analisados (C60 e Cu). Assim, não somente foi registrada a toxicidade inerente de nanopartículas orgânicas como o fullereno, confirmando dados prévios (KAHRU e DUBOURGUIER, 2010), mais também a interação desta nanopartícula com outros compostos tóxicos bem como parâmetros físico-químicos como a radiação UV. Este tipo de interações tem ganho muita atenção nos últimos tempos em função de serem ecotoxicológicamente mais realistas (LIMBACH et al., 2007; BHATT e TRIPATHI, 2010).

KAHRU, A., DUBOURGUIER, H.C. From ecotoxicology to nanoecotoxicology. Toxicology v. 269, p. 105-119, 2010.

LIMBACH, L.K., PETER, W., et al. Exposure of engineered nanoparticles to human lung epithelial cells: Influence of chemical composition and catalytic activity on oxidative stress. Environmental Science and Technology, v. 41, p. 4158-4163, 2007.

MODELAGEM MATEMÁTICA DE PERFIS DE LIBERAÇÃO DE FÁRMACOS A PARTIR DE NANOCARREADORES1 PIRES, Rafaeli Oleques2; FAGAN, Solange Binotto2; RAFFIN, Renata P.2 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Curso de Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: olequespires@gmail.com; solange.fagan@gmail.com; reraffin@gmail.com. 2

RESUMO

A partir da década de 60, iniciou-se o debate sobre uma das mais novas e promissoras tecnologias mundiais, a nanotecnologia. Juntamente com o crescimento mundial, vários campos de pesquisa começaram a utilizá-la em seus estudos, como por exemplo, as inovações na área farmacêutica. Entre estas inovações destacam-se a descoberta de novos compostos, produtos biodegradáveis e o desenvolvimento de carreadores em escala nanométrica: os nanocarreadores. Estes, os mais utilizados são as nanoesferas e nanocápulas, por apresentarem uma liberação sustentada e controlada de fármaco comparada a formulações convencionais. À medida que os anos foram passando, o processo de liberação de fármaco foi sendo explicado e representado por equações matemáticas distintas, cada uma com suas aplicações e peculiaridades. Mas, atualmente, não existe nenhuma equação matemática que represente o comportamento dos nanocarreadores, dando ênfase aos fatores relevantes na nanoescala. Assim, o presente trabalho analisou um carreador específico – nanocápsula – para modelar uma equação matemática que represente o comportamento da liberação de fármacos a partir do mesmo. Para a construção do modelo matemático, foi utilizada a modelagem matemática como metodologia. Foi comprovado que não ocorre modificação no tamanho de partícula durante o processo de liberação, quando utilizado o polímero poli(ε-caprolactona). Depois disso, percebeu-se que o parâmetro que influencia no processo de liberação é a solubilidade do fármaco no núcleo oleoso da nanocápsula e a taxa de associação às nanopartículas. Baseado nestas duas variáveis, foi construído o modelo matemático, que quando validado, mostrou-se ser um excelente modelo para descrever os perfis de liberação de fármacos através das nanocápsulas.

REFERÊNCIAS

DE AZEVEDO, M. M. M. Nanoesferas e a Liberação Controlada de fármacos. Monografia do Curso Tópicos Especiais em Química Inorgânica IV - Introdução à Nanotecnologia: Um Enfoque Químico. Instituto de Química da UNICAMP. 2002.

BASSANEZI, R. C. Ensino-aprendizagem com modelagem matemática: uma nova estratégia. 2 edição. Ed. Contexto. São Paulo. 2004.

BARRIOS, J. G. Desenvolvimento e Caracterização de suspensões contendo nanocápsulas de adapaleno com diferentes núcleos oleosos. Dissertação do Curso de Mestrado em Nanociências. UNIFRA. 2010.

COSTA, P.; LOBO, J. M. S. Modeling and comparison of dissolution profiles. European Journal of Pharmaceutical Science, v. 13. p. 123-133, 2001.

NANOTUBOS DE CARBONO DE PAREDES DUPLA DOPADOS COM BORO: UM ESTUDO DE PRIMEIROS PRINCÍPIOS1 BERGOLI, Renata da Silva2; FAGAN, Solange Binotto3 1

Trabalho de Pesquisa Doutorado - CAPES Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil 3 Curso de Mestrado de Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: rebergoli81@gmail.com 2

RESUMO

Materiais em escala nanométrica podem apresentar novas propriedades diferentes daquelas que geralmente apresentam em escala macroscópica. Desde a descoberta dos nanotubos de carbono em 1991 (IIJIMA, 1991), eles têm sido o foco de numerosas investigações e estudos, pois possuem propriedades químicas e físicas (SAITO, DRESSELHAUS e DRESSELHAUS, 2004) que os tornam promissores para aplicações em diversas áreas do conhecimento. Eles são cem mil vezes mais finos que um fio de cabelo, porém, apresentam resistência mecânica maior que qualquer outro material conhecido. Suas propriedades eletrônicas, mecânicas, ópticas e estruturais são impressionantes, por isso podem ser usados na produção de diferentes dispositivos tais como emissores de elétrons, sensores de gases, sensores biológicos, pontas para microscópios de força atômica, conversores de energia, dispositivos de armazenamento de dados (FILHO e FAGAN, 2007), entre outras. Com isso, temos que as propriedades mecânicas e eletrônicas de nanotubos de carbono não só são altamente dependentes do diâmetro do nanotubo e quiralidade, mas também no número de camadas concêntricas. Adicionar camadas de um nanotubo de parede simples origina no aumento de efeitos de transferência de carga e também aumenta a sua estabilidade química, mecânica e térmica (VILLALPANDO-PAEZ et al., 2009). Uma vez que os nanotubos de carbono de parede dupla (DWNTs) podem possuir características desejáveis, por serem mecanicamente mais robustos, são bons candidatos para a construção em dispositivos eletrônicos, onde relativamente grandes quantidades de energia precisam ser transferidos, sem comprometer a vida útil do dispositivo. Neste contexto, além de estarem controlando o comprimento e o diâmetro dos nanotubos de carbono, os pesquisadores agora estão fazendo um esforço para controlar o número de camadas dos DWNTs (VILLALPANDO-PAEZ et al., 2009). Mas, para torná-los compatíveis com essas várias aplicações, é necessário controlar suas propriedades. Uma das maneiras de fazê-lo é dopar os nanotubos com átomos ou

moléculas através de ligações covalentes ou iônicas; ou mesmo por adsorção de radicais ou átomos pelas paredes dos nanotubos. Até mesmo simples defeitos, como a falta de um átomo de carbono ou um arranjo diferente entre as ligações no plano hexagonal, podem gerar mudanças locais na estrutura eletrônica dos nanotubos. Uma das aplicações mais básicas da dopagem ou funcionalização de nanotubos é a inserção de radicais em suas extremidades ou em suas paredes ao longo do corpo do tubo, fortalecendo assim suas propriedades. A dopagem com átomos pode ser do tipo substitucional, onde os átomos dopantes tomam o lugar do carbono na rede do nanotubo; do tipo preenchimento, que ocorre quando os átomos dopantes ficam dentro do tubo; ou de adsorção, quando os átomos se prendem às paredes externas dos tubos. Para potencializar as aplicações dos nanotubos, utilizamos em nossos cálculos nanotubos de paredes duplas, sendo eles semicondutores zigzag (17,0)@(8,0) e metálico armchair (10,10)@(5,5). Avaliamos as propriedades estruturais e eletrônicas fazendo uso da teoria do funcional da densidade (HOHENBER e KOHN, 1964) por meio do código computacional SIESTA (SOLER et al., 2002) dos nanotubos dopados por átomos de boro, por ser um elemento da maioria dos transistores do tipo p, comparando assim, os resultados experimentais encontrados na literatura (VILLALPANDO-PAEZ et al., 2009) com os nossos resultados teóricos.

REFERÊNCIAS

IIJIMA, S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, v. 354, p. 56, 1991.

SAITO, R.; DRESSELHAUS, G.; DRESSELHAUS, M. S.; Physical Properties of Carbon Nanotubes, 2004.

FILHO, A.G.S.; FAGAN, S. B., Funcionalização de Nanotubos de Carbono, Química Nova, v. 30, p. 1695-1703, 2007.

SOLER, J. M. et al. The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation, J. Phys.: Condens. Matter, v. 14, p. 2745-2779, 2002.

HOHENBER, P.; KOHN, W.; Inhomogeneous Electron Gas, Phys. Rev. B, v. 136, p. 864, 1964.

VILLALPANDO-PAEZ, F. et. al., Raman spectroscopy study of heat-treated and boron-doped double wall carbon nanotubes, Physical Review B v. 80, p. 035419, 2009.

DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE NANOCÁPSULAS POLIMÉRICAS CONTENDO SINVASTATINA PARA TRATAMENTO DA DOENÇA DE ALZHEIMER1 LORENZONI, Ricardo2,3; RAFFIN, Renata P.2; ANTONOW, Michelli B. 2; ROGGIA, Isabel2. Bolsa UNIFRA/PRPGPE 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: ricardolorenzoni@yahoo.com.br; reraffin@gmail.com; mbantonow@gmail.com; isa_roggia@yahoo.com.br. 2

RESUMO

A Doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa, caracterizada pela perda das funções cognitivas, do comportamento e da funcionalidade do indivíduo (PANZA et al., 2010). Sabe-se que este quadro clínico está relacionado com a formação de placas amilóides, emaranhados neurofibrilares, degeneração dos neurônios e perda da atividade colinérgica no indivíduo (ROJO et al., 2008). Na ausência de cura para a DA, o tratamento sintomático desempenha papel importante no controle da demência. As terapias de ponta são os fármacos inibidores da acetilcolinesterase (como donepezil, galantamina e rivastigmina) e os antagonistas dos receptores N-metil-D-aspartato (como a memantina) (PEPEU e GIOVANNINI, 2010). Pesquisas relatam a hipótese de que há uma correlação entre os níveis de colesterol do organismo e o desenvolvimento das placas amilóide. Assim, o interesse clínico de fármacos hipolipemiantes, como a sinvastatina (SV), frente à DA deriva do fato que estes medicamentos poderiam reduzir a produção placas amilóides no cérebro (PETANCESKA et al., 2002). Apesar disto, a eficácia de absorção da SV no sistema nervoso central é limitada. Assim, as nanopartículas poliméricas apresentam-se como potencial solução para este impasse, pois elas são potenciais vetores para entrega dirigida de fármacos ao sistema nervoso central, surgindo como um novo espaço para investigação de novas abordagens terapêuticas (ALAM et al., 2010). Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar suspensões de nanocápsulas contendo sinvastatina. A obtenção das nanocápsulas foi realizada através da deposição interfacial do polímero pré-formado (FESSI et al., 1988). A caracterização foi realizada em triplicata, através da determinação do pH, eficiência de encapsulação,

diâmetro médio de partícula, índice de polidisperção e potencial zeta. O conteúdo de SV foi determinado por CLAE (238 nm), com fase móvel constituída por acetonitrila:água proporção (60:40) ajustando-se o pH para 4,5 com ácido acético glacial. A determinação da SV livre foi realizada após separação das suspensões pela técnica de ultrafiltraçãocentrifugação. As suspensões apresentaram pH em torno de 5,5, o tamanho médio de partículas ficou em torno de 190 nm, o índice de polidispersão foi de 0,112 e o potencial zeta foi negativo (-19,44 ± 2,22 mV). A eficiência de encapsulação foi de 98,4%. A partir dos resultados obtidos neste estudo, pode-se concluir que a técnica realizada mostrou-se eficiente para a produção de nanocápsulas contendo SV, sugerindo que este sistema pode ser melhor explorado e deve ser avaliado em modelo animal da Doença de Alzheimer.

REFERÊNCIAS ALAM, M.I.; BEG, S.; SAMAD, A.; BABOOTA, S.; KOHLI, K.; ALI, J.; AHUJA, A.; AKBAR, M. Strategy for effective brain drug delivery. European Journal of Pharmaceutical Sciences, v.40, n. 5, p. 385-403, 2010.

FESSI, H.; PUISIEUX, F.; DEVISSAGUET, J. Procédé de préparation des systémes collïdaux dispersibles d’une substance sous forme de nanocapsules. European Patent, 0274961 A1, 1988.

PETANCESKA, S.S.; DEROSA, S.; OLM, V.; DIAZ, N.; SHARMA, A.; THOMAS-BRYANT, T.; DUFF, K.; PAPPOLLA, M.; REFOLO, L.M. Statin therapy for Alzheimer's disease. Will it work? Journal of Molecular Neuroscience, v. 19, n. 1-2, p. 155-161, 2002.

PANZA, F.; FRISARDI, V.; IMBIMBO, B.P.; CAPURSO, C.; LOGROSCINO, G.; SANCARLO, D.; SERIPA, D.; VENDEMIALE, G.; PILOTTO, A.; SOLFRIZZI, V. γ-secretase inhibitors for the treatment of Alzheimer's disease: The current state. CNS Neuroscience and Therapeutics, v. 16, n. 5, p. 272284, 2010.

PEPEU, G.; GIOVANNINI, M. G. Cholinesterase inhibitors and memory. Chemico-Biological Interactions, v. 187, n. 1-3, p. 403-408, 2010.

ROJO,

L.E.;

FERNÁNDEZ,

J.A.;

MACCIONI,

A.A.;

JIMENEZ,

J.M.;

MACCIONI,

R.B.

Neuroinflammation: Implications for the Pathogenesis and Molecular Diagnosis of Alzheimer's Disease. Archives of Medical Research, v. 39, p. 1-16, 2008.

EFEITO DOS NANOCOMPOSTOS FULERENO (C60) E FULEROL (C60 (OH)18-22) EM BRÂNQUIAS DO PEIXE CYPRINUS CARPIO (CYPRINIDAE) SOB INCIDÊNCIA DE RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA BRITTO, Roberta Socoowski 1,2; GARCIA, Márcia Longaray 1,2; FLORES, Juliana Artigas1; PINHEIRO, Maurício V. Brant 3; MONSERRAT, José María 1,2,4; FERREIRA, Josencler L. Ribas 1,2 Apoio: CNPq 1

Universidade Federal do Rio Grande – FURG, Instituto de Ciências Biológicas, Campus Carreiros, Av. Itália km 8 s/n, Rio Grande, RS, Brasil. 2 Programa de Pós Graduação em Fisiologia Animal Comparada – Fisiologia Animal Comparada, FURG 3 Departamento de Física, ICEx, Universidade Federal de Minas Gerais, MG, Brasil 4 Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanomateriais de Carbono (CNPq), Brasil. E-mail: socoowski@vetorial.net

RESUMO

A produção mundial de nanocompostos (NC) tem aumentado nos últimos anos em função de suas variadas aplicações tecnológicas. (MAYNARD, 2007). Como conseqüência do seu crescente uso e demanda, há sérios riscos ambientais, sendo a água o ambiente onde muitas destas substâncias podem exercer efeitos deletérios. O fulereno (C60) é uma nanopartícula de carbono que pode se associar em agregados coloidais e induzir estresse oxidativo. (OBERDÖRSTER, 2004), O fulerol (C60(OH)n) é um derivado hidrossolúvel do fulereno, funcionalizado com grupos hidroxila e que possui propriedades antioxidantes. Ambas as nanopartículas, na presença de radiação UV-A, tem a capacidade de se fotoexcitar adquirindo características tóxicas. (YASUKAZU et al., 2010)

Sendo assim, este

trabalho teve como objetivos verificar o comportamento do fulereno e fulerol frente a radicais peroxil (ROO•) e radiação UV-A e avaliar os efeitos destas nanopartículas em brânquias do peixe Cyprinus carpio (Cyprinidae) em parâmetros de estresse oxidativo como capacidade antioxidante total e peroxidação lipídica (TBARS), através da exposição ex-vivo na presença de radiação UV-A. Em virtude da interação dos NC com a radiação UV-A promover a formação de radicais como oxigênio singleto (1O2) (KAMAT et al., 2000), usaram-se tratamentos com um inibidor deste radical, azida de sódio (Az). Os resultados mostram que quando analisada a capacidade antioxidante total, não houve diferenças (p>0,05) entre as brânquias expostas ao UV-A quando comparadas às expostas ao escuro em todos os tratamentos. Quando se levou em consideração a diferença entre tratamentos, o Fulerol+Az UV-A apresentou aumento da capacidade antioxidante e o Fulereno+AZ Escuro revelou uma

diminuição da mesma. Houve uma tendência geral nos tratamentos com fulerol ao aumento da capacidade antioxidante, enquanto nos tratamentos com fulereno houve uma tendência à diminuição. A exposição à radiação UV-A induziu aumento de dano lipídico em relação ao escuro (p<0,05) apenas nas brânquias expostas ao fulereno. A azida de sódio reduziu significativamente (p<0,05) o dano tanto na co-exposição ao fulereno quanto ao fulerol. De modo geral, os NC de carbono foram capazes de desencadear respostas em nível de dano lipídico. Além disso, os resultados demonstram que, em contato com órgãos como as brânquias os NC adquirem um comportamento tóxico, que pode ser aumentado pela presença de radiação UV-A.

REFERÊNCIAS KAMAT, J. P.; DEVASAGAYAM, T. P. A.; PRIYADARSINI, K. I.; MOHAN, H. Reactive oxygen species mediated membrane damage induced by fullerene derivatives and its possible biological implications. Toxicology, v. 155, p. 55–61, 2000.

MAYNARD, A. D. Nanotoxicology: Laying a Firm Foundation for Sustainable Nanotechnologies. In: Monteiro-Riviere, N. A., Tran, C. L. (eds) Nanotoxicology - Characterization, Dosing and Health Effects. Informa Healthcare USA, Inc. New York, p. 1-6, 2007.

OBERDÖRSTER, E. Manufactured nanomaterials (fullerenes, C60) induce oxidative stress in the brain of juvenile largemouth bass. Environmental Health Perspectives, v. 112, p.1058-1062, 2004.

YASUKAZU, S.; AKIFUMI, M.; HIROMI, M.; SHINYA, K.; HISAE, A.; KEN, K.; NOBUHIKO, M. Superhighly hydroxylated fullerene derivative protects human keratinocytes from UV-induced cell injuries together with the decreases in intracellular ROS generation and DNA damages. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, v. 102, p. 69-76, 2010.

NANOTUBOS DE CARBONO COMO SENSORES DE GASES: UMA ABORDAGEM DE PRIMEIROS PRINCÍPIOS1 BEVILAQUA, Rochele C. Aymay2,3;ZANELLA, Ivana2; FAGAN, Solange Binotto2 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Mestrado Acadêmico em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Curso de Doutorado em Nanociências e Materiais Avançados da Universidade Federal do ABC (UFABC), Santo André, SP, Brasil E-mail: solange.fagan@gmail.com; rochele.bevilaqua@gmail.com 2

RESUMO

A utilização dos nanotubos de carbono se deve ao seu destacável potencial como elemento básico para um conjunto de dispositivos em nanoescala. Comportam-se como metais ou semicondutores dependendo apenas de características geométricas, podendo, dessa forma, atuar como dispositivos de memória servindo como ativadores desses sistemas. Ainda, como os nanotubos são materiais extremamente suscetíveis a tensões mecânicas e de grande superfície de adsorção podem ser utilizados como sensores químicos e biológicos. Contudo, a utilização de nanotubos de carbono puros como sensores de gases não é viável, uma vez que não ocorrem adsorções favoráveis para esse tipo de sistema devido a sua extrema estabilidade. Desta forma, uma possível solução para esse problema é trabalhar com nanotubos funcionalizados ou então preenchidos com algum tipo de material que possibilite a associação desses com gases. Nesse contexto, Cava e colaboradores (2007) propuseram uma alternativa para utilização dos nanotubos de carbono como dispositivos de memória, através do preenchimento com óxidos de ferro. Com base nesse trabalho experimental, pretendemos proporcionar um melhor entendimento a respeito das mudanças nas propriedades eletrônicas e estruturais dos nanotubos de carbono estudados por Cava e colaboradores (2007), além de submeter essas nanoestruturas à presença de alguns gases. Assim, com o auxílio de cálculos ab initio dentro do formalismo da Teoria do Funcional Densidade (KOHN e SHAM, 1965) utilizando o código SIESTA (SOLER et al., 2002), trabalhamos com nanotubos de carbono de paredes simples (SWNTs) semicondutores de diferentes diâmetros, puros e preenchidos com magnetita e hematita para analisar as diferenças entre ambos os sistemas quando em contato com moléculas de O2 e N2 e CO2. Os SWNT (13,0), tubos de maiores diâmetros estudados, apresentaram-se mais estáveis com os óxidos internamente, com energia de ligação de -2,70 eV. E, como consequencia, passamos a analisar essas estruturas na presença dos gases. O

posicionamento das moléculas ocorreu no centro do hexágono de carbonos paralelamente ao eixo do tubo; estrutura mais estável garantida pelos estudos com tubos puros. A interação dos nanotubos de carbono preenchidos com os óxidos de ferro na presença dos gases sugere que existe um favorecimento para a formação do sistema quando inserimos a magnetita no interior dos tubos, o que não ocorre com a hematita. Contudo, a análise das propriedades eletrônicas desses sistemas mostram consideráveis alterações nos níveis de energia em torno da energia de Fermi, sugerindo, dessa forma, a possibilidade de utilização destes sistemas como nanosensores.

REFERÊNCIAS CAVA, C. E.; POSSAGNO, R.; SCHNITZLER, M. C.; ROMAN, P. C.; OLIVEIRA, M. M.; LEPIENSKY, C. M.; ZARBIN, A. J. G. e ROMAN, L. S. Iron- and Iron-Filled Multi-Walled Carbon Nanotubes: Electrical Properties and Memory Devices. Chemical Physics Letters, v. 444, p. 304-308, ago. 2007.

KOHN, W. e SHAM, L. J. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects. Physical Review, v. 140, n. 4A, p. 1133-1138, nov. 1965.

SOLER, J. S.; ARTACHO, E.; GALE, J. D.; GARCÍA, A.; JUNQUERA, J.; ORDEJÓN, P. e SÁNCHEZPORTAL, D. The SIESTA Method for Ab Initio Order-N Materials Simulation. Journal of Physics: Condensed Matter, v. 14, n. 11, p. 2745-2779, mar. 2002.

CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE SUSPENSÕES CONTENDO PALMITATO DE ASCORBILA COM DIFERENTES NÚCLEOS OLEOSOS 1 AREND, Taiane Martins2; SILVA, Ana Paula Tasquetto da3; ROGGIA, Isabel4; ZATTA, Kelly Cristine4; ALVES, Marta Palma5 Bolsa FAPERGS 1

Trabalho de pesquisa referente a bolsa FAPERGS Aluna do Curso de Farmácia do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Aluna do Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 4 Mestre em Nanociências pelo Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 5 Professora orientadora do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: thaiarend@gmail.com; martafarm54@gmail.com 2

RESUMO

A vitamina C é uma vitamina hidrossolúvel e termolábil, e também um dos antioxidantes mais importantes presentes na pele. Tem sido utilizada em produtos cosméticos e dermatológicos, uma vez que apresenta importantes efeitos fisiológicos sobre pele. Porém, sua administração tópica pode apresentar eficácia bastante reduzida, devido a sua instabilidade físico-química (DALCIN, SCHAFFAZICK e GUTERRES, 2003). Assim, o palmitato de ascorbila, seu derivado lipossolúvel, surge como um promissor agente para incorporação em formulações tópicas (KRISTL et al., 2003). Também, a inclusão destas em nanopartículas prometem bons resultados, pois possibilita a produção de formulações tópicas mais eficazes e estáveis. Dentre os sistemas propostos, destacam-se as nanocápsulas por apresentarem alta potencialidade, maior estabilidade tanto nos fluídos biológicos, bem como durante o armazenamento (MARCATO, 2009). Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar suspensões com nanocápsulas de palmitato de ascorbila (NCPA), contendo como núcleo diferentes óleos (melaleuca, rosa mosqueta e cenoura). As suspensões de NCPA foram preparadas segundo o método de deposição interfacial de polímero pré-formado (FESSI et al., 1989). As suspensões foram acondicionadas em frascos de vidro âmbar, e armazenadas a 3ºC ± 2ºC, durante o período de 21 dias. A caracterização físico-química foi realizada através da determinação do pH (realizadas diretamente nas suspensões), diâmetro médio das partículas e potencial zeta. As leituras foram realizadas para todas as suspensões no dia da preparação e após 7, 14 e 21 dias. As leituras de pH foram realizadas em Potenciômetro – Digimed® e as demais em equipamento Zetasizer®, Nano-ZS da Malvern. A medida inicial de pH para as suspensões contendo óleo de melaleuca (NCPAME) foi de 4,11; para as suspensões com óleo de rosa

mosqueta (NCPARM) foi de 4,19 e para as suspensões com óleo de cenoura (NCPACE) foi de 4,28. Entretanto, no decorrer do período de 21 dias houve um aumento nos valores de pH para ambas suspensões, sendo que para as NCPAME, NCPARM e NCPACE os valores foram de 4,31, 4,43 e 4,56, respectivamente. A suspensão de NCPAME apresentou um potencial zeta inicial de -35,0 ± 2,15; a suspensão de NCPARM foi de -49,4 ± 2,42, enquanto que a suspensão de NCPACE foi de -25,5 ± 1,11. Depois de submetidas a 3ºC as suspensões de NCPAME (-36,2 ± 1,55) e NCPACE (-39,2 ± 1,63) apresentaram um aumento para os valores de potencial em relação aos valores iniciais; enquanto que a suspensão de NCAPRM (-36,8 ± 1,89) obteve uma redução de seu potencial. Já para as análises de tamanho de partícula as suspensões de NCPAME obtiveram um diâmetro médio inicial de 384,9 ± 9,33; NCPARM obtiveram 228,8 ± 2,22 e para NCPACE o tamanho de partícula inicial foi de 229,3 ± 2,32. Durante o período de armazenamento, houve alteração destes valores. Pode-se observar que as suspensões tiveram um aumento no seu tamanho de partícula, principalmente a suspensão de NCPAME que apresentou um tamanho de 538,4 ± 25,4 ao final de 21 dias. Sendo assim, pode-se concluir que todas as suspensões apresentaram valores iniciais satisfatórios de tamanho de partícula, porém somente as suspensões de NCPARM e NCPACE permaneceram na faixa adequada para a aplicação requerida. Os valores de pH comprovaram o caráter levemente ácido das suspensões. Em relação ao potencial zeta, todas as suspensões mantiveram elevado potencial durante todo o tempo de armazenamento, indicando pouca tendência de agregação e precipitação das nanopartículas, ou seja, elas apresentaram probabilidade de manterem-se estáveis.

REFERÊNCIAS DALCIN, K. B.; SCHAFFAZICK, S. R.; GUTERRES, S. S. Vitamina C e seus derivados em produtos dermatológicos: aplicações e estabilidade. Caderno de Farmácia, v. 19, n. 2, p. 69-79, 2003.

FESSI, H.; PUISIEUX, F; DEVISSAGUET, J-Ph. Procédé de préparation des systémes collïdaux dispersibles d’une substance sous forme de nanocapsules. European Patent, 0274961 A1, 1988.

KRISTL, J.; VOLK, B.; GASPERLIN, M.; SENTJURC, M.; JURKOVIC, P. Effect of colloidal carriers on ascorbyl palmitate stability. European Journal of Pharmaceutical Sciences, v. 19, p. 181-189, 2003.

MARCATO, P. D.; MELO, P. S.; DE AZEVEDO, M. M. M.; FRUNGILLO, L.; ANAZETTI, M. C.; ; DURÁN, N. Nanocytotoxicity: Violacein and Violacein-Loaded Poly (D, L-lactide-co-glycolide) Nanoparticles Acting on Human Leukemic Cells. Journal of Biomedical Nanotechnology, v. 5, n. 2, p. 192-201, 2009.

INTERAÇÃO DA α-CICLODEXTRINA COM FÁRMACOS:UM ESTUDO AB INITIO1 FONTANA, T.2; FAGAN, Solange Binotto;ZANELLA, I.2,3 1

Trabalho de Pesquisa _UNIFRA Curso de Física Médica do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: thiagoschmeling@gmail.com; ivanazanella@gmail.com; 2

RESUMO

O notável desenvolvimento da nanomedicina nos últimos anos com novas abordagens de administração de medicamentos tem recebido uma atenção significativa. A investigação sobre a entrega e segmentação de agentes nanoparticulados está na vanguarda da nanomedicina por várias razões: formulações com nanopartículas podem reforçar a biodisponibilidade, liberação controlada de drogas e entrega direta intracelular. O desenvolvimento de materiais biocompatíveis nanométricos e de sistemas de administração de medicamentos específicos para a administração terapêutica tem sido foco de pesquisa médica nos últimos anos, especialmente para o tratamento do câncer e de doenças do sistema vascular. O objetivo do direcionamento da droga é transportar a quantidade desejada necessária para o alvo e disponibilizá-la, a uma taxa controlada (BANERJEE e CHEN, 2008). Nesta linha podemos citar as Ciclodextrinas (CDs) que são oligossacarídeos cíclicos com seis a oito unidades de D-glicose unidas por ligações glicosídicas α(1-4), obtidas pela degradação enzimática do amido (BRITTO, 2004) .Uma de suas propriedades é a presença de uma cavidade hidrofóbica de forma toroidal, podendo ser incluídos diversos tipos de fármacos, tornando a ciclodextrina um importante nanomaterial para entrega seletiva de fármacos. Neste trabalho analisamos, por meio de simulações de primeiros princípios, a estabilidade da α-ciclodextrina isolada e interagindo com ácido acetilsalicílico, ácido ascórbico, vitamina B3 e nimesulida. Através dessas interações pretendemos indicar quais os potenciais fármacos, dentre os estudados, para aplicação seletiva associados com a ciclodextrina. Para o estudo destes sistemas foi utilizado o programa SIESTA (SOLER, 2002) que realiza simulações de primeiros princípios baseadas na teoria do funcional da densidade fazendo uso de pseudopotenciais e bases atômicas numéricas localizadas.

REFERÊNCIAS SOLER, J. M. ; ARTACHO, E.; GALE, J.D.; GARCIA, A.; JUNQUERA, J.; ORDEJÓN, P.; SÁNCHEZ-

PORTAL, D. The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation. Journal Of Physics: Condensed Matter, v. 14, p. 2745–2779, 2002.

BANERJEE S. S.; CHEN, D. Cyclodextrin conjugated magnetic colloidal nanoparticles as a nanocarrier for targeted anticancer drug delivery. Nanotechnology, v. 19, p. 265602, 2008.

BRITTO, Marta A.F.O.; NASCIMENTO, J.; CLÉBIO, S. Análise estrutural de ciclodextrinas: um estudo comparativo entre métodos teóricos clássicos e quânticos. Quím. Nova, v. 27, n. 6, p. 882-888, 2004.

BIODISTRIBUIÇÃO DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS UTILIZANDO CAMPO MAGNÉTICO EM RATOS 1 PAULA, Valnir de 2; FAGAN, Solange B.2 1

Dissertação de Mestrado _UNIFRA Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 2 Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: valnirp@terra.com.br; solange.fagan@gmail.com 2

RESUMO

A ressonância magnética nuclear (RMN), método de diagnóstico por imagem baseado no comportamento da magnetização dos prótons de diferentes tecidos, tem assumido grande importância em relação a outras técnicas, tanto pela qualidade superior das imagens quanto pela ausência de radiações ionizantes no processo de obtenção destas imagens. Como forma de enfatizar a visualização das estruturas anatômicas, utiliza-se agentes de contraste endovenosos, em geral paramagnéticos, que alteram o comportamento da magnetização dos núcleos de hidrogênio, realçando estas estruturas (HAAGA, 1996). As nanopartículas magnéticas (NPMs), por apresentarem elevada susceptibilidade

magnética, tornando-se superparamagnéticas, representam uma classe alternativa aos agentes de contraste paramagnéticos, com vantagens do ponto de vista físico, pois destacam ainda mais o comportamento magnético dos prótons de diferentes tecidos principalmente dos órgãos do sistema de defesa, como fígado, baço e sistema linfático (BERRY, 2003). Do ponto de vista biológico, destaca-se que a predileção por estes órgãos é decorrente do fato de as nanopartículas serem internalizadas pelas células de defesa, o que não acontece com o agente paramagnético (DI MARCO, 2007). O fato de este tipo de estudo ainda ser incipiente no exterior e de não existir nenhum agente de contraste nanoparticulado sendo comercializado no Brasil, demonstra a demanda por pesquisas, cujos resultados possam contribuir para aumentar o grau de elucidação diagnóstica em RMN. O presente trabalho visa integrar a tecnologia existente de campos magnéticos potentes, utilizados no diagnóstico por imagem, à nanociência, ramo do conhecimento em ampla expansão, cujas aplicações aumentam a cada dia. Com isso, deseja-se obter imagens de ressonância magnética com realce negativo, ou seja, em hipo-sinal, do fígado e baço normais. As eventuais lesões patológicas existentes nestes órgãos não serão afetadas por este agente de contraste, já que as mesmas não possuem células de defesa (COROT, 2006). Este objetivo deverá ser alcançado através da administração de NPMs em ratos, com a submissão destes à imageamento por RMN.

Para o desenvolvimento do trabalho, foram utilizados ratos machos adultos, da linhagem Wistar, com peso variando de 250 a 400g. As NPMs possuem núcleo de magnetita, revestidos com dextrana e com ácido oléico.O equipamento de ressonância magnética utilizado é da marca Philips, modelo Achieva, com campo de 1,5 Tesla, versão de software 2.5. A bobina receptora de sinais utilizada para o estudo é modelo Sense, normalmente utilizada para punho. Primeiramente, um rato foi anestesiado e captou-se imagens para fins de ajuste dos parâmetros técnicos do equipamento, objetivando a otimização destas imagens. Após várias séries de imagens adquiridas, foram otimizadas as sequências em T1 TSE e T2 TSE. Foram estudadas as regiões da cabeça, objetivando visualizar o cérebro e do abdômen, com interesse especial para fígado e baço. Para cada protocolo, as imagens foram adquiridas nos planos de corte axial e coronal. As etapas seguintes envolverão a administração das NPMs nos ratos, por via endovenosa intracaudal, e submissão dos mesmos à aquisição das respectivas imagens. Serão administradas doses de NPMs, cujas concentrações variarão de 0,2 a 1,45 mg/Kg e as sequências de imagens serão adquiridas em 10, 20 e 30 minutos após a injeção. Um grupo de ratos receberá NPMs revestidas com dextrana e outro grupo receberá NPMs revestidas com ácido oléico. Na sequência será procedida a análise das imagens, verificando-se principalmente o grau de contrastação do fígado e baço. Como resultado parcial, decorrente do imageamento do abdomen antes e após a administração de 0,1ml (1,45 mg/Kg) de NPMs revestidas com dextrana, houve forte queda do sinal de imagem para o fígado e o baço de um rato de 490g, comparativamente às imagens de controle, em sequências T2 TSE. Este resultado comprovou a ação eficaz das NPMs nos órgãos de defesa, demonstrando que a sua utilização como agente superparamagnético de contraste é promissora e os estudos relacionados podem ser intensificados.

REFERÊNCIAS BERRY, C. C.; CURTIS, A. S. G. Functionalisation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine. J. Phys. D: Appl. Phys., v. 36, p. R198-R206, 2003.

COROT, C.; ROBERT, P.; IDEE, J.M.; et al. Recent advances in iron oxide nanocrystal technology for medical imaging. Adv Drug Deliv Rev, v. 58, p.1471-504, 2006.

DI MARCO, M.; SADUN, C.; PORT, M.; GUILBERT, I.; COUVREUR, P.; DUBERNET, C. Physico-

chemical characterization of ultrasmall superparamagnetic iron oxide particles (USPIO) for biomedical application as MRI contrast agents. International Journal of Nanomedicine, v. 2, n. 4, p.609-622, 2007. HAAGA, J. R., LANZIERI, C. F., SARTORIS, D. J., ZERHOUNI, E. A. Tomografia Computadorizada e Ressonância Magnética do Corpo Humano, 3ª Ed., v. 1, Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. 1996.

ESTUDO AB INITIO DE NANOESTRUTURAS DE CARBONO INTERAGINDO COM MOLÉCULAS DE VITAMINAS A, B3 E C1 MENEZES, Vivian Machado de2; MICHELON, Elisane3; ROSSATO, Jussane4; ZANELLA, Ivana4; FAGAN, Solange Binotto4 1

Artigo científico submetido para revista internacional_FAPERGS; CAPES; CNPq; UNIFRA Curso de Doutorado em Física da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil 3 Curso de Física Médica do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 4 Curso de Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: vica17@gmail.com 2

RESUMO

Desde a sua descoberta, as nanoestruturas de carbono, tais como fulerenos (KROTO, 1985), nanotubos (IIJIMA, 1991) e grafeno (NOVOSELOV, 2004), têm atraído substancial interesse da comunidade científica, devido às propriedades peculiares que estes materiais

apresentam.

Estas

estruturas

altamente

estáveis

possuem

inúmeras

possibilidades de aplicação. Dentre elas, o carreamento de fármacos é uma proposta promissora, onde as nanoestruturas ao interagir com moléculas de fármaco, além de servirem como vetores para a entrega do princípio ativo, poderiam controlar a liberação do mesmo e sua estabilidade. Neste contexto, este trabalho apresenta o estudo das propriedades estruturais e energéticas de fulerenos, nanotubos de carbono e grafeno interagindo com vitaminas A (DAWLING e WALD, 1960), B3 (DENU, 2005) e C (PADAYATTI, 2003), através de simulações de primeiros princípios (SOLER et al., 2002). Estas vitaminas apresentam atividade antioxidante, funções terapêuticas e cosméticas e certa instabilidade que poderia ser controlada através da interação destas com estruturas estáveis. Algumas interações de vitaminas com nanotubos de carbono (MENEZES, 2009) e fulerenos (ZANELLA et al., 2009) já haviam sido estudadas, onde uma das estruturas se apresentava na forma funcionalizada, sendo observado que as propriedades eletrônicas destes sistemas eram altamente dependentes do tipo de funcionalização realizada. Neste trabalho, é estudada a interação destas estruturas em sua forma pura, onde, para todas as configurações, é observado um regime de adsorção física, sem alterações estruturais significativas dos sistemas estudados. As energias de ligação dos sistemas são encontradas com valores que variam entre 0,10 e 0,93 eV, sendo a maior interação entre a vitamina A e o grafeno. Os valores para as distâncias de ligação entre as nanoestruturas e as vitaminas são superiores a 2,09 Å, grandes o suficiente para que não haja a formação de ligação

química, sendo que a análise da desidade de carga total mostra que não há cargas que interceptam estas estruturas, comprovando que não há interação química entre elas. Com isso, o princípio ativo original das vitaminas é mantido, o que é relevante para sistemas de entrega de drogas.

REFERÊNCIAS DENU, J. M. Vitamin B3 and sirtuin function. Trends in Biochemical Sciences, v. 30, p. 479-483, 2005.

DOWLING, J. E.; WALD, G. The biological function of vitamin a acid. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 46, p. 587-608, 1960.

IIJIMA, S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, v. 354, p. 56-58, 1991.

KROTO, H. W. et al. C60: Buckminsterfullerene. Nature, v. 318, p. 162-163, 1985.

MENEZES, V. M. de et al. Carbon nanotubes interacting with vitamins: First principles calculations. Microelectronics J., v. 40, p. 877-879, 2009.

NOVOSELOV, K. S. et al. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. Science, v. 306, p. 666-669, 2004.

PADAYATTY, S. J. et al. Vitamin C as an Antioxidant: Evaluation of Its Role in Disease Prevention. Journal of the American College of Nutrition, v. 22, p. 18-35, 2003.

SOLER, J. M. et al. The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation. J. Phys.: Condens. Matter., v. 14, p. 2745-2779, 2002.

ZANELLA, I.; LEMOS, V. GUERINI, S. Ab initio calculations of ascorbic acid interacting with C61(COOH)2 complex under pressure. Phys. Status Solidi, v. 246, p. 473-476, 2009.

ANAIS WORKSHOP EM NANOCIÊNCIAS Trabalhos Completos

ARQUITETURA DE UM SISTEMA DE CONSULTAS E VISUALIZAÇÃO GRÁFICA PARA A REPRESENTAÇÃO DO CONHECIMENTO CONTIDO NO PUBMED MACHADO, Henrique T.1; LIBRELOTTO, Giovani R.2 1

Professor do Instituto Federal Farroupilha (IF-SVS) – São Vicente do Sul – RS – Brasil Professor da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) – Santa Maria – RS – Brasil E-mail: htmachado@gmail.br 2

RESUMO O PubMed é um serviço da Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos que fornece acesso para mais de 18 milhões de citações para artigos científicos de jornais da área de ciências da saúde. De modo a propor uma nova abordagem para a busca e representação do conhecimento encontrado no resultado obtido, este trabalho apresenta uma arquitetura de um sistema para consultas utilizando prioridades e visualização das informações através de redes semânticas para representar o conhecimento contido no PubMed, para isso, foi utilizado a norma ISO 13250 Topic Maps para a criação de redes semânticas envolvendo os conceitos encontrados no sistema de informação do PubMed, realizado o desenvolvimento de uma arquitetura composta por um banco de dados com informações oriundas do PubMed , uma interface para pesquisa diferente da disponibilizada pelo sistema Entrez, onde seja possível definir prioridades para as consultas. E também fazer a representação do conhecimento contido no PubMed através de redes semânticas e técnicas de data mining.

Palavras-chave: PubMed; Data Mining; Redes Semânticas.

1. INTRODUÇÃO

O rápido crescimento da Bioinformática está ocorrendo devido às necessidades de manipulação de grandes quantidades de informações biológicas e genéticas. Sem o auxílio do computador, seria muito difícil processar e manipular essa grande quantidade de informações que a cada dia aumenta bastante. Com a descoberta do código genético e do fluxo da informação biológica, dos ácidos nucléicos para as proteínas, tais polímeros passaram a ser os principais objetivos de estudo da Biologia Molecular. Depois dessas descobertas, diversas pesquisas realizadas por inúmeros pesquisadores de diferentes áreas como biologia molecular, bioquímica estrutural, enzimologia, fisiologia, patologia, entre outras, vem gerando vários resultados e informações que devem ser armazenadas para serem utilizadas de diversas formas. Mas aí que surge o problema, como armazenar,

manipular, visualizar todas essas informações? A bioinformática usa o poder computacional para catalogar, organizar, estruturar e manipular essas informações de uma forma que facilite a utilização dessas informações que são de extrema importância para a Biologia. O presente artigo está dividido da seguinte forma: a Seção 2 apresenta os conceitos sobre PubMed. Enquanto a Seção 3 apresenta como foi construído o Banco de Dados, a Seção 4 tem como função mostrar Topic Maps aplicado ao PubMed. Por sua vez, a Seção 5 apresenta uma Interface Web utilizando um algoritmo de busca. A seção 6 apresenta a conclusão.

2. PUBMED

O acesso rápido à informação científica atualizada é de fundamental importância para o profissional da área da saúde. Essa informação científica está disponível através de artigos publicados em revistas científicas. Hoje em dia quase todas as revistas estão publicando seus conteúdos em um formato eletrônico, além da cópia impressa. No final da década de 50 a Biblioteca Nacional de Medicina criou o MEDLARS (Medical Literature Analysus and Retrieval System), um sistema feito para automatizar a composição da biblioteca médica. Em 1971, a MEDLINE, que significa MEDLARS On-Line, começou a oferecer acesso on-line a referências da base de dados MEDLARS, mas só em 1997 que o MEDLINE foi disponibilizado para todos, de forma gratuita (TIDIA - Ae system, 2006). Um recurso excelente para pesquisa de literatura científica sobre ciências biológicas é o serviço gratuito patrocinado pelo NCBI (National Center for Biotechnology Information – Centro Nacional de Informações de Biotecnologia) da Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos, conhecido como PubMed. Esse serviço permite acesso ao banco de dados MEDLINE, que é um banco de dados de citações referentes à literatura científica sobre ciências biológicas. As consultas no PubMed são realizadas através do sistema Entrez Information Retrieval. O PubMed é um dos recursos disponíveis mais utilizados por biólogos na Web. Mais de 4.000 revistas científicas estão indexadas no PubMed, incluindo a maioria das mais respeitadas revistas científicas sobre biologia celular e molecular, bioquímica, genética e campos relacionados, assim como muitas publicações clínicas de interesse para profissionais médicos (GIBAS e JAMBECK, 2001). Nele estão incluídos mais de 18 milhões de citações de MEDLINE e outros jornais relacionados com artigos científicos.

Ainda pode-se realizar consultas utilizando os termos MeSH ou Medical Subject Headings no Pubmed. MeSH é um vocabulário controlado usado na indexação dos artigos do MEDLINE. Também pode ser visto como uma biblioteca de termos padronizados que podem ajudar a localizar manuscritos que utilizem termos alternativos para referirem-se ao mesmo conceito (Gibas e Jambeck, 2001). O vocabulário MeSH provê uma forma consistente de recuperar informações que pode aparecer de diferentes formas terminológicas para descrever o mesmo conceito. Um artigo indexado para o MEDLINE tem os termos MeSH assinalados como descritores para cada um dos artigos indexados; vale ressaltar que nem todos os artigos armazenados no PubMed estão indexados. Entretanto, ao efetuar-se uma busca por artigos usando somente descritores MeSH, será encontrado somente aqueles artigos que foram indexados por temos MeSH, e perderá aqueles artigos que estão no PubMed, mas que não estão indexados pela MEDLINE.

3. BASE DE DADOS

Os dados armazenados no sistema de informação do PubMed tem uma estrutura rígida e bem definida. A gramática livre de contexto abaixo formaliza os principais conceitos da estrutura do PubMed: MedlineCitation

==>

PMID,

DateCreated,

DateCompleted,

Article,

MedlineJournalInfo, ChemicalList, CitationSubset, MeshHeadingList Article

==>

Journal,

ArticleTitle,

Pagination,

Abstract,

Affiliation,

AuthorList,

Language, PublicationTypeList Journal

==> ISSN, JournalIssue, Title

JournalIssue

==> Volume, Issue, PubDate

PubDate

==> Year, Month, Day, Hour?, Minute?, Second?

MedlineJournalInfo

==> Country, MedlineTA, NlmUniqueID

ChemicalList

==> Chemical+

Chemical

==> RegistryNumber, NameOfSubstance

MeshHeadingList

==> MeshHeading+

MeshHeading AuthorList Author

==> DescriptorName, QualifierName? ==> Author+ ==> LastName, ForeName, Initials

PublicationTypeList ==> PublicationType Os arquivos XML obedecendo à gramática acima foram transformados em uma base de dados relacional. A conversão foi feita através de um parser implementado em Java, e foi

utilizada a API SAX (SAX, 2008), e o driver JDBC do banco de dados utilizado. O parser implementado é multiplataforma, e pode ser utilizado qualquer banco de dados, desde que exista driver JDBC disponível para o mesmo. O parser otimiza as consultas SQL, visando diminuir informações duplicadas, e visa a otimização das consultas posteriores a inserção dos dados. A figura 1 exibe o diagrama ER do PubMed Local. Nesta base foram removidos os itens duplicados, tornando o processo de pesquisa consistente e melhorando o tempo de resposta das consultas.

Figura 1. Diagrama ER do PubMed Local.

4. TOPIC MAPS

Topic Maps é uma norma mantida pela ISO/IEC, usada para facilitar o intercâmbio de grandes volumes de informação e melhorar a eficiência do acesso e da manipulação dessa informação. Topic Maps provê um modelo para representação de estruturas de conhecimento sobre temas determinados, que são representados por tópicos. Tópico é a representação de qualquer coisa abstrata ou concreta que se necessite manter informações sobre. Características de tópicos, como nomes, recursos, relacionamentos, podem limitar-se a contextos específicos, conforme desejado. Um ou mais documento segundo esse modelo é chamado um topic map. Um tópico é um recurso computacional que representa (retifica) qualquer coisa relacionada com um tema do mundo real, podendo ser algo concreto ou abstrato. Por exemplo, sobre o tema: publicação, podem ser tópicos autor,titulo, resumo. As principais características do tópico são: - identificador: todo tópico obrigatoriamente possui um identificador único que irá diferenciá-lo dos demais tópicos e são usados pelas aplicações que utilizam os topic maps; - tipo: um tópico pode representar uma instância de outro tópico; - nomes: nomes são usados para auxiliar a compreensão humana do tópico em questão; - identificador de tema: indica o tema que o tópico representa do mundo real. Os tópicos podem estar relacionados a recursos de informações que são julgados relevantes a eles de alguma forma. Esses recursos são chamados ocorrências (occurrences) do tópico. Uma ocorrência sobre o tópico Artigo, por exemplo, poderia ser um resumo de um texto científico, ou uma palavra-chave, ou o nome do autor, ou qualquer outro recurso de informação que tenha alguma relação relevante com o tópico em questão. Existem dois tipos de ocorrências:  Referência ao recurso (resourceRef): encontram-se externas ao topic map, mas possuem uma conexão de acordo com o sistema usado. Isso permite que o padrão topic map possa ser aplicado em um sistema de informação já existente sem a alteração dos documentos em si;  Recurso de dado (resourceData): ocorrências internas, utilizadas para atribuir um valor específico a um tópico. Pode ser usado para associação de meta-dados a tópicos. Não há limitações para tipos de dados a ser usado, e a manipulação desse dado, é responsabilidade do aplicativo que interpreta o topic map.

Uma associação define alguma relação qualquer entre dois ou mais tópicos. A habilidade de classificar associações de acordo com o seu tipo aumenta bastante o poder de expressão dos topic maps, fazendo possível agrupar vários tópicos que possuam o mesmo relacionamento com determinado tópico. Isso é muito importante para prover interfaces amigáveis para navegar grandes volumes de informações (PEPPER, 2000). Para a extração de Topic Maps do PubMed, inicialmente, é necessário definir quais são os conceitos principais, ou seja, quais são os tópicos desse domínio em estudo. Desta forma, os tópicos escolhidos foram: Article : cada artigo é armazenado em uma tag chamada <MedlineCitation>; Author: os autores do artigo são declarados em <Author>; Keyword: as palavras-chaves são termos MeSH. Elas são definidas em <MeshHeading>; Publication year: este metadata está no caminho //PubDate/Year; Journal: todos os jornais são encontrados na tag <Journal>; Language: as linguagens dos artigos estão definidas em <Language>; Chemical substances: todas as substâncias químicas citadas em cada artigo são referenciadas em <Chemical>; A partir da escolha dos tópicos a serem extraídos do sistema, parte-se, para a definição das características de cada tópico (abaixo se apresentam as principais): (1) Artigo: identificador (PMID), título, paginação, abstract, afiliação e DOI; (2) Autor: iniciais, nome, nome do meio e sobrenome; (3) Palavras-chave: termos descritores e termos qualificadores; (4) Jornais: identificador (ISSN), título, abreviação, volume, série, data de publicação; (5) Substâncias químicas: o número de registro e o nome da substância. Na fase seguinte, especificam-se quais são as associações que deverão ser encontradas no topic map gerado: (a) autor escreve artigo; (b) artigo é descrito por suas palavras-chaves; (c) artigo foi publicado em um ano de publicação; (d) jornal é composto por artigos; (e) jornal referencia palavras-chave; (f) artigo é escrito em um idioma; (g) artigo cita substâncias químicas; (h) jornal é publicado em um ano; (i) autor publica em um ano; (j) artigo é publicado em um jornal; e (k) autor escreve em um idioma.

5. CONSULTA/ INTERFACE

A interface do PubMed local consiste em efetuar buscas em diferentes formas.

É possível executar uma busca da forma padrão onde o usuário insere as palavras chaves para sua busca e então recebe como resposta seus artigos, essa forma de busca nem sempre retorna o resultado desejado, pois ela é uma busca genérica, podendo fazer com que o usuário tenha que verificar dezenas de artigos antes que ache o que realmente era interessante a ele. Também é possível executar buscas definindo marcadores, nesse caso será feita a busca onde podem ser definidos alguns parâmetros a serem utilizados na busca, tais como: nome do autor, o intervalo de tempo que o artigo foi publicado, palavras chaves, termos MeSH, entre outros. Este projeto adiciona ao resultado da consulta, uma visualização gráfica, através de grafos, e textual de uma rede semântica, gerada através da construção da rede utilizando Topic Maps. A interface irá integrar as funcionalidades do Ulisses (LIBRELOTTO, 2007), dessa forma será possível visualizar uma rede semântica do artigo escolhido, essa rede mostrará para o usuário quais artigos determinado autor escreveu que contenham palavras chaves iguais. O usuário pode navegar dentro da rede semântica de acordo com sua necessidade, interagindo através da rede semântica gerada. Na busca avançada (Figura 2). Nessa busca é onde o usuário terá liberdade de definir quais aspectos da busca são os mais importantes em cada momento. Essa busca tem um resultado diferente da busca padrão, pois aqui se tem um algoritmo de prioridades na busca efetuada no banco de dados, se o usuário deseja que o autor dos artigos seja o parâmetro mais importante em sua busca, então ele pode definir o autor como mais importante e dessa forma o buscador retorna para ele primeiro os artigos que possuem o determinado autor e depois como co-autor e assim por diante. Essas prioridades são: autor, palavras chaves, termos MeSH, título do artigo, abstract, pmid.

Figura 2. Interface para consulta.

A Figura 3 mostra a interface com o resultado da pesquisa de uma forma gráfica através de uma rede semântica.

Figura 3. Visualização da rede semântica.

6. CONCLUSÕES

Na interface atual do PubMed temos uma busca estática, onde o usuário entra com as palavras que deseja procurar e tem vinte resultados mostrados por página, o resultado e a ordem dos artigos mostrados é a mesma sempre que forem inseridas as mesmas palavras. Isso torna a procura de artigos em áreas abrangentes complexa, pois o artigo desejado pode não aparecer nas primeiras ocorrências. A interface do PubMed local foi desenvolvida para proporcionar ao usuário uma busca onde o resultado seja obtido de maneira eficaz, permitindo ao usuário definir os parâmetros com maior relevância a sua consulta, tornando o processo de busca dinâmico, permitindo que com a mudança de pesos o artigo desejado seja mostrado entre os primeiros resultados. Com esse tipo de consulta o usuário não terá necessidade de alterar as palavras chaves com que fez a consulta, terá apenas que mudar o peso de cada item, sendo o algoritmo de busca baseado nesses itens. O usuário também pode visualizar o resultado da pesquisa através de uma rede semântica.

8. REFERÊNCIAS BOULIC, R., Renault, O. 3D Hierarchies for Animation, In: New Trends in Animation and Visualization. Edited by Nadia Magnenat-Thalmann and Daniel Thalmann, John Wiley & Sons ltd., England, 1991. DYER,

S.,

MARTIN,

J.,

ZULAUF,

Motion

Capture

White

<http://reality.sgi.com/employees/jam_sb/mocap/MoCapWP_v2.0.html>, December, 1995.

Paper.

GIBAS, C. Desenvolvendo bioinformática: ferramentas de software para aplicações em biologia. Rio de Janeiro: Campus, 2001

HOLTON, M., ALEXANDER, S. Soft Cellular Modeling: A Technique for the Simulation of Non-rigid Materials, Computer Graphics: Developments in Virtual Environments. R. A. Earnshaw and J. A. Vince, England, Academic Press Ltd., p. 449-460, 1995. th

KNUTH, D. E. The TeXbook, Addison Wesley, 15 edition, 1984.

LIBRELOTTO, G. Navegando na rede semântica dos topic maps com o Ulisses, 2007

PEPPER, S. The TAO of Topic Maps – Finding the way in the Age of Infoglut. Oslo: Ontopia, 2000.

SMITH, A., JONES, B. On the complexity of computing. In Advances in Computer Science, pages 555–566.

Publishing

Press,

1999.

SUN

MICROSYSTEMS.

Using

Java

Reflection.

<http://java.sun.com/developer/technicalArticles/ALT/Reflection/> acessado em: 13/10/08, 2008.

TIDIA - AE SYSTEM. First module of the On-line Course on PubMed Search. Retrieved Julho 12, 2007, from TIDIA - Aprendizagem Eletrônica: http://tidia-ae.incubadora.fapesp.br, 2006. SAX. Simple API for XML – SAX http://en.wikipedia.org/wiki/Simple_API_for_XML acesso realizado em 13/10/08, 2008.

ESTABILIDADE DE UMA FORMULAÇÃO TÓPICA SEMISSÓLIDA CONTENDO NANOCÁPSULAS DE MELOXICAM1 BOCHI, Loana. Dal Carobo Sagrilo2; ALVES, Marta Palma3; LAPORTA, Luciane Venturini4; ROGGIA, Isabel2; LUCHESE, Cristiane3 1

Dissertação de Mestrado (parte integrante) Mestre em Nanociências pelo Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 a a Prof Dr do Curso de Farmácia e do Mestrado Acadêmico em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 4 a Prof Ms. do Curso de Farmácia do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: losagrilo@yahoo.com.br 2

RESUMO Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a estabilidade físico-química e determinar o prazo de validade de uma formulação tópica semissólida contendo nanocápsulas (NC) de meloxicam. As amostras dos hidrogéis foram armazenadas à temperatura ambiente (25 ± 2 °C) e em estufa (40 ± 2 °C e 75 ± 5% UR) durante 180 dias e analisadas a cada 30 dias com relação às características organolépticas, reológicas e teor do fármaco. Estes parâmetros foram comparados com as formulações contendo o meloxicam na forma livre (GHM). Através dos resultados obtidos, conclui-se que a formulação nanoestruturada apresentou uma melhor estabilidade quando comparado com o GHM, representando viabilidade tecnológica para a área farmacêutica.

Palavras-chave: Nanocápsulas; Meloxicam; Estabilidade.

1. INTRODUÇÃO Atualmente, a classe dos fármacos anti-inflamatórios não-esteroides (AINES) vem sendo muito empregada em diversas patologias, principalmente nas situações que requeiram atividade anti-inflamatória e/ou analgésica (FRANÇA e KOROLKOVAS, 2006). O meloxicam é considerado um dos mais potentes analgésicos e/ou anti-inflamatórios pertencente a esta classe terapêutica, o qual atua reduzindo a dor e a inflamação, através da inibição da atividade da enzima ciclo-oxigenase (YUAN et al., 2006; AH et al., 2010). Todavia, os AINES podem desencadear toxicidade gastrintestinal em determinados pacientes quando tratados por via oral (JANTHARAPRAPAP e STAGNI, 2007). As formulações tópicas, nesse sentido, surgem como um recurso para a administração destas substâncias ativas em pacientes que apresentam distúrbios gastrintestinais (PARDEIKE et

al., 2009). Conforme pesquisas relatadas na literatura, os AINES são considerados fármacos potencialmente adequados para o desenvolvimento de formas farmacêuticas tópicas, apresentando adequabilidade através da via cutânea e eficácia terapêutica (MILÃO et al., 2003). A vetorização de fármacos tem sido uma área de intensa pesquisa nos últimos anos, pois permite a liberação do fármaco no sítio de ação específico, promovendo uma melhora da sua eficácia terapêutica, como também uma redução da toxicidade e da dose administrada, com consequente diminuição dos efeitos adversos (BERNARDI et al., 2009; HAAS et al., 2009). Dentre os sistemas coloidais carreadores de fármacos podem-se citar as nanocápsulas, que são vesículas constituídas por um invólucro polimérico disposto ao redor de um núcleo oleoso, podendo o fármaco estar dissolvido neste e/ou adsorvido à parede polimérica (DURAN, MATTOSO e MORAIS, 2006). Estudos com relação ao uso do meloxicam em sistemas nanocarreadores poliméricos para aplicação sobre a pele ainda não foram relatados na literatura. Até o momento, não há nenhuma apresentação da forma tópica do meloxicam disponível no mercado, tanto para o fármaco na forma livre como na forma nanoestruturada. Portanto, este trabalho teve como objetivo principal avaliar a estabilidade físico-química e determinar o prazo de validade de uma formulação tópica semissólida contendo nanocápsulas de meloxicam. Vale ressaltar que, todos os estudos foram realizados comparando-se o comportamento do anti-inflamatório na forma nanoencapsulada com a forma livre.

2. METODOLOGIA As suspensões contendo nanocápsulas de meloxicam (SNCM), suspensões contendo nanocápsulas brancas (SNCB), assim como o gel hidrofílico contendo nanocápsulas de meloxicam (GHNCM), gel hidrofílico de meloxicam (GHM) e o gel hidrofílico contendo nanocápsulas brancas (GHNCB) foram preparados e caracterizados por Bochi (2010). As nanocápsulas foram preparadas pelo método da deposição interfacial do polímero pré-formado, na concentração de 0,3 mg/mL (adaptado de Fessi, Puisieux & Devissaguet, 1988). Os hidrogéis foram preparados conforme metodologia descrita por Alves et al. (2005). Como controle, utilizou-se o GHNCB, ou seja, sem o fármaco. Todos os géis foram preparados em triplicata, acondicionados em potes plásticos de parede dupla, com tampa rosqueável e mantidos à temperatura ambiente (25 ± 2 °C) e em estufa (temperatura de 40 ± 2 °C e 75 ± 5 % UR), para posterior estudo de estabilidade.

2.1. ESTUDO DE ESTABILIDADE DAS FORMULAÇÕES SEMISSÓLIDAS

As amostras submetidas ao estudo de estabilidade foram armazenadas em temperatura ambiente (25 ± 2 °C) e em temperatura de 40 °C (± 2 °C) e 75% UR (± 5%) (BRASIL, 2005). Os parâmetros analisados correspondem, às características organolépticas (aparência, cor e odor), espalhabilidade, viscosidade, teor do fármaco e prazo de validade. As características organolépticas foram analisadas segundo a metodologia descrita por Alves (1996); a espalhabilidade foi analisada através do método das placas paralelas, proposto por De Paula et al. (1998) e o viscosímetro rotacional de Brookfield foi o equipamento utilizado para avaliar a viscosidade das formulações (ALVES, 2006). A metodologia para análise do teor do fármaco e do prazo de validade serão descritas a seguir. As determinações foram realizadas a cada 30 dias, por um período de 180 dias.

2.1. DOSEAMENTO DO MELOXICAM NAS FORMULAÇÕES SEMISSÓLIDAS CONTENDO O FÁRMACO NA FORMA LIVRE OU NA FORMA NANOENCAPSULADA As amostras foram analisadas seguindo metodologia modificada e previamente validada por Vignaduzzo, Castellano & Kaufman (2008). Para a determinação do teor do fármaco do GHM e do GHNCM, as amostras armazenadas em ambas as temperaturas, foram analisadas conforme descrito a seguir. Para o processo de extração, pesou-se 3,745 g de cada formulação e completou-se o volume com metanol em um balão volumétrico de 10 mL. Estes balões foram agitados no agitador de tubos por 15 minutos, sonicados por 30 minutos e posteriormente aquecidos (35-40 oC) na chapa de aquecimento com agitação magnética durante 15 minutos. A seguir, transferiu-se 1 mL desta solução para outro balão volumétrico de 10 mL, que teve seu volume completado com o diluente, constituído por uma mistura de metanol, isopropanol e tampão fosfato de potássio 50 mM (pH 5,9), na proporção de 51:9:40 (v/v/v), resultando numa concentração de 10,0 µg/mL. Estas amostras foram novamente agitadas no agitador de tubos por 15 minutos, sonicadas por 30 minutos e posteriormente aquecidas (35-40 oC) na chapa de aquecimento com agitação magnética durante 15 minutos. Por fim, as amostras foram ultracentrifugadas a 3500 rpm por um período de 15 minutos e filtradas em papel filtro, respectivamente. Após, efetuou-se a leitura das mesmas em espectrofotômetro UV-VIS, utilizando-se o comprimento de onda de 361nm. O ajuste do zero foi realizado com o diluente, descrito anteriormente. Os resultados obtidos foram aplicados na curva de calibração e calculados através da equação da reta. O teor de meloxicam em cada amostra foi expresso em μg/mL e porcentagem (%). Esta determinação foi realizada com as amostras em triplicata, as quais foram protegidas da luz durante o experimento.

2.2. DETERMINAÇÃO DO PRAZO DE VALIDADE DAS FORMULAÇÕES SEMISSÓLIDAS CONTENDO MELOXICAM NA FORMA LIVRE E NA FORMA NANOENCAPSULADA A determinação do prazo de validade foi realizada segundo o Guia para a Realização de Estudo de Estabilidade (BRASIL, 2005), através da técnica de doseamento de acordo com o item 2.1. Os resultados do teor foram calculados, estes dados extrapolados e a partir destes, o prazo de validade foi estimado (ICH, 1996; GRIMM, 1998).

2.3. ANÁLISES ESTATÍSTICAS DOS RESULTADOS

A metodologia estatística dos dados incluiu análise descritiva de variáveis como a média, desvio padrão, coeficiente de variação, estudos de correlação, regressão linear simples, análise de variância (ANOVA) e teste de Tukey, considerando-se níveis de significância de 0,05.

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1. ESTUDO DE ESTABILIDADE DAS FORMULAÇÕES SEMISSÓLIDAS De acordo com as características organolépticas, pode-se observar que o GHNCM apresentou inicialmente uma coloração branca (figura 1A), enquanto que o GHM apresentou uma coloração levemente amarelada (figura 1B), ambos com aspecto brilhante e homogêneo.

Figura 1 - Formulações semissólidas contendo meloxicam na forma nanoencapsulada e na forma livre, respectivamente, após 48 horas de preparação (A e B), ao término dos 180 dias de análise em T.A (25 ± 2 °C) (C e D) e ao término dos 180 dias de análise em estufa (40 ± 2 °C.) (E e F).

O GHNCM não sofreu alterações em relação à aparência e cor durante os 180 dias de análise, quando armazenado em T.A (figura 1C), porém foram detectadas alterações no odor desta formulação aos 150 dias de experimento. Já nesta mesma temperatura, o GHM sofreu alterações bem visíveis em relação à aparência e odor, apresentando ainda uma leve perda da sua coloração (figura 1D), as quais foram desencadeadas a partir dos 60 dias de experimento. As características organolépticas visualizadas para o GHNCM, armazenado a 40 ± 2 °C, não sofreram alterações em relação à aparência e cor ao término dos 180 dias de análise (figura 1E), porém foram detectadas alterações no odor desta formulação aos 120 dias de experimento. Já nesta mesma temperatura, o GHM, apresentou alterações visíveis em relação à aparência, cor e odor durante o período testado (figura 1F), as quais foram desencadeadas a partir dos 60 dias de experimento. Assim, o GHNCM manteve suas características organolépticas por um período de tempo maior que o GHM, cerca de 120 dias a mais no que diz respeito à aparência e cor e 90 e 60 dias a mais no que diz respeito ao odor, quando armazenadas em T.A e estufa, respectivamente. Estes resultados sugerem que as NC podem estar promovendo uma proteção do fármaco, frente às alterações referentes à aparência, cor, odor e consistência. As medidas de viscosidade foram feitas em um equipamento Brookfield, sendo as mesmas realizadas na velocidade de 100 rpm, usando o spindle 29. De acordo com os valores apresentados na tabela 1, observa-se que não houve uma alteração significativa (p≥0,05) da viscosidade entre os valores iniciais e ao término do experimento (180 dias), tanto para o GHNCM quanto para o GHM, quando armazenados em T.A. Todavia, houve uma diminuição significativa (p≤0,05) da viscosidade em ambas as formulações semissólidas em função dos 120 dias de armazenagem em estufa. Tabela 1 - Valores de viscosidade (mPa.s) para o GHNCM e para o GHM, armazenados em T.A (25 ± 2 °C) e em ES (40 ± 2 °C) durante 180 dias de análise ± DP (n=3)

Tempo (dias) 2 30 60 90 120 150 180

GHNCM T.A Viscosidade (mPa.s) 5696 ± 66 5529 ± 260 5446 ± 386 5363 ± 361 5460 ± 554 5606 ± 247 5456 ± 794

GHM T.A Viscosidade (mPa.s) 4553 ± 270 4499 ± 480 4446 ± 357 4193 ± 411 4263 ± 412 4400 ± 331 4300 ± 431

GHNCM ES Viscosidade (mPa.s) 5696 ± 66 5196 ± 104 4696 ± 92* 4240 ± 220* 3973 ± 181* 3896 ± 171* 3790 ± 304*

GHM ES Viscosidade (mPa.s) 4553 ± 270 3973 ± 691* 3393 ± 430* 2243 ± 256* 1336 ± 132* -

- Amostras não obtiveram leitura, apresentando sinais de instabilidade. * Valores estatisticamente significativos (p≤0,05) quando comparados com os seus resultados iniciais.

Vale ressaltar que os valores iniciais de viscosidade, para o GHNCM e para o GHM, sofreram uma redução significativa (p≤0,05) a partir do 60° e 30° dias, respectivamente, quando armazenados em estufa. Considera-se ainda que o GHM não obteve mais leitura a partir do 150° dia de análise. Esse comportamento pode ser justificado pela perda da estabilidade das formulações, o que vem colaborar com os resultados apresentados com relação às características organolépticas, as quais apresentaram alterações significativas com relação à cor, odor, aparência e consistência, quando armazenadas a 40 ± 2 °C. Portanto, este resultado demonstra uma melhor estabilidade da formulação nanoestruturada quando comparada com a formulação contendo o fármaco livre. Comparando-se os valores de viscosidade iniciais e ao término dos 180 dias de análise em T.A, entre o GHNCM e o GHM, verificou-se que os mesmos não apresentam diferença significativa (p≥0,05). Em estufa, os valores de viscosidade ao término dos 120 dias de análise, entre o GHNCM e o GHM, mostraram-se estatisticamente diferentes (p≥0,05). As duas formulações tiveram seus valores de viscosidade diminuídos ao longo do experimento, quando armazenadas em estufa. Desta forma, seria importante fazer algumas alterações nos componentes das referidas formulações, por exemplo, aumentar a concentração do agente espessante ou testar outras opções de gelificantes, visando melhorar a estabilidade destas frente a temperaturas mais elevadas. Através da análise do índice de plasticidade (n) e do coeficiente de consistência (K), pôde-se verificar que ambas as formulações, armazenadas tanto em T.A, quanto em estufa, apresentaram fluxo não-newtoniano e comportamento pseudoplástico (n<1), seguindo o modelo de Ostwald. Desta forma pode-se concluir que a incorporação das nanopartículas não alterou o comportamento reológico da formulação semissólida. Os valores de espalhabilidade descritos na tabela 2 referem-se ao peso das placas (198g) em que todas as amostras obtiveram leituras. Tabela 2 - Valores de espalhabilidade referentes ao GHNCM e ao GHM, armazenados em T.A (25 ± 2 °C) e em ES (40 ± 2 °C) durante 180 dias de análise ± DP (n=3)

Tempo (dias) 2 30 60 90 120 150 180

GHNCM T.A 3004 ± 972 3582 ± 349 4183 ± 979 4074 ± 339 3944 ± 361 4549 ± 636 4363 ± 399

Espalhabilidade GHM T.A GHNCM ES 3901 ± 55 3004 ± 972 4398 ± 779 3547 ± 348 4455 ± 135 3852 ± 379 4649 ± 381 4262 ± 261 4742 ± 322 4213 ± 512 4943 ± 816 4264 ± 586 5816 ± 577* 4349 ± 553

GHM ES 3901 ± 55 4555 ± 224 5274 ± 759* 5327 ± 425* 5913 ± 280* 5974 ± 604* 6438 ± 604*

* Valores estatisticamente significativos (p≤0,05) quando comparados com os seus resultados iniciais.

De acordo com os valores apresentados na tabela 2, referentes aos valores de espalhabilidade das amostras armazenadas em T.A, observa-se que o GHNCM não sofreu alterações significativas (p≥0,05) no decorrer do experimento. Todavia, os valores iniciais de espalhabilidade do GHM aumentaram significativamente (p≤0,05) ao término dos 180 dias de experimento. Este resultado indica que o GHNCM manteve-se estável durante 180 dias de análise e as alterações observadas não comprometem a espalhabilidade desta formulação semissólida. Para as amostras armazenadas em estufa, verificou-se que o GHNCM manteve seus valores iniciais de espalhabilidade estáveis ao término dos 180 dias de análise. Entretanto, o GHM apresentou um aumento significativo (p≤0,05) nos seus valores iniciais de espalhabilidade com o tempo de armazenamento, demonstrando ser estatisticamente diferente a partir do 60°dia do experimento. Ao final do estudo de espalhabilidade, verificou-se que a incorporação das NC nas bases semissólidas armazenadas em ambas as temperaturas, contribuiu para a melhoria das características reológicas da formulação. Considerando que o veículo utilizado em ambas as formulações (GHNCM e GHM) foi o mesmo, e que o GHM apresentou sinais de instabilidade durante todo o experimento, pode-se considerar, desta forma, que o GHNCM apresenta maior estabilidade que o GHM. É importante considerar, ainda, que os valores de espalhabilidade obtidos durante o período do experimento reafirmam os resultados encontrados para a viscosidade destas formulações, indicando uma melhor estabilidade do GHNCM em relação ao GHM. De acordo com a tabela 3 pode-se observar que não houve diferença significativa (p≥0,05) entre o teor inicial (100,20 ± 0,20%) e final (97,84 ± 0,12%) do GHNCM, durante os 180 dias de análise para as amostras armazenadas em T.A. O teor inicial (100,43 ± 0,21%) do GHM reduziu para 89,67 ± 0,28%, não sendo analiticamente significativo. Tabela 3 - Valores referentes ao doseamento do meloxicam incorporado no GHNCM ou no GHM, armazenados em T.A à 25 ± 2 °C e em ES à 40 ± 2 °C durante 180 dias (n=3)

Tempo (dias) 2 30 60 90 120 150 180

GHNCM T.A Teor (%) 100,20 ± 0,20 99,97 ± 0,17 99,74 ± 0,28 99,67 ± 0,20 99,23 ± 0,31 98,95 ± 0,20 97,84 ± 0,12

GHM T.A Teor (%) 100,43 ± 0,21 99,79 ± 0,20 99,35 ± 0,21 98,98 ± 0,17 97,98 ± 0,14 95,76 ± 0,27 89,67 ± 0,28

GHNCM ES Teor (%) 100,20 ± 0,20 99,65 ± 0,18 99,37 ± 0,18 99,09 ± 0,24 95,85 ± 0,38 94,81 ± 0,24 90,55 ± 0,13

GHM ES Teor (%) 100,43 ± 0,21 97, 13 ± 0,22 95, 85 ± 0,28 91,50 ± 0,20 83,14 ± 0,17* 76,76 ± 0,24* 65,41 ± 0,25*

* Valores estatisticamente significativos (p≤0,05) quando comparados com os seus resultados iniciais.

Além disso, pôde-se observar que não houve diferença significativa (p≥0,05) entre o teor inicial (100,20 ± 0,20%) e final (90,55 ± 0,13%) do GHNCM, durante os 180 dias de análise para as amostras armazenadas em estufa. O teor inicial (100,43 ± 0,21%) do GHM reduziu para 65,41 ± 0,25%, sendo estes valores analiticamente e estatisticamente significativos, visto que a maioria das Farmacopeias preconiza uma redução do teor do fármaco de, no máximo, 10%. Desta forma, o resultado obtido para o GHM armazenado em estufa, aos 120 dias de experimento (83,14 ± 0,17%), já indica a perda de sua validade. A análise dos teores (%) das formulações do GHNCM e do GHM, permitiu indicar que as NC podem estar exercendo uma ação protetora frente ao fármaco, permitindo a manutenção de seus teores acima de 90% até mesmo para as formulações armazenadas 180 dias em estufa, quando comparadas com as formulações contendo o fármaco livre. Portanto, estes resultados demonstram uma maior estabilidade do GHNCM sobre o GHM. A determinação do prazo de validade do GHNCM e do GHM foi estimada através do teor do fármaco (%). Os valores foram obtidos das amostras armazenadas em T.A. e ES, durante 180 dias de análise (tabela 3). De acordo com as análises realizadas pode-se determinar que para as formulações semissólidas armazenadas T.A, o prazo de validade estipulado foi superior a 350 dias para o GHNCM (figura 2 A), já para o GHM o prazo estipulado foi de 162 dias (figura 2 B). Observa-se através destes dados que as NC aumentaram a estabilidade do meloxicam, em 50%, com relação ao fármaco na forma livre.

Figura 2 - Extrapolação da concentração de meloxicam presente no gel hidrofílico para a forma nanoencapsulada (A) e livre (B) armazenada em temperatura ambiente (25 ± 2 °C).

Para as formulações semissólidas armazenadas em estufa, o prazo de validade estipulado para o GHNCM ficou em torno de 170 dias (figura 3 A), enquanto para o GHM o prazo estipulado foi de 48 dias (figura 3 B). Verifica-se, assim, que o prazo de validade pode ser estipulado cerca de 30% a mais em relação à mesma formulação na forma nanoencapsulada.

Figura 3 - Extrapolação da concentração de meloxicam presente no gel hidrofílico para a forma nanoencapsulada (A) e livre (B) armazenada em estufa (40 ± 2 °C).

Portanto, de acordo com a extrapolação do prazo de validade das amostras, armazenadas

ambas

temperaturas,

pode-se

sugerir

que

estão

desempenhando um papel de proteção para o meloxicam por um período de tempo maior, em relação ao GHM. Estes resultados demonstram que a forma nanoestruturada do gel apresenta uma estabilidade melhor que a forma livre do ativo.

4. CONCLUSÕES A realização deste trabalho permitiu concluir que a incorporação das NC nas bases semissólidas contribuiu para a melhoria das suas características organolépticas e reológicas, as quais se mostraram bem mais estáveis que a formulação contendo o fármaco na sua forma livre durante todo o período de análise, representando viabilidade tecnológica para a área farmacêutica. A análise dos teores (%) de meloxicam das formulações permitiu indicar que as NC podem estar exercendo uma ação protetora frente ao fármaco, permitindo a manutenção de seus teores acima de 90% até mesmo para as formulações armazenadas 180 dias em estufa, justificando, assim, o elevado prazo de validade estimado para a formulação nanoestruturada. 5. REFERÊNCIAS AH, Y.; CHOI, J.; CHOI, Y.; KI, H.; BAE, J. A novel transdermal patch incorporating meloxicam: In vitro and in vivo characterization. International Journal of Pharmaceutics. v. 385, p. 12-19, 2010.

ALVES, M. P. Desenvolvimento e avaliação da estabilidade de bases dermatológicas. Influência de promotores de absorção na permeação transdérmica de piroxicam. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Farmacêuticas: Universidade Federal de Santa Maria- UFSM, 1996.

ALVES, M. P. Formas farmacêuticas plásticas contendo nanocápsulas, nanoesferas e nanoemulsões de nimesulida: desenvolvimento, caracterização e avaliação da permeação cutânea in vitro. Tese (Doutorado) Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas - Faculdade de Farmácia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, Porto Alegre-RS, p. 166, 2006.

ALVES, M. P.; POHLMANN, A. R.; GUTERRES, S. S. Semisolid topical formulations containing nimesulida-loaded nanocapsules, nanospheres or nanoemulsion: development and rheological characterization. Pharmazie, v. 60, p. 900-904, 2005.

BERNARDI, A.; BRAGANHOL, E.; JÄGER, E.; FIGUEIRÓ, F., EDELWEISS, M. I.; POHLMANN, A. R.; GUTERRES, S. S.; BATTASTINI, A. M. O. Indomethacin-loaded nanocapsules treatment reduces in vivo glioblastoma growth in a rat glioma model. Cancer Letters. v. 281, p. 53-63, 2009.

BOCHI, L. D. C. S. Desenvolvimento, caracterização e avaliação da atividade antinociceptiva de uma formulação tópica semissólida contendo nanocápsulas de meloxicam. Dissertação (Mestrado) apresentada ao Curso de Mestrado Acadêmico em Nanociências do Centro Universitário Franciscano - UNIFRA, Santa Maria, RS, p. 147, 2010.

BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Guia para a realização de estudo de estabilidade. Brasília, DF, 2005.

BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Guia para validação de métodos analíticos e bioanalíticos. Brasília, DF, 2003.

DE PAULA I. C.; ORTEGA G. G.; BASSANI V. L.; PETROVICK P. R. Development of Ointment Formulations Prepared with Achyrocline satureioides Spray-Dried Extracts. Drug Development and Industrial Pharmacy. v. 24, n. 3, p. 235-241, 1998.

DURAN, N.; MATTOSO, L. H.; MORAIS, P. C. Nanotecnologia: introdução, preparação e caracterização de nanomateriais e exemplos de aplicação. São Paulo: Artliber Editora, 2006.

FESSI, H.; PUISIEUX, F.; DEVISSAGUET, J. Procédé de préparation des systémes collïdaux dispersibles d’une substance sous forme de nanocapsules. European Patent. 0274961 A1, 1988.

FRANÇA, F. F. DE A. C. DE; KOROLKOVAS, A. Dicionário Terapêutico Guanabara. Edição 2006/2007. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006.

GRIMM, W. Extension of the International Conference on Harmonization Tripartite Guideline for Stability Testing of New Drug Substances and Products to Countries of 126 Climatic Zones III and IV. Drug Development and Industrial Pharmacy. v. 24, n. 4, p. 313-325, 1998.

HAAS, S. E.; BETTONI, C. C.; OLIVEIRA, L. K. de; GUTERRES, S. S.; DALLA COSTA, T. Nanoencapsulation increases quinine antimalarial efficacy against Plasmodium berghei in vivo. International Journal of Antimicrobial Agents. v. 34, p. 156-161, 2009.

ICH Harmonised Tripartite Guideline. Validation of analytical procedures: Text and Methodology – Q2(R1) – Current Step 4 version Parent Guideline Dated 27 October 1994 (Complementary Guideline on Methodology dated 6 November 1996 incorporated in November 2005) ICH Steering Committee. Commission

the

European

Communities,

Geneva,

2005.

Disponível

em:

<www.emea.europa.eu/pdfs/human/ich/038195en>. Acesso em: 01 de outubro de 2007.

JANTHARAPRAPAP, R.; STAGNI, G. Effects of penetration enhancers on in vitro permeability of meloxicam gels. International Journal of Pharmaceutics. v. 343, p. 26-33, 2007.

MILÃO, D.; KNORST, M. T.; GUTERRES, S. S. Hydrophilic Gel Containing Nanocapsules of Diclofenac: Development, Stability Study and Physic-chemical Characterization. Pharmazie. v. 58, p. 325-329, 2003.

PARDEIKE, J.; HOMMOS, A.; MÜLLER, R. H. Lipid nanoparticles (SLN, NLC) in cosmetic and pharmaceutical dermal products. International Journal of Pharmaceutics. v. 366, p. 170-184, 2009.

VIGNADUZZO, S. E.; CASTELLANO, P. M.; KAUFMAN, T. S. Method development and validation for the simultaneous determination of meloxicam and pridinol mesylate using RP-HPLC and its application in drug formulations. Journal of Pharmaceutical Analysis. v. 46, p. 219-225, 2008.

YUAN, Y.; LI, S.; MO, F.; ZHONG, D. Investigation of microemulsion system for transdermal delivery of meloxicam. International Journal of Pharmaceutics. v. 321, p. 117-123, 2006.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA DA TOXICIDADE DE MONOCRISTAIS SEMICONDUTORES COLOIDAIS 1 BARROS, T. U.2; PIRES, R. O.2; ALVES, M. P.3; Fagan, S. B.3 1

Trabalho de Pesquisa - Mestrado em Nanociências - UNIFRA Discente do Mestrado Acadêmico em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil 3 Docente do Mestrado Acadêmico em Nanociências Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail: urbanbarros@gmail.com; olequespires@gmail.com; martafarm@unifra.br; solange.fagan@gmail.com. 2

RESUMO Nanocristais ou nanopartículas semicondutoras fluorescentes estão sendo estudadas com mais afinco devido as suas aplicações biológicas. Também conhecidas como Quantum Dots (QDs) ou qdots, são partículas tridimensionais que possuem tamanhos que variam de 2 - 100 nanometros. Eles são futuras ferramentas potenciais para o estudo de processos intracelulares, marcação de tumores e diagnósticos mais precisos por proporcionar uma alta resolução de imagens celulares como exemplo os Glioblastomas. A partir dessas definições este trabalho terá como objetivo realizar uma revisão bibliográfica sobre a toxicidade destas nanopartículas.

Palavras-chave: Nanopartículas; Quantum dots; Semicondutores, Toxicidade.

1. INTRODUÇÃO

Pontos quânticos são nanocristais semicondutores de aproximadamente 2 a 100 nm com propriedades ópticas e elétricas e atualmente aplicados em investigação biomédica, indústrias de imagem e eletrônica (BRUCHEZ et al., 1998; DABBOUSI et al., 1997). Assim, fisicamente, Qdots são nanoestruturas de dimensão 0-D, confinadas nas três regiões, ou seja, quantizados em x,y e z; semicondutores, os níveis entre banda de valência e banda de condução são reparados por uma região proibida de energia denominada gap que pode chegar até em torno de 5eV. Qdots são frequentemente descritos como átomos artificiais, por possuírem o mesmo comportamento de um elétron confinado, e da mesma forma que os elétrons, seus níveis de energia podem ser analisados por técnicas de espectroscopia óptica e análise suas propriedades ópticas. Mas, ao contrário de um átomo, o Qdot pode ser descrito e controlado em diferentes tamanhos e formas (SANTOS et al., 2008).

Por possuir esta capacidade de alteração de suas propriedades ópticas por meio do ajuste do tamanho, o ponto quântico é vantajoso para muitas aplicações. Alguns exemplos são:

utilização

células

solares,

diodos

lasers,

detectores,

interruptores,

telecomunicações e também como rótulos fluorescentes biológicos. Os Qdots geralmente são sintetizados em solventes orgânicos apolares. Diferentes tipos de solubilização foram criados ao longo dos anos. Recentemente foi desenvolvida a técnica de incluir um método de síntese a base de água, que proporciona partículas que emitem luz na região do visível e são intrinsecamente solúveis (MICHALET et al., 2005). Algumas

funções

que

Qdots

podem

assumir

são

moléculas

reconhecimento, estar equipados com membranas e células de interação com capacidade enzimática, molécula-alvo, podendo transplantar uma molécula de reconhecimento para o Qdot. Um exemplo de molécula-alvo é o DNA, os anticorpos, entre outros. Por este motivo são nomeados como sondas multipotentes, pois dependendo do grupo funcional que se acopla a ele, desempenha uma função diferente. Além das técnicas de caracterização apresentadas, também se pode utilizar Fluorescência de Transferência de Energia de Ressonância (FRET), Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM) e Citometria de fluxo (SANTOS et al., 2008). Existem técnicas mais convencionais para a caracterização dos Qdots além das citadas acima como: microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia raman e espalhamento de luz dinâmico (DLS). Todas essas técnicas são capazes de determinar o tamanho dos Qdots. Rameshwar cita em seu trabalho a análise dessas técnicas para determinar o tamanho dos qdots: “Estudos de tamanho QDs são geralmente calculados utilizando as técnicas convencionais, como a digitalização de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS)” (RAMESHWAR, 2006). A evolução dos estudos sobre pontos quânticos tem aumentado nas últimas décadas por ter uma aplicação biológica muito importante. Os últimos estudos sobre quantum dots tem se intensificado nos processos intracelulares, observação in vivo de tráfico de células, tumor segmentação e diagnósticos (SANTOS et al., 2008). Todas estas vantagens descritas acima tornam a aplicação dos Qdots como rótulos biológicos e ferramentas potenciais para o diagnóstico de câncer. Também é um novo campo de estudo, que exige grande empenho no sentido de conhecimentos interdisciplinar. Além disso, esta área tem um grande potencial para novas aplicações na área nanomédica,

onde se destaca o diagnóstico de doenças, tratamentos e prevenção dos mesmos (SANTOS et al., 2008).

2. TOXICIDADE Para analisar a toxicidade dos Qdots e compreender o potencial de sua toxicidade é necessário analisar sua estrutura, propriedades físico-químicas e condições ambientais. HARDMAN (2006) descreve:

Nem todos os QDs não são iguais; eles não podem ser considerados um grupo uniforme de substâncias. Sua absorção, distribuição, metabolismo, excreção e toxicidade dependem de múltiplos fatores derivados de ambas propriedade inerentes físico-químicas e condições ambientais. O tamanhos, a carga, a concentração, a bioatividade do revestimento externo (grupos funcionais e material de nivelamento) e estabilidade oxidativa, fotolítica e estabilidade mecânica, têm sido cada vez mais implicadas para determinar fatores de toxicidade dos QDs.

Conforme o autor, ainda que existam diversos benefícios potenciais como, por exemplo, marcadores de fármacos e uso para diagnósticos por imagem, eles podem representar risco à saúde humana e para o meio ambiente sob determinadas condições. A estrutura dos Qdots difere de outras nanopartículas em suas propriedades físicoquímicas, com núcleo composto por uma estrutura cristalina metalóide, apresentando uma variedade de núcleos metálicos (HARDMAN, 2006). O núcleo dos Qdots apresentam uma variedade de metais semicondutores, metais nobres, que formam compostos descritos na Tabela 1.

Tabela 1: Composição dos Qdots e de seus núcleos Grupo I

Grupo II

Fosfato de índio (InP)

Sulfeto de zinco (ZnS)

Arseniato de índio (InAs)

Selenieto de Zinco - zinco/selênio (ZnSe)

Arseniato de gálio

Selênio (Se)

Núcleos

Metalóide - Arseneto de gálio (GaAs)

Seleneto de Cádmio (CdSe)

Nitreto de gálio (GaN)

Telureto de Cádmio (CdTe)

Além disto, existem rotas sintéticas para a formação de novas estruturas mais pesadas como: CdTe / CdSe, CdSe / CdTe e compostos híbridos de chumbo-selênio (PbSe) (KIM et al., 2003). Existem poucos estudos sobre toxicidade dos Qdots. A grande maioria apresenta relatos sobre suas propriedades físico-químicas e também mostram informações discrepantes devido à falta de padronização dos estudos, variedade de dosagens e propriedades individuiais únicas. Recentemente a organização National Science Foundation e os E.U.Environmental Protection Agency tiveram a iniciativa de investigar informações disponíveis sobre as rotas de exposição aos Qdots. Entretando, sua aerolização, meia-vida e interação com o meio são pouco compreendidas (HARDMAN, 2006).

2.1 VIAS DE EXPOSIÇÃO

A exposição aos qdots no meio ambiente, trabalho, com fins terapêuticos ou diagnósticos, pode levar a inalação, absorção cutânea ou ingestão. Oberdörster et al (OBERDÖRSTER et al., 2005) relata em seu estudo:

Por exemplo, QDs < 2,5 nm, pode atingir o pulmão profundo e interagir com o epitélio alveolar, enquanto em seu tamanho maior, são depositados em espaços brônquicos. No entanto, desconhecemse as condições e se eles formam agregados no ar.

Hardman (2006) conclui: “[...] inalação pode causar riscos já que os QDs são incorporados através de endocitose por uma variedade de tipos de células e podem residir nas mesmas por semanas e até meses”. Com relação ao risco de absorção cutânea, Hardman (2006) descreveu que para exposição e ingestão acidental, suas consequências ainda são desconhecidas, enquanto que, Koeneman encontrou penetração nas camadas mais superiores da pele intacta, quando estudou Qdots recobertos com PEG (KOENEMAN et al., 2008). Para a exposição ao meio ambiente, devido às propriedades físico-químicas descritas anteriormente, será difícil sua padronização, pois se ocorrer a degradação dos monocristais, suas taxas são altamente variáveis e vão depender das características do material em exposição (HARDMAN, 2006). Em geral, os parâmetros de exposição são dependentes de algumas variáveis: toxicidade, farmacocinética, farmacodinâmica e estabilidade in vivo. Quando a cinética e a dinâmica dos Qdots forem caracterizadas, assim como é feito com os produtos farmacêuticos em geral, os riscos causados podem ser reduzidos através do controle de qualidade - consistência e confiabilidade na produção - e então poderão ser utilizados com fins terapêuticos/diagnósticos (HARDMAN, 2006).

2.2 CITOTOXICIDADE DE QDOTS Lovric (2005) cita que: “Os estudos in vitro sugerem que certos tipos de QDs podem ser citotóxicos” (LOVRIC, 2005). Estudos esses comprovados através da análise de QDs de CdTe revestidos com ácido mercaptopropionico (MPA) e cisteamina, que foram citotóxicos para células de ratos feocromocitoma (PC12) em culturas com uma concentrações de 10 mg/mL. No mesmo trabalho Lovric (2005), refere-se ao tamanho dos pontos quânticos que influenciam na citotoxicidade:

A citotoxicidade foi pronunciada com QDs pequenos positivamente carregados (2,2 ± 0,1 nm) do que com os maiores igualmente carregados (5,2 ± 0,1 nm) [...]. A distribuição sub-celular também foi afetada pelo tamanho dos pontos quânticos, os menores localizados no compartimento nuclear e os maiores no citosol.

Devido à falta de conhecimento da ação dos Qdots nos mecanismos envolvidos na morte celular, esta foi considerada devido à presença do Cádmio (Cd) – ocasionado pela degradação do núcleo do Qdot – formação de radicais livres ou a interação do Qdot com componentes intracelulares resultando na perda de funções (HARDMAN, 2006). Lovric (2005) analisa os Qdots compostos de CdTe revestidos com ácido mercaptopropionico (MPA) e cisteamina, que foram citotóxicos para cultura de células de feocromocitoma em ratos (PC12), em culturas com uma concentração de 10 g/mL (12 h). Em outro estudo Hoshino (2004B) utiliza ácido mercapto-undecanoic (MUA) - sem Qdots - por 12 horas ocasionando grave citotoxicidade nas células EL-4 com uma dose de 100 g/mL. Já a cisteamina provocou fraca genotoxicidade com 100 g/mL em 12 horas, provando a toxicidade do material da camada “Shell” (HOSHINO et al., 2004-A), relatou também que após 10 dias os Qdots permaneceram nas celulas e sua fluorescência fui diminuído gradativamente. Shiohara (2004) observou a toxicidade dos Qdots CdSe/ZnS cobertos com MUA em células HeLa e hepatócitos humanos na dose de 100 g/mL em 12 horas (SHIOHARA, 2004). Os dados podem ser melhor visualizados na Tabela 2. Tabela 2: Comparação entre Autores

Qdots - “Shell”

Lovric

Hoshino

Shiohara

CdTe-MPA

Cisteamina

CdS/ZnS-MUA

MUA Cultura de Células

PC12

EL-4

HeLa Hepatóciots

Dose

10 g/mL

100 g/mL

Tempo

12 horas

A citotoxicidade dos trabalhos foi determinada atrvés do método MTT-3 em ensaio (HARDMAN, 2006). O MTT é um método colorimétrico baseado na capacidade das células vivas reduzirem o sal no produto formado (MAIA e VASCONCELLOS, 2004). Existem diversos estudos in vitro e in vivo citados na literatura que trazem falta de provas sobre toxicidade induzida (HOSHINO et al., 2004-A; BALLOU et al., 2004; DUBERTRET et al., 2002; JAISWAL et al., 2003; LARSON et al., 2003). Contudo, existem outros trabalhos que sugerem que os Qdots afetam no crescimento das células e viabilidade. Com isso, constata-se que a toxicidade se mostrou parcialmente dependente do

tamanhos dos Qdots, revestimento “Shell”, reações intracelulares dos revestimentos da superfície ou degradação intracelular da mesma.

2.3 CITOTOXICIDADE DO REVESTIMENTO DOS QDOTS

Em relação à degradação in vivo, Hoshino (2004-B) observou que os revestimentos de superfície dos Qdots como MUA podem ser separados em condições ácidas e oxidativas em endosomas e liberado no citoplasma (HOSHINO et al., 2004-B). Para avaliar a toxicidade dos revestimentos de superfície, Hoshino fez o ensaio de três materiais de revestimento dos Qdots (MUA, cisteamina e TG ”tioglicerol”) e duas possíveis impurezas de citotoxicidade (TOPO e ZnS) (HOSHINO et al., 2004-B). O tratamento de células com MUA sozinhas por 12 horas resultou em citotoxicidade em doses maiores de 100 g/ml. Os danos ao DNA foram observados em 50 g/ml (2 horas de tratamento). As células com cisteamina foi fracamente genotóxica, quando foram tratadas por 12 horas. Já a toxicidade de TG foi insignificante, bem como a TOPO. Estes resultados mencionados acima, forneceram evidências que a genotoxicidade não foi induzida pelo núcleo, mas pelos revestimentos.

3. CONCLUSÃO

Estudos revisados sugerem que a toxicidade de QD depende de múltiplos fatores derivados das propriedades físico-químicas e condições ambientais. Tais como: tamanho, carga, concentração, bioatividade do revestimento externo - nivelamento material e grupos funcionais- oxidativo, fotolitos, mecânica e estabilidade são fatores que pode determinar toxicidade dos pontos quânticos. Estas características provavelmente serão fatores importantes na avaliação dos riscos de toxicidade em tempo real ou em cenários de exposição mundial. Esta revisão bibliográfica focou-se no que está em maior destaque na atualidade, o revestimento. Certamente,

desenvolvimento

cuidadoso

materiais

nanofarmacêuticos

possibilitará enormes benefícios à população. Para isto, devem ser melhoradas as técnicas de manipulação, prevenção de danos e exposição aos Qdots, antes que eles possam ser aplicados na biomedicina. Uma área crucial a ser trabalhada é a absorção cutânea e ingestão acidental na manipulação do material. Ambas necessitam de estudos adicionais para que os riscos a

saúde humana sejam bem determinados e esta área revolucionária que é a nanotecnologia possibilite ganhos à saúde pública.

REFERÊNCIAS

BALLOU, B.; LAGERHOLM, B. C.; ERNST, L. A.; BRUCHEZ, M. P. e WAGGONER, A. S. Noninvasive imaging of quantum dots in mice. Bioconjug Chem, v. 15, n. 1, p. 79–86. 2004.

BRUCHEZ, M. Jr; MORONNE, M. Gin P.; WEISS, S. A. AP. Semiconductor nanocrystals as fluorescent biological labels. Science, v. 281, n. 5385, p. 2013–2016. 1998.

DABBOUSI, B. O.; RODRIGUEZ, V. J.; MIKULEC, FV.; HEINE, JR; MATTOUSSI, H; OBER R.; et al. (CdSe)ZnS core-shell quantum dots: synthesis and characterization of a size series of highly luminescent nanocrystallites. J. Phys. Chem. B, v. 101, n. 46, p. 9463–9475. 1997.

DUBERTRET, B.; SKOURIDES, P.; NORRIS, D. J.; NOIREAUX, V.; BRIVANLOU, A. H. e LIBCHABER, A. In vivo imaging of quantum dots encapsulated in phospholipid micelles. Science, v. 298, n.5599, p. 1759–1762. 2002.

HARDMAN,

Toxicologic

Review

Quantum

Dots:

Toxicity Depends

Physicochemical and Environmental Factors. Environmental Health Perspectives, v. 114, n. 2, p. 165-172. 2006.

HOSHINO, A.; HANAKI, K.; SUZUKI, K.; YAMAMOTO, K. Applications of T-lymphoma labeled with fluorescent quantum dots to cell tracing markers in mouse body. Biochem Biophys Res Commun, v. 314, p. 46–53. 2004-A.

HOSHINO, A.; FUJIOKA, K.; OKU, T.; SUGA, M.; SASAKI, Y.; OHTA, T.; MASATO, Y.; KAZUO, S.; KENJI, Y. Physicochemical properties and cellular toxicity of nanocrystal quantum dots depend on their surface modification. Nano Letters, v. 4, n. 11, p. 2163–2169. 2004-B.

JAISWAL, J. K.; MATTOUSSI, H.; MAURO, J. M. e SIMON, S. M. Long-term multiple color imaging of live cells using quantum dot bioconjugates. Nat Biotechnol. V. 21, pag. 47–51, 2003.

KIM S., FISHER B, EISLER HJ, BAWENDI M. Type-II quantum dots: CdTe/CdSe(core/shell) and CdSe/ZnTe(core/shell) heterostructures. J Am Chem Soc, v. 125, p. 11466–11467. 2003.

KOENEMAN, B. A.; ZHANG, Y.; HRISTOVSKI, K.; WESTERHOFF, P.; CHEN, Y.; CRITTENDEN, J. C. e CAPCO D. G. Experimental approach for an in vitro toxicity assay with non-aggregated quantum dots. Toxicology in Vitro, v. 23, p. 955–962. 2009.

LARSON, D. R.; ZIPFEL, W. R.; WILLIAMS, R. M.; CLARK, S. W.; BRUCHEZ, M. P.; WISE, F. W. et al. Water-soluble quantum dots for multiphoton fluorescence imaging in vivo. Science, v. 300, n. 5624, p. 1434–1436. 2003.

LOVRIC, J.; BAZZI, HS.; CUIE Y.; FORTIN, GRA.; WINNIK, FM. e MAYSINGER, D. Differences in subcellular distribution and toxicity of green and red emitting CdTe quantum dots. J Mol Med, v. 83, n. 5, p. 377–385. 2005.

MAIA, R. C. e VASCONCELLOS, D. V. Efeito anti-tumoral do zoledronato nas células das doenças linfoproliferativas crônicas. Laboratório de Hematologia Celular e Molecular, Serviço de Hematologia,Hospital do Câncer I, Instituto Nacional de Câncer. Rio de Janeiro – RJ. 2004.

MICHALET, X.; PINAUD, F. F.; BENTOLILA, L. A.; TSAY, J. M.; DOOSE, S.; LI, J. J.; SUNDARESAN, G.; WU, A. M.; GAMBHIR, S. S. e WEISS, S. Quantum Dots for Live Cells, in Vivo Imaging, and Diagnostics. Science, v. 307, p. 538-544. 2005.

OBERDÖRSTER G, OBERDÖRSTER E, OBERDÖRSTER J. Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environ Health Perspect., v. 113, p. 823–839. 2005.

RAMESHWAR, T.; SAMAL, S.; LEE, S.; KIM, S.; CHO, J.; KIM, I. S. Determination of the size of watersoluble nanoparticles and quantum dots by field-flow fractionation. J. Nanosci. Nanotechnol., v. 6, p. 2461-2467. 2006.

SANTOS, B. S.; FARIAS, P. M. A.; FONTES, A. Semiconductor Quantum Dots for Biological Applications. Handbook of Self Assembled Semiconductor Nanostructures Novel Devices in Photonics and Electronics. Amsterdam: Elsevier, p. 773-798. 2008.

SHIOHARA, A.; HOSHINO, A.; HANAKI, K.; SUZUKI, K. e YAMAMOTO K. On the cytotoxicity caused by quantum dots. Microbiol Immunol., v. 48, n. 9, p 669â&#x20AC;&#x201C;675. 2004

MODELO DE MATURIDADE PARA AUXÍLIO NO EMPREGO DA INTERDISICPLINARIDADE1 MORO, Tatiele B.2; RHODEN, Cristiano R. B.2; LOSS, L.3 ¹Projeto de Dissertação de Mestrado – UNIFRA ²Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil ³Axia Value Chain, São Paulo, SP, Brasil E-mail: tati.bm@gmail.com; cristianorbr@gmail.com; leandro.loss@axiavaluechain.com

RESUMO A competitividade é uma forma de crescimento, esse crescimento possibilita a existência da colaboração e o aumento da concorrência entre as pessoas gerando assim o conhecimento. Uma forma de aumentar a produção do conhecimento é poder trabalhar de forma interdisciplinar. A produção de conhecimento pode ser alavancada através do desenvolvimento e da aplicação estratégias de Gestão de Conhecimento. O Programa de Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano - UNIFRA serve como modelo para a aplicação de uma estratégia de Gestão

Conhecimento,

pois

tem

necessidade

trabalhar

com

conceito

interdisciplinaridade. Para que seja executada essa estratégia foi elaborado um Modelo de Maturidade específico para suprir as necessidades da integração entre os professores, estudantes e a estrutura interdisciplinar.

Palavras-chave: Modelo de Maturidade, Integração e Interdisciplinaridade

1. INTRODUÇÃO Ao ser criado, o Mestrado em Nanociências do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA) trabalhava com base em uma estrutura multidisciplinar1. Todavia, essa estrutura sofreu mudanças, passando a ser interdisciplinar2. Observou-se que aplicação da estrutura interdisciplinar proposta, vem sofrendo dificuldades para ser aplicada, pois existe uma dificuldade no processo de integração entre as áreas de conhecimento. Porém essa nova metodologia trará benefícios ao desenvolvimento de novas pesquisas, produções teóricas e práticas, envolvendo as várias disciplinas trabalhadas no Mestrado em Nanociências.

Multidisciplinar: se caracteriza por uma ação simultânea de uma gama de disciplinas em torno de uma temática comum. Não se explora a relação entre os conhecimentos disciplinares e não há nenhum tipo de cooperação entre as disciplinas (CARLOS, 2008). 2 Interdisciplinar: se caracteriza pela presença de uma axiomática comum a um grupo de disciplinas conexas e definida no nível hierárquico imediatamente superior, o que introduz a noção de finalidade (CARLOS, 2008).

A proposta deste trabalho visa elaborar um Modelo de Maturidade para auxiliar na estratégia de gestão de conhecimento. Esta proposta por sua vez dará suporte à integração das atividades desenvolvidas no escopo do Mestrado em Nanociências. A estratégia servirá de apoio no aprimoramento de novos projetos, fazendo com que os professores e alunos participem com suas ideias e propostas. Portanto o modelo de maturidade se faz necessário para a esta estratégia de gestão de conhecimento, visando conhecer os pontos em que se encontra a organização do mestrado e quais os pontos que podem ser melhorados. Para a construção do Modelo de Maturidade foi necessário realizar uma breve revisão bibliográfica descrita abaixo e logo após o desenvolvimento do Modelo de Maturidade proposto. O presente artigo está dividido da seguinte forma: seção 2: Modelo de Maturidade, seção 3: Elaboração do Modelo de maturidade e seção 4: Considerações Finais.

2. MODELOS DE MATURIDADE Visando a elaboração de uma estratégia de Gestão de Conhecimento, foi feito um o estudo de alguns modelos de maturidade. Os modelos de maturidade permitem compreender o estado atual das organizações e, como consequência, auxiliar no desenvolvimento de estratégias para o crescimento organizacional. Uma breve descrição dos principais modelos de maturidades existentes é apresentada a seguir:  CMM: Capability Maturity Model é um modelo voltado à entrega de processos técnicos, ou seja, software, dando base à melhoria de práticas de desenvolvimento de software. O Software Engineering Institute (SEI) (SEI, 2010) desenvolveu o metamodelo3 baseado no conjunto de capacidades de engenharia de software que está presente à medida que a empresa alcança diferentes níveis de capacidade. O CMM define então cinco níveis de maturidade de um processo de desenvolvimento de software, os níveis são: Início, repetido, definido, grenciado e em otimização (PRESSMAN, 2006)  CMMI: Capability Maturity Model Integration, este modelo é uma evolução do CMM. O CMMI foi criado como um guia para melhorar os processos organizacionais e as habilidades de gerenciamento do desenvolvimento, aquisição e manutenção de produtos e serviços. O CMMI organiza as práticas, que já são consideradas efetivas em uma estrutura que visa auxiliar a organização a estabelecer prioridades para melhoria. O CMMI que está divido em cinco etapas que são: Realização (estágio inicial), Gerenciado (gerenciamento de produtos e projetos), Definido (desenvolvimento de requisitos, verificação e validação, 3

Metamodelo é um conjunto de dados relacionados que são usados para definir os modelos. O metamodelo define os elementos do modelo, sintaxe e semântica (FILHO, 2007).

definição do processo organizacional, treinamento organizacional), Quantitativamente (gerenciamento quantitativo do projeto, performance do processo organizacional) e Otimização (análise causal e resolução, inovação organizacional e implantação) (SEI, 2010).  OMP3: Organizational Porject Management Maturity Model busca criar um arcabouço através do qual as organizações podem estabelecer ações para atingir os objetivos estratégicos através da aplicação das melhores práticas de gerenciamento de projetos. O OMP3 possui três elementos que interagem em um ciclo: Knowledge (gerenciamento de projetos), assessment (métodos de avaliação) e Improvement (processo de aumento de maturidade) (CAVALCANTI, 2010).  PMMM: Project Management Maturity Model, adota a melhoria de desempenho na estratégia de planejamento dos projetos e a sua adequação ao próprio planejamento estratégico da empresa. O PMMM possui cinco níveis que são compreendidos em: linguagem comum, processos comuns, metodologia única, benchmarking, melhoria contínua. Cada nível representa um grau diferente de maturidade na gestão de projetos (KERZNER, 2004). 

Modelo de Maturidade elaborado pelo TerraFórum: O modelo apresentado pelo

TerraFórum visa avaliar as práticas de Gestão do Conhecimento e Inovação, esse modelo foi desenvolvido para o Governo do Estado de São Paulo, com o objetivo de alcançar a eficiência e a eficácia na missão de servir o cidadão e a sociedade (TERRA, 2006). Este modelo é dividido em seis dimensões, que são: governança, cultura organizacional, gestão da informação, redes de colaboração, aprendizado e métricas. O último modelo apresentado, o modelo desenvolvido pelo TerraFórum é um modelo que foi desenvolvido para trabalhar com as práticas de Gestão de Conhecimento. As dimensões são definidas com o foco de elevar a maturidade em Gestão do Conhecimento e Inovação portando é um modelo que se torna interessante para a proposta deste trabalho, pois direciona a estratégia de Gestão de Conhecimento através do uso das dimensões do modelo de maturidade do TerraFórum. Portanto este modelo de matudirdade foi trabalhado e adaptado para a proposta do trabalho em integrar a interdisciplinaridade no Mestrado em Nanociências através da estratégia de Gestão de Conhecimento.

3. ELABORAÇÃO DO MODELO DE MATURIDADE Observa-se que o principal objetivo dos modelos de maturidade é auxiliar as organizações na identificação e desenvolvimento do seu nível de maturidade auxiliando assim a alcançarem os objetivos estratégicos. O modelo de maturidade desenvolvido pelo

TerraForum (TERRA, 2006) foi estudado e adaptado para as necessidades do Mestrado em Nanociências. O modelo apresentado pelo TerraForum (TERRA, 2006) possui seis dimensões que foram reestruturas e adaptados para promover a adaptação do modelo de maturidade para que ele possa ser empregado adequadamente no escopo e no contexto do Mestrado em Nanociências da UNIFRA. Estas dimensões são:

3.1 GOVERNANÇA

Segundo Filho (1998) governança diz respeito aos sistemas de controle e monitoramento estabelecidos pelos gestores de uma empresa, corporação ou instituição. Assim, a coordenação toma as decisões sobre a alocação de recursos de acordo com o interesse da instituição. Gonçalves (2005) descreve que governança não se restringe somente a aspectos gerenciais e administrativos, mas também a padrões de articulação entre pessoas e arranjos institucionais que coordenam e regulam transações dentro e através das fronteiras das redes sociais4. Em concordância com esses conceitos, Terra (2006) refere-se à governança como um sistema que institui estruturas, normas, processos e responsáveis pela Gestão do Conhecimento na organização. Esta dimensão também envolve papéis, objetivos, responsabilidades, rotinas, critérios, ferramentas e processos compartilhados de decisão (TERRA, 2006). No Quadro 1 estão representados os níveis de maturidade para a dimensão Governança relacionada com a gestão de conhecimento. Tabela 1: Nível de Maturidade para a Governança Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Nível 5

A Gestão do Conhecimento é um assunto disperso no Mestrado em Nanociências, as responsabilidades estão desvinculadas dos objetivos estratégicos. O tema Gestão do Conhecimento começa a aparecer nos ambientes de pesquisa. A Gestão do Conhecimento tem processos e/ou responsabilidades instituídos nos processos de elaboração de pesquisas. A Gestão do Conhecimento é empregada com abrangência no Mestrado em Nanociências, utilizando-se de responsabilidades, metas e recursos definidos. A Gestão do Conhecimento está bem empregada no ambiente do mestrado, com objetivos definidos e processos com a estratégia de colaboração empregada.

3.2 CULTURA ORGANIZACIONAL

Redes sociais referem-se a um conjunto de pessoas (ou organizações ou entidades sociais) conectadas por relacionamentos sociais, motivados pela amizade, ou por relações de trabalho, ou compartilhamento de informações sendo que desta forma vão construindo e reconstruindo a estrutura social (TOMAÉL e MARTELETO, 2005).

A cultura organizacional é um aspecto importante para a análise organizacional. Ela é capaz de oferecer parâmetros úteis para a compreensão ampliada do comportamento da organização, tendo como foco o processo de estratégias, sistemas e prioridades da organização (SARAIVA, 2002). Segundo Pires e Macêdo (2006), a cultura organizacional é um conceito essencial para a construção das estruturas organizacionais, possuindo um conjunto de características que legitimam o sistema de valores, expressos através de rituais, mitos, hábitos e crenças comuns dos membros da organização que produzem normas de comportamento genericamente aceitas por todos. Segundo Terra (2006) a cultura organizacional está relacionada com a forma como as pessoas pensam, agem e se relacionam no ambiente de trabalho, juntando modelos mentais, valores e crenças, regras e normas de conduta. No Quadro 2 estão representados os níveis de maturidade para a dimensão Cultura Organizacional. Tabela 2: Nível de Maturidade para a Cultura Organizacional Nível 1 Nível 2

Nível 3 Nível 4 Nível 5

O conhecimento é fundamental, porém a aprendizagem é individual, com foco operacional e em projetos de pesquisa isolados. O conhecimento não é divido com os demais colegas. Algumas ações são compartilhadas e algumas formas de aprendizado fora da sala de aula são apoiadas pela Instituição, tais como palestras, congressos, atividades em laboratórios, entre outros. Compartilhamento de conhecimento ocorre em diversos projetos, trabalhos, atividades ou aulas. A aprendizagem coletiva ocorre de forma estruturada com o apoio da Instituição. Existe cooperação entre os membros do Mestrado em Nanociências. O conceito de Gestão do Conhecimento é fortemente difundido. Comportamentos como a falta de compartilhamento e falta de transparência não são aceitos no Mestrado em Nanociências. A Gestão do Conhecimento está incorporada aos valores do Mestrado em Nanociências. Os professores da Instituição lidam ativamente com a Gestão do Conhecimento e existe uma cultura aberta e clara de colaboração entre os professores, alunos e pesquisadores

3.3 GESTÃO DA INFORMAÇÃO Segundo Camarinha-Matos (2005) a gestão da informação é um processo que serve para a armazenagem de informações e de dados que foram gerados por experimentos realizados na organização. A gestão da informação requer aproveitar os recursos da informação da organização e capacidades de informações que lhe permitam agregar e se adaptar as mudanças do ambiente. A criação de informação, aquisição, armazenamento, análise e utilização, fornece a treliça intelectual que apóia o crescimento e desenvolvimento do conhecimento e da inteligencia da organização (CHOO, 2002). A gestão da informação pode ser vista como um conjunto de normas, procedimentos, ferramentas e sistemas computacionais para serem empregados como artifícios para o gerenciamento de dados e informações do Mestrado em Nanociências. A gestão da informação abrange plataformas tecnológicas, softwares, sistemas e aplicativos de

tecnologia de informação (TERRA, 2006). No Quadro 3 estão representados os níveis de maturidade para a dimensão Gestão da Informação. Tabela 3: Nível de Maturidade para a Gestão da Informação Nível 1 Nível 2 Nível 3

Nível 4

Nível 5

Informação não tem gerenciamento bem estruturado e está dispersa nos arquivos e computadores dos professores e funcionários que abrangem o Mestrado em Nanociências. Alguns tipos de informações tais como normas, documentos, formulários, entre outros, estão centralizados, na secretaria ou coordenação do Curso. Existem processos contínuos para a Gestão de Conteúdo e de Documentos, alguns desses processos são adotados por alguns professores e funcionários Existem processos definidos e disciplina para organizar, classificar e avaliar conteúdos e documentos ao nível dos grupos de estudo, departamentos, projetos de dissertação, dissertações, laboratórios como um todo, como por exemplo, propriedades de arquivos e taxonomias. Existe um portal corporativo bem desenvolvido e com perfis bem definidos, acesso fácil a documentos. Este portal é a principal fonte de informação dos funcionários, professores e alunos do Mestrado.

3.4 REDES DE COLABORAÇÃO

Conforme citado anteriormente as Redes de Colaboração podem ser explicadas como estratégias que buscam a mudança na maneira de agir frente a situações diversas, tendo como alvo criar um ambiente onde existe a cooperação e o compartilhamento de conhecimento (SOARES, de SOUZA e BARBEDO, 2003). Segundo Camarinha-Matos e Afsarmanesh (2004) as redes de colaboração podem ser de formas diversas e atuar em diferentes campos de aplicação, constituindo múltiplos enfoques de um mesmo sistema, requerendo a contribuição de várias disciplinas. Compreende-se que as redes de colaboração objetivam o trabalho em conjunto, sendo caracterizada pelo compartilhamento de informação, recursos e responsabilidades, para que de maneira comum se possa planejar, implementar e avaliar programas de atividades visando atingir um objetivo comum (CAMARINHA-MATOS e AFSARMANESH, 2006). A dimensão de redes de colaboração incide em um conjunto de relacionamentos organizado

entre

pessoas:

professores,

funcionários

alunos

que

colaboram

compartilhando informações, conhecimentos e experiências atuando em conjunto com os objetos específicos (TERRA, 2006). No Quadro 4 estão representados os níveis de maturidade para a dimensão Redes Colaborativas.

Tabela 4: Nível de Maturidade para as Redes de Colaboração. Nível 1 Nível 2

Redes de contatos informais. Existe uma rede pouco conectada e comunidades estabelecidas no Mestrado para troca

de informações e experiências de forma tácita. Algumas redes e comunidades voltadas à aprendizagem estão formalizadas e apoiadas pela organização. 5 Existem comunidades de prática que auxiliam as redes de colaboração a suprir a falta de compartilhamento de conhecimento, podendo ser alinhadas aos objetivos estratégicos do Mestrado em Nanociências e terem uma governança formal dedicada. As redes colaborativas formais são estratégicas e exploram a própria Instituição, envolvendo outras instituições, professores e alunos.

Nível 3 Nível 4 Nível 5

3.5 APRENDIZAGEM ORGANIZACIONAL

A aprendizagem organizacional busca compreender as estruturas organizacionais, as políticas de gestão de pessoas, a cultura, os valores, os tipos de liderança, as competências, os aspectos, que podem favorecer processos de aprendizagem (SOUZA, 2004). Ou seja, visa à formação de uma visão de compartilhamento do conhecimento dentro da instituição, sendo um elemento importante para a resolução de problemas dentro do ambiente do mestrado e é importante para o processo de mudança (AUDY, BECKER e FREITAS, 1999). A

aprendizagem

organizacional

compreende

sistemas

processos

compartilhamento e incorporação de conhecimentos pelas pessoas, professores, alunos e instituições. No caso do Mestrado em Nanociências o aprendizado não se refere somente ao aprendizado de alunos em sala de aula, mas de professores e funcionários em relação ao ambiente organizacional (TERRA, 2006). No Quadro 5 estão representados os níveis de maturidade para a dimensão Aprendizado. Tabela 05: Nível de Maturidade para o Aprendizado Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Nível 5

O aprendizado é limitado à sala de aula. O aprendizado é estruturado a partir do modelo de competências, combinando sala de aula e outras atividades (por exemplo, os colóquios). Sistemas de informação, redes de aprendizagem e compartilhamento de conhecimento fazem parte do aprendizado de alunos e professores. Aprendizado e melhoria contínua gerados nos projetos e processos dos trabalhos desenvolvidos (dissertações) contendo interdisciplinaridade e eventos estão esquematizados e são incorporados por todo o mestrado. Processo de aprendizagem é tratado como vitais para o mestrado. Pensamento sistêmico e visão de learning organization permeiam as decisões e as práticas gerenciais.

3.6 MÉTRICAS

Entende-se por métrica um conjunto de critérios e referências para a medição de desempenho (TERRA, 2006). As métricas podem ser aplicadas aos professores, alunos, 5

Comunidade de Prática (CoP) é um mecanismo que auxilia as organizações no compartilhamento do conhecimento dos seus colaboradores, ajudando a tornar as organizações mais competitivas, ao ponto de seus colaboradores adquirirem novas habilidades de conhecimento (ACKERMAN, PIPEK e WULF, 2003).

funcionários ou de todo o mestrado. A dimensão de métricas compreende a quantificação e/ou qualificação da eficiência e da eficácia relacionados às iniciativas e processos de Gestão do Conhecimento (TERRA, 2006). No Quadro 6 estão representados os níveis de maturidade para a dimensão Métricas. Tabela 6: Nível de Maturidade para a Métrica. Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Nível 5

A avaliação de desempenho é informal e sem regularidade. A aprendizagem organizacional e o compartilhamento de conhecimentos não são considerados. Avaliações quantitativas e qualitativas formais são realizadas em algumas pesquisas e projetos, considerando critérios de aprendizagem e compartilhamento de conhecimentos. Avaliações quantitativas e qualitativas formais são realizadas de forma regular e incluem critérios relacionados à aprendizagem. Avaliação de desempenho dos professores e alunos está claramente associada à Gestão do Conhecimento e aos processos de aprendizagem individuais e organizacionais. O modelo de gestão do mestrado incorpora métricas claramente associadas à Gestão do Conhecimento.

Através do questionário realizado foi possível realizar o nivelamento da expectativa para o modelo de maturidade, sendo esta expectativa para daqui a três anos. Representando como os entrevistados vêm onde o mestrado estará nos próximos três anos. A expectativa deste estudo é alcançar, através da estratégia de Gestão de Conhecimento os níveis almejados e de fazer com que o Mestrado em Nanociência atinja a proposta de melhorar a integração. Sendo esta a integração das atividades desenvolvidas no curso, que facilitará o aprimoramento de novos projetos, fazendo assim com que os professores e alunos participem com suas ideias e propostas. Auxiliará no emprego de ferramentas para trabalhar a interdisciplinaridade, que se tornou um dos principais focos do mestrado.

Tabela 7: Dimensões do Modelo de Maturidade para Gestão do Conhecimento, ajustada aos dias de hoje. G overnança

N íve l 5

Cultura Organizacional

G estão da Informação

Redes de Colaboração

A Gestão do Conhecimento está O portal corporativo está A Gestão do Conhecimento está incorporada aos valores do As redes colaborativas formais desenvolvido com perfis bem bem empregada no ambiente do Mestrado. O s professores da são estratégicas e exploram a definidos, acesso fácil a mestrado, com objetivos definidos Instituição lidam ativamente com a própria Instituição, envolvendo documentos e é a principal fonte e processos com a estratégia de Gestão do Conhecimento e existe outras instituições, professores e de informação dos funcionários, colaboração empregada. uma cultura aberta e clara de alunos. professores e alunos do Mestrado. colaboração.

O conceito de Gestão do Conhecimento é fortemente difundido. Comportamentos como a falta de compartilhamento e falta de transparência não são aceitos no Mestrado.

Existem processos definidos e disciplina para organizar, classificar e avaliar conteúdos e documentos ao nível dos grupos de estudo, departamentos, projetos de dissertação, dissertações, laboratórios como um todo, como por exemplo, propriedade de arquivos e taxonomias.

N íve l 4

A Gestão do Conhecimento é empregada com abrangência no mestrado, utilizando-se de responsabilidades, metas e recursos definidos.

N íve l 3

A Gestão do Conhecimento tem processos e/ou responsabilidades instituídos nos processos de elaboração de pesquisas.

N íve l 2

Algumas ações são compartilhadas e algumas formas O tema Gestão do Conhecimento de aprendizado fora da sala de começa a aparecer nos ambientes aula são apoiadas pela Instituição. de pesquisa. Tais como palestras, congressos, atividades em laboratórios, entre outros.

N íve l 1

O conhecimento é fundamental, Informação não tem A Gestão do Conhecimento é um porém a aprendizagem é gerenciamento bem estruturado e assunto disperso no Mestrado, as individual, com foco operacional e está dispersa nos arquivos e responsabilidades estão em projetos de pesquisa isolados. computadores dos professores e desvinculadas dos objetivos O conhecimento não é divido com funcionários que abrangem o estratégicos. os demais colegas. Mestrado.

Compartilhamento de conhecimento ocorre em diversos Existem processos contínuos para projetos, trabalhos, atividades ou a Gestão de Conteúdo e de aulas. A aprendizagem coletiva Documentos, alguns desses ocorre de forma estruturada com processos são adotados por o apoio da Instituição. Existe alguns professores e funcionários. cooperação entre os membros do mestrado.

Alguns tipos de informações tais como normas, documentos, formulários, entre outros, estão centralizados, na secretaria ou coordenação do Curso.

Aprendizagem Organizacional

Métricas

Processo de aprendizagem é tratado como vitais para o O modelo de gestão do mestrado mestrado. Pensamento sistêmico e incorpora métricas claramente visão de learning organization associadas à Gestão do permeiam as decisões e as Conhecimento. práticas gerenciais.

Existem comunidades de prática Aprendizado e melhoria contínua gerados nos projetos e processos Avaliação de desempenho dos que auxiliam as redes de dos trabalhos desenvolvidos professores e alunos está colaboração a suprir a falta de compartilhamento de (dissertações) contendo claramente associada à Gestão do conhecimento, podendo ser interdisciplinaridade e eventos Conhecimento e aos processos de alinhadas aos objetivos estão esquematizados e são aprendizagem individuais e estratégicos do Mestrado e tem incorporados por todo o organizacionais. uma governança formal dedicada. mestrado.

Algumas redes e comunidades voltadas à aprendizagem estão formalizadas e apoiadas pela organização.

Sistemas de informação, redes de Avaliações quantitativas e aprendizagem e compartilhamento qualitativas formais são realizadas de conhecimento fazem parte do de forma regular e incluem aprendizado de alunos e critérios relacionados à professores. aprendizagem.

Avaliações quantitativas e Existe uma rede pouco conectada O aprendizado é estruturado a qualitativas formais são realizadas e comunidades estabelecidas no partir do modelo de competências, em algumas pesquisas e projetos, Mestrado para troca de combinando sala de aula e outras considerando critérios de informações e experiências de atividades (por exemplo, os aprendizagem e compartilhamento forma tácita. colóquios). de conhecimentos.

Redes de contatos informais.

A avaliação de desempenho é informal e sem regularidade. A O aprendizado é limitado à sala de aprendizagem organizacional e o aula . compartilhamento de conhecimentos não são considerados.

Tabela 8: Dimensões do Modelo de Maturidade para Gestão do Conhecimento, ajustado para daqui três anos. G ove rnança

N íve l 5

N íve l 4

Cultura Organizacional

G e stão da Inform ação

Re de s de Colaboração

Apre ndizage m Organizacional

M é tricas

A Gestão do C onhecimento está O portal corporativo está Processo de aprendizagem é A Gestão do C onhecimento está incorporada aos valores do desenvolvido com perfis bem As redes colaborativas formais são tratado como vitais para o O modelo de gestão do mestrado bem empregada no ambiente do M estrado. O s professores da definidos, acesso fácil a estratégicas e exploram a própria mestrado. Pensamento sistêmico e incorpora métricas claramente mestrado, com objetivos definidos Instituição lidam ativamente com a documentos e é a principal fonte Instituição, envolvendo outras visão de learning organization associadas à Gestão do e processos com a estratégia de Gestão do C onhecimento e existe de informação dos funcionários, instituições, professores e alunos. permeiam as decisões e as práticas C onhecimento. colaboração empregada. uma cultura aberta e clara de professores e alunos do M estrado. gerenciais. colaboração.

A Gestão do C onhecimento é empregada com abrangência no mestrado, utilizando-se de responsabilidades, metas e recursos definidos.

Existem processos definidos e Aprendizado e melhoria contínua disciplina para organizar, classificar Ex iste m com unidade s de prática O conceito de Gestão do gerados nos projetos e processos Avaliação de desempenho dos que aux iliam as re de s de e avaliar conteúdos e documentos C onhecimento é fortemente dos trabalhos desenvolvidos professores e alunos está colaboração a suprir a falta de ao nível dos grupos de estudo, com partilham e nto de difundido. C omportamentos como (dissertações) contendo claramente associada à Gestão do departamentos, projetos de conhe cim e nto, pode ndo se r a falta de compartilhamento e falta interdisciplinaridade e eventos C onhecimento e aos processos de dissertação, dissertações, alinhadas aos obje tivos de transparência não são aceitos estão esquematizados e são aprendizagem individuais e laboratórios como um todo, como e straté gicos do Me strado e te m no M estrado. incorporados por todo o organizacionais. por exemplo, propriedade de um a gove rnança form al de dicada. mestrado. arquivos e taxonomias.

N íve l 3

C ompartilhamento de conhecimento ocorre em diversos Existem processos contínuos para A Gestão do C onhecimento tem projetos, trabalhos, atividades ou a Gestão de C onteúdo e de processos e/ou responsabilidades aulas. A aprendizagem coletiva Documentos, alguns desses instituídos nos processos de ocorre de forma estruturada com o processos são adotados por elaboração de pesquisas. apoio da Instituição. Existe alguns professores e funcionários. cooperação entre os membros do mestrado.

N íve l 2

O tema Gestão do C onhecimento começa a aparecer nos ambientes de pesquisa.

N íve l 1

O conhecimento é fundamental, Informação não tem A Gestão do C onhecimento é um porém a aprendizagem é gerenciamento bem estruturado e assunto disperso no M estrado, as individual, com foco operacional e está dispersa nos arquivos e responsabilidades estão em projetos de pesquisa isolados. computadores dos professores e desvinculadas dos objetivos O conhecimento não é divido com funcionários que abrangem o estratégicos. os demais colegas. M estrado.

Algumas ações são compartilhadas Alguns tipos de informações tais e algumas formas de aprendizado como normas, documentos, fora da sala de aula são apoiadas formulários, entre outros, estão pela Instituição. Tais como centralizados, na secretaria ou palestras, congressos, atividades coordenação do C urso. em laboratórios, entre outros.

Algumas redes e comunidades voltadas à aprendizagem estão formalizadas e apoiadas pela organização.

Sistemas de informação, redes de Avaliações quantitativas e aprendizagem e compartilhamento qualitativas formais são realizadas de conhecimento fazem parte do de forma regular e incluem critérios aprendizado de alunos e relacionados à aprendizagem. professores.

Avaliações quantitativas e Existe uma rede pouco conectada O aprendizado é estruturado a qualitativas formais são realizadas e comunidades estabelecidas no partir do modelo de competências, em algumas pesquisas e projetos, M estrado para troca de combinando sala de aula e outras considerando critérios de informações e experiências de atividades (por exemplo, os aprendizagem e compartilhamento forma tácita. colóquios). de conhecimentos.

Redes de contatos informais.

O aprendizado é limitado à sala de aula .

A avaliação de desempenho é informal e sem regularidade. A aprendizagem organizacional e o compartilhamento de conhecimentos não são considerados.

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Através da revisão bibliográfica notou-se que os modelos de maturidade existentes e adotados pelas empresas tradicionalmente, não são adequados para suprir nossas necessidades em relação ao nosso programa de Mestrado em Nanociências, portanto a elaboração de um modelo adequado a estas propostas foi realizado. O modelo de maturidade desenvolvido serve como base para a estratégia de gestão de conhecimento. Dando suporte para identificar e diagnosticar os fatores que estão sendo ou não trabalhados no curso. Através do questionário realizado entre os professores, observaram-se as dimensões para os dias de hoje e para daqui a três anos. Assim foi identificado o objetivo do ponto em que o ambiente organizacional do mestrado se encontra. E também os objetivos a serem alcançados quando o modelo for empregado. Possibilitando de esta forma diagnosticar quais os critérios estão sendo seguidos e quais as formas de melhorar a estrutura interdisciplinar proposta. Podendo-se dessa forma auxiliar, direcionando a estratégia de gestão de conhecimento que irá ser construída, conforme os critérios observados a partir da aplicação desse modelo de maturidade.

REFERÊNCIAS ACKERMAN, M. S.; Pipek, V.; Wulf, V. Beyond Knowledge Management: Sharing Expertise. MIT Press, Cambridge, MA, 2003.

AUDY, J. L. N.; Becker, J. L.; Freitas, H. Modelo de Planejamento Estratégico de Sistemas de Informações: A Visão do Processo Decisório e o Papel da Aprendizagem Organizacional., Congresso ENANPAD, Foz do Iguaçú, 1999.

CAMARINHA-MATOS, L. M.; Afsarmanesh, H. Collaborative Networked Organizations: A research agenda for emerging business models., Kluwer Academic Publishers New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow, 2004.

CAMARINHA-MATOS, L. M.; Afsarmanesh, H.; Ollus, M. Virtual Organizations: Systems and Practices. Springer, Norwell, MA, USA. 2005.

CAMARINHA-MATOS, L. M.; Afsarmanesh, H. Collaborative Networks: Value creation in a knowledge society. Em Wang, K., Kovács, G. L., Wozny, M.J., e Fang, M., editores, PROLAMAT, v. 207 of IFIP. Springer. 2006

CARLOS, J. C. Interdisciplinaridade no Ensino Médio: desafios e potencialidades. Dissertação de Mestrado, UNB, Brasília, 2008.

CAVALCANTI, L. T. Modelos de Maturidade Organizacional de Gerenciamento de Projetos. <http://www.pmiba.org.br/modulos/adm/documentos_view.asp?id_documento=67>,

acessado

17/09/2010, 20h.

CHESINI, C. Cultura Organizacional: Um estudo de Caso Detectando os elementos que favorecem a mudança da Organização. Dissertação de Mestrado UFSM, Santa Maria, 2004.

CHOO, C. W. Information Management for the Intelligent Organization: the art of scanning the environment. 3ª edição, American Society for Information Science an Technology, 2002

FILHO, N. S. Governança Corporativa: Padrões Internacionais e Evidências Empíricas no Brasil nos Anos 90. Área de Planejamento do BNDES, Rio de Janeiro, 1998.

FRIEDMAN,T. L. O Mundo é Plano: Uma Breve História do Século XXI. Objetiva, Rio de Janeiro, 2005.

GONÇALVES, A. O conceito de governança. XIV Encontro do Conpedi, 2005.

KERZNER, H. Gestão de projetos: As melhores práticas. 2ª edição, Editora: Bookman, Porto Alegre, 2004.

NONAKA, I.; Takeuchi, H. The Knowledge – Creating Company: How Japanese Companies Create a

the Dynamics of Innovation. Oxford University Press, Inc., 1 . edição, New York, 1995.

PIRES, J. C. de S.; Macedo, K. B. Cultura Organizacional em Organizações Públicas no Brasil, Revista de Administração Pública, v. 40, n. 1, p. 81-104, Rio de Janeiro, 2006.

PRESSMAN, R. S. Engenharia de Software, p. 21-24, 6ª ed., Editora: MCGRAW-HILL BRASIL TECNICOS, São Paulo, 2006.

SARAIVA, L. A. S. Cultura Organizacional em Ambiente Burocrático. RAC, v. 6, n. 1, Jan./Abr. 2002.

SEI. SEI – Software Engineering Institute. <http://www.sei.cmu.edu/cmmi/>, acessado em 19 de setembro de 2010. 19hs.

SOARES, A. L.; de Sousa, J. P.; Barbedo, F. Modeling the structure of collaborative networks: Some contributions. Em Camarinha-Matos e Afsarmanesh, p. 23-30, 2003.

SOUZA, Y. S. Organizações de Aprendizagem ou Aprendizagem Organizacional. RAE-eletrônica, v. 3, n. 1, Art. 5, jan./jun., São Paulo, 2004.

TERRA, J. C. C. Avaliação de Gestão do Conhecimento e da Inovação Governo do Estado de São Paulo. Fundação Instituto de Administração, São Paulo, 2006.

TOMAÉL, M. I.; MARTELETO, R. M. REDES SOCIAIS: posições dos atores no fluxo da informação, Enc. Bibli: R. Eletr. Bibliotecon. Ci. Inf., Florianópolis, 2006.

SÍNTESE DE PÓS DE FOSFATOS DE CÁLCIO NANOMÉTRICOS ATRAVÉS DO MÉTODO DE SÍNTESE DE COMBUSTÃO EM SOLUÇÃO VOLKMER, Tiago Moreno1,2; SACILOTO, Daiana1; GUARIENTI, Adriane1; GARAY, André1; SOUSA, Caldas 2; SANTO, Luis Alberto 2 1

Laboratório de Materiais Cerâmicos - Engenharia dos Materiais - UNIFRA LABIOMAT - Departamento de Materiais – Escola de Engenharia – Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) E-mail: tiagovolkmer@gmail.com 2

RESUMO Este trabalho visa à síntese de α-fosfato tricálcico nanométrico via síntese de combustão variando-se a razão glicina/nitrato nas proporções estequiométricas e ricas e pobres em combustível. Os precursores utilizados para a reação foram o nitrato de cálcio (Ca(NO3)2) e o fosfato de amônia bibásico ((NH4)2HPO4) com razão Ca/P igual a 1,5. O produto das reações de combustão foi um pó com aspecto de espuma porosa composto por hidroxiapatita, β-fosfato tricálcico e α-pirofosfato de cálcio, exceto para a reação 2,0G, a qual obteve a fase α-fosfato tricálcico em adição. Foi realizado o modelamento termodinâmico no intuito de se calcular a entalpia de formação e a temperatura de chama adiabática. Após o tratamento térmico do material obtido obteve-se a fase α do fosfato trifásico, com elevada pureza, para todas as reações. O Ensaio de Microscopia Eletrônica de Transmissão confirma a obtenção de partículas de tamanho nanométrico.

Palavras-chave: pós nanométricos, biocerâmicas, fosfatos de cálcio, síntese de combustão, glicina.

1. INTRODUÇÃO

Os biomateriais mais empregados como substitutos ósseos são as biocerâmicas à base de fosfatos de cálcio, se destacando a hidroxiapatita e os fosfatos tricálcicos (TCP). A fase α do fosfato tricálcico quando misturada com uma solução aquosa forma uma pasta que reage à temperatura corporal dando lugar a um precipitado contendo hidroxiapatita (Ca9(HPO4)(PO4)5OH). Tal pasta é conhecida como cimento ósseo de α-TCP (Ca3(PO4)2). A similaridade química e morfológica entre este biomaterial e a parte mineral dos tecidos ósseos permite a osteocondução. Logo, o cimento ósseo, tende a ser substituído por tecido ósseo novo com o tempo e com a vantagem de não desencadear processos inflamatórios e de corpo estranho, com eventual expulsão do material implantado. Pós de hidroxiapatita (HA) ou β-TCP, para aplicações na área de biocerâmica, são geralmente sintetizados em soluções aquosas (AOKI, 1991). É sabido que a hidroxiapatita é

o fosfato de cálcio menos solúvel e mais estável em soluções aquosas com pH maior que 4,2 (KLEIN et al.,1990). A hidroxiapatita, de razão Cálcio/Fósforo igual a 1,67, é sintetizada tanto em meios neutros quanto com alcalinidade alta (TAS et al., 1997) para assegurar a estabilidade térmica da fase formada após a sinterização em altas temperaturas (11001300ºC). A síntese de HA pura em meio neutro (BAYRAKTAR e TAS, 1999) ou pouco ácido (EBRAHIMPOUR, 1993) é uma tarefa mais difícil, ocorrendo, normalmente, o aparecimento da fase β-TCP. Já o α-TCP é uma fase metaestável e só pode ser obtido após tratamento térmico do β-TCP, onde se aquece este até 1250°C, por 15 horas, seguido de choque térmico, resultando em um material composto majoritariamente pela fase α-TCP (SANTOS, 2000). Ambas as fases do fosfato tricálcico apresentam razão Cálcio/Fósforo igual a 1,5. A reação de combustão parte de uma mistura de reagentes que oxidam facilmente (tais como nitratos, sulfatos, carbonatos, etc.) e um combustível orgânico (tal como uréia, carboidrazida, hidrazida maleica, etc.), que age como um agente redutor (JAIN, 1981). A solução é aquecida até a ebulição e auto-ignição, ocorrendo uma reação rápida e autosustentável, resultando normalmente na obtenção de um pó fino, seco e geralmente cristalino. A obtenção de fosfatos de cálcio pelo método de combustão foi relatada por Tas e Volkmer et al., que utilizaram uréia como combustível e por Sasikumar e Vijayaraghavan, que em seu estudo utilizaram mistura entre ácido sucinico e ácido nítrico como combustível. No entanto, não foi encontrado em literatura nenhum trabalho visando a obtenção de fosfatos de cálcio utilizando a glicina como combustível. Este estudo tem como objetivo a obtenção de pós de α-fosfato tricálcico através do método de síntese por combustão em solução, utilizando a glicina como combustível e como precursores de reação o nitrato de cálcio tetrahidratado (Ca(NO3)2.4H2O) e o fosfato de amônia bibásico ((NH4)2HPO4). Neste trabalho estudou-se a influência da razão glicinanitrato utilizando valores de combustível maiores e iguais ao valor estequiométrico calculado de acordo com o modelo de valências de Jain, caracterizando reações estequiométricas e ricas em combustível. O α-fosfato tricálcico obtido será futuramente utilizado para obter cimentos de α-fosfato tricálcico.

2. METODOLOGIA

Sais de Nitrato de cálcio tetrahidratado, Ca(NO3)2.4H2O, (Cromoline, 99%), fosfato de amônio bibásico, (NH4)2HPO4, (VETEC, 98%) e glicina, NH2CH2COOH, (VETEC, 98,5%) foram adicionados nas quantidades descritas na Tabela 1. No intuito de manter o pH em

valores abaixo de 1,4 se adicionou uma quantidade fixa de ácido nítrico concentrado (0,5M). A razão estequiométrica Ca/P dos reagentes foi mantida em 1,5 que é o valor estequiométrico da fase alfa do fosfato tricálcico, fase almejada nesse trabalho. Foi estudado o efeito da variação da razão glicina/nitrato nas características do pó obtido a partir da síntese de combustão em solução.

Tabela 1: Composições estudadas pela reação de combustão.

Amostra

Ca(NO3)2.4H2O (NH4)2HPO4 Glicina Glicina/nitrato (mol) (mol) (mol) (mol/mol)

0,75G

1,64

0,55

1,0G

2,2

0,73

1,5G

3,28

1,10

2,0G

4,4

1,46

Características Pobre em combustível (-25%) Estequiométrica Rica em combustível (+50%) Rica em combustível (+100%)

Os reagentes foram dissolvidos em 20mL de água destilada e deionizada misturados à temperatura ambiente por agitação magnética. Após a mistura se tornar homogênea, o béquer foi colocado em uma chapa aquecida a 300±20ºC por 15 minutos para a evaporação do excesso de água. O béquer em seguida foi levado a um forno do tipo mufla (SANCHIS N1110) pré-aquecida a 550±5ºC onde permaneceu por 15 minutos. O produto da combustão em forma de espuma quebradiça foi facilmente desaglomerado utilizando um almofariz até formar um pó fino e passado em peneira para homogeneizado tamanho de partículas. O pó resultante foi submetido à calcinação em um cadinho de α-alumina em uma atmosfera de ar estagnado, numa temperatura de 1200ºC, durante 4 horas, seguida de choque térmico para retenção da fase metaestável α-TCP. Os pós obtidos foram caracterizados por difração de raios X, a fim de se verificar as fases obtidas, por microscopia eletrônica de varredura, para verificar a morfologia dos aglomerados, e adsorção de nitrogênio (BET), para verificar a área superficial específica, propriedade que está intimamente ligada ao tamanho de partícula. As medidas de área superficial específica se deram em um equipamento Quantachrome NOVA 1000. A caracterização das amostras antes e após o tratamento térmico foi feita por difração de raios X. Foi utilizado para esta análise o Difratômetro Phillips X´Pert MPD com tubo de cobre (radiação Kα = 1,5418 Ǻ). O tamanho de cristalito foi medido se utilizando a fórmula de Scherrer, demonstrada na equação (1).

d= 0,95/.cos

Onde d é o diâmetro médio dos grãos,  o comprimento de onda da radiação do tubo de cobre,  é o ângulo correspondente ao pico mais intenso da amostra e  é a largura do pico do pico mais intenso, obtida na metade da altura desse pico, sendo esse valor dado em radianos. O microscópio eletrônico de transmissão utilizado foi um equipamento marca JEOL®, modelo JSM-6060.

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Reações redox são normalmente exotérmicas e frequentemente levam a explosões se não controladas. Para o cálculo da razão estequiométrica de combustível foi calculada de acordo com o modelo das valências de Jain (1981) . A razão estequiométrica de combustível ocorre quando a quantidade de oxidantes presentes é a correta para que ocorra a oxidação completa. Relacionando-se as equações de decomposição dos precursores com a tabela 1, que mostra a quantidade de cada componente adicionado à reação, se estimou as seguintes reações de combustão em função da razão glicina/nitrato utilizadas. As reações são mostradas nas equações (2) a (5).

Pobre em combustível (0,75G) 3Ca(NO3)2.4H2O + 2(NH4)2HPO4 + 1,5NH2CH2COOH → Ca3(PO4)2 + (23/4)N2 + 3CO2 + (99/4)H2O + (9/8)O2 Estequiométrica (1,0G) 3Ca(NO3)2.4H2O + 2(NH4)2HPO4 + 2NH2CH2COOH → Ca3(PO4)2 + 6N2 + 4CO2 + 26H2O Rica em combustível (1,5G) 3Ca(NO3)2.4H2O + 2(NH4)2HPO4 + 3NH2CH2COOH + (9/4)O2 → Ca3(PO4)2 + 6,5N2 + 6CO2 + (57/2)H2O Rica em combustível (2,0G) 3Ca(NO3)2.4H2O + 2(NH4)2HPO4 + 4NH2CH2COOH + (9/2)O2 → Ca3(PO4)2 + 7N2 + 8CO2 + 31H2O

Se a quantidade de oxigênio liberado pela reação não é a suficiente para que ocorra a combustão completa do combustível, é necessária a presença de oxigênio proveniente do ambiente onde a reação está ocorrendo. O conhecimento das reações de combustão permite a obtenção de dados termodinâmicos muito importantes como à entalpia de formação dos produtos, a temperatura de chama adiabática e a quantidade de gases liberados pela reação. As equações (6) e (7) mostram as fórmulas utilizadas para o cálculo da entalpia de combustão e a temperatura adiabática de chama, respectivamente.

Onde n é o número de mols, ΔH°r e ΔH°p são as entalpias de reação dos reagentes e dos produtos, respectivamente, T é a temperatura de chama adiabática, T0 é 298K e Cp é a capacidade calorífica dos produtos a pressão constante. Os dados termodinâmicos utilizados para o cálculo das propriedades acima citadas se encontram na Tabela 2. Tabela 2: Dados termodinâmicos relevantes (PERRY, 1973; DEAN, 1979).

Composto Ca(NO3)2.4H2O (NH4)2HPO4 NH2CH2COOH Ca3(PO4)2 O2 NO2 NH3 N2 CO2 H2O

ΔHr (kcal/mol) - 509,37 - 374,50 - 79,71 - 988,2 0 - 33,2 -11,02 0 94,051 - 57,796

Cp (Cal/mol.K) 56,4 7,01 8,12 8,37 6,8 11,16 8,025

A variação da entalpia, da temperatura de chama adiabática e a quantidade de gases liberados pela reação em função da variação da razão glicina/nitrato são mostrados na Tabela 3. Conforme o esperado, a entalpia e a temperatura de chama adiabática aumentam com o aumento da quantidade de combustível utilizado na síntese de combustão. A temperatura de chama adiabática é diretamente influenciada pelo tipo de combustível, razão entre combustível e oxidante e a quantidade de água restante na reação (TONIOLO et al., 2005). No entanto, geralmente as temperaturas medidas são muito menores do que as

teóricas devido a perdas por radiação, combustão incompleta e aquecimento do ar (TONIOLO et al., 2005). Tabela 3: Efeito da razão molar glicina/nitrato na entalpia de formação dos produtos, temperatura adiabática de chama e número de mol de gases liberados.

Reação Entalpia de Formação Temperatura Adiabática Mols de gases (kcal/mol)

de Chama (°C)

0,75G

-228,4

932

33,5

1,0G

-331,6

1220

1,5G

-537,9

1670

-744,3

1993

As temperaturas de decomposição do nitrato de cálcio e do fosfato de amônio bibásico são em torno de 720°C e 660°C (LIODAKIS et al., 2007), respectivamente, que são temperaturas muito mais baixas do que as temperaturas calculadas de chama adiabática teórica. O que indica que o pó sintetizado, sem nenhum tratamento térmico apresentará fases cristalinas, o que é confirmado pelo difratograma mostrado na Figura 1.

Figura 1: Difratograma de raios X do pó resultante da síntese, sem tratamento térmico.

Apesar da quantidade dos reagentes ter sido calculada para que houvesse uma razão entre íons de cálcio e fósforo igual a 1,5. De maneira que o produto principal de reação esperado fosse somente o β-TCP, como pode ser visto nas equações de (2) a (5). Entretanto, ocorreu a formação de produtos com razão Ca/P distintas, como a hidroxiapatita, Ca5(PO4)3OH, (Ca/P=1,67) e pirofosfato de cálcio, Ca2P2O7 (Ca/P=1,0). A formação dessas fases não esperadas pode ter ocorrido pela diferente interação entre os grupos amino, metila e ácido carboxílico, provenientes da glicina (NH2CH2COOH) com os precursores.

Outra causa pode ser devido a uma elevação local de pH, o que deslocaria o equilíbrio da solução levando à precipitação de hidroxiapatita, que é o fosfato de cálcio mais estável em pH acima de 4,2 (TAS et al., 1997). Sabe-se que o controle do pH é um fator essencial para a obtenção de um pó mais cristalino, além de levar a obtenção de maior teor da fase α-TCP após o tratamento térmico (VOLKMER et al., 2009). Além disso, pH abaixo de 1,5 promove uma total dissolução dos precursores na solução, levando a uma melhor homogeneização da solução precursora (VOLKMER et al, 2009). Nos difratogramas obtidos por DRX mostrados na Figura 1, percebe-se que apesar de a razão cálcio/fósforo dos reagentes precursores estar ajustada para 1,5, razão Ca/P teórica das fases fosfato tricálcio, a reação de combustão levou à formação de outras fases inesperadas. Tais fases como a fase alfa do pirofosfato de cálcio (α-Ca2P2O7; Ca/P=1,0) e hidroxiapatita (Ca5(PO4)3OH; Ca/P=1,67), possuem razão Ca/P diferentes da razão inicial. Uma das maiores dificuldades em se sintetizar apatitas não estequiométricas é alta variabilidade da composição, mesmo para pequenas variações da razão molar cálcio/fósforo do precipitado inicial (RAYNAUD et al., 2002). A Figura 2 mostra após o tratamento térmico de 4 horas de patamar à temperatura de 1200ºC. Percebe-se que para todas as composições de combustível estudadas, obtevese α-TCP como única fase cristalina, o que indica o sucesso da utilização desta técnica para a síntese de fosfatos de cálcio.

Figura 2: Difratograma de raios X do produto da combustão após tratamento térmico de 4hs à 1200°C seguido de choque térmico.

A Tabela 4 mostra a variação da área superficial medida pela técnica de adsorção de nitrogênio (BET) em função da razão glicina/nitrato. Obteve-se maior área superficial específica e menor tamanho de partícula calculado por BET e menor tamanho de cristalito

pela equação de Scherrer nas reações que utilizaram uréia como combustível. Comportamento semelhante é encontrado na literatura em trabalhos realizados por Costa e colaboradores (2010) e Lenka e colaboradores (2008) para a síntese de Ferritas Mn-Zn e de Óxido de Gadolíneo dopado com Céria, respectivamente. Em ambos trabalhos, as reações que utilizaram uréia permitiram a obtenção de pós com menor tamanho de cristalito. Tal fato pode ser atribuído ao fato de as reações que utilizaram glicina como combustível atingirem maior temperatura de chama adiabática (Lenka et al., 2008). Após o tratamento térmico a área superficial dos pós obtidos reduziu-se e variou ao redor de 0,8 a 3,3 m2/g para as composições que utilizaram glicina como combustível, sendo que quanto maior o teor de combustível utilizado, maior a área superficial específica e conseqüentemente, menor o tamanho de partícula calculado por BET, como mostra a Tabela 4. Tabela 4: Área superficial específica medida por BET e tamanho de cristalito calculado utilizando a equação de Scherrer.

Reação

Área Superficial (m2/g)

Tamanho de Cristalito do pó como obtido (nm)

0,75G 1,0G 1,5G 2,0G

7,6 9,5 10,1 12,3

92 81 77 92

Tamanho de Cristalito após tratamento térmico (nm) 103 92 92 80

O tamanho de cristalito calculado utilizando-se a equação de Scherrer apresentou a mesma tendência de diminuir com o aumento do teor de combustível, porém independente do tipo de combustível utilizado, o valor obtido foi o mesmo. Ele variou de 103 nm para as reações com 0,75 vezes o valor estequiométrico de combustível para 80 nm nas reações com duas vezes o valor estequiométrico de combustível. As micrografias, obtidas por Microscopia Eletrônica, da Figura 3 mostram os cristalitos dos pós de fosfato de cálcio sintetizados com a composição estequiométrica (a) como obtido da reação estequiométrica. Percebe-se que o material obtido possui estrutura porosa e com uma larga distribuição de tamanho de partículas. Apesar de as amostras estarem em escalas de aumento diferente, pode-se perceber que as amostras apresentam partículas de formato hexagonal, porém percebe-se claramente os “pescoços” formados pelo processo de sinterização das partículas devido à alta temperatura obtida durante a síntese. Entretanto; com auxílio do Software Image Tool foi possível medir o tamanho médio dos cristalitos e percebe-se que os resultados obtidos por MET confirmam os cálculos feitos com o uso da equação de Scherrer.

Figura 3: Fotomicrografia de MET das amostras 1,0G(a) e 2,0G (b).

4. CONCLUSÃO

Foram obtidos pós nanométricos de α-fosfato tricálcico com elevado teor de pureza, para todas as composições estudadas. Tal fato vem a ser uma grande vantagem na utilização da síntese de combustão para a obtenção de fosfatos de cálcio, pois os métodos tradicionais não conseguem obter o α-TCP com tamanha pureza. Maiores teores de combustível levaram à obtenção de pós com maior área superficial específica e menor tamanho de partículas e cristalito. O modelamento termodinâmico se mostrou uma ferramenta importante para entendimento das reações de combustão. A análise de MET comprova que foram obtidos pós com tamanho de cristalito nanométrico.

REFERÊNCIAS AOKI, H. Science and Medical Applications of Hydroxyapatite, Takayama Press System Center Co., Inc., Tokyo, 1991.

BAYRAKTAR, D.; TAS, A. C. Chemical preparation of carbonated calcium hydroxyapatite powders at 37_C in urea-containing synthetic body fluids. J. Eur. Ceram. Soc., v. 19, p. 2573-2579, 1999.

COSTA, A., SILVA, V.J., XIN, C.C., VIEIRA, D.A., CORNEJO, D.R., KIMINAMI, R.H. Effect of urea and glycine fuels on the combustion reaction synthesis of Mn–Zn ferrites: Evaluation of morphology and magnetic properties. Journal of Alloys and Compounds, v. 495, 503-505, 2010.

DEAN, J.A. Lange’s handbook of chemistry, 12th edn. McGraw-Hill, New York (1979)

EBRAHIMPOUR, E.; JOHNSON, M.; NANCOLLAS, G. H.; et al. The characterization of HA precipitation. J. Coll. Int. Sci., v. 159, p. 158-163, 1993.

JAIN, S. R.; ADIGA, K. C.; VERNEKER, V. R. P. A new approach to thermochemical calculations of condensed fuel-oxidizer mixture. Combustion and flame, v. 40, p. 71-79, 1981.

KLEIN, C. P. A. T.; DE BLIECK-HOGERWORST, J. M. A.; WOLKE, J. G. C.; et al. Studies of solubility of diferent calcium phosphate ceramic particles in vitro. Biomaterials, v. 11, p. 509, 1990.

LENKA, R.K., MAHATA, T., SINHA, P.K., TYAGI, A.K. Combustion synthesis of gadolinia-doped ceria using glycine and urea fuels. Journal of Alloys and Compounds, v. 466, p. 326-329, 2008.

LIODAKIS, S., KATSIGIANNIS, G., LYMPEROPOULOU, T. Ash properties of Pinus halepensis needles treated with diammonium phosphate. Thermochimica Acta, v. 453, p. 136-146, 2007. th

PERRY, R.H., CHILTON, C.H. Chemical engineers handbook, 5 ed. McGraw-Hill, New York, (1973) p. 197.

RAYNAUD, S.; CHAMPION, E.; BERNACHE-ASSOLLANT, D.; THOMAS. P. Calcium phosphate apatites with variable Ca/P atomic ratio I. Synthesis, characterisation and thermal stability of powders Biomaterials, v. 23, p. 1065–1072, 2002.

SASIKUMAR, S., VIJAYARAGHAVAN, R. Solution combustion synthesis of bioceramic calcium phosphates by single and mixed fuels-A comparative study. Ceramics International, v. 34, p. 1373– 1379, 2008.

SANTOS, L. A. Desenvolvimento de cimento de fosfato de cálcio reforçado por fibras para uso na área médico-odontológica, 2002. Tese (Doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Brasil.

TAS, A. C.; KORKUSUZ, F.; TIMUCIN, M.; et al. An investigation of the chemical synthesis and hightemperature sintering behaviour of calcium hydroxyapatite (HA) and tri-calcium phosphate (TCP) bioceramics. J. Mater. Sci.: Mater. in Medic., v. 8, p. 91-96, 1997.

TAS, A.C. Combustion synthesis of calcium phosphate bioceramic powders, Journal of the European Ceramic Society, v. 20, p. 2389-2394, 2000

TONIOLO, J. C.; LIMA, M. D.; TAKIMI, A. S.; BERGMANN, C. P. Synthesis of alumina powders by the glycine-nitrate combustion process. Materials Research Bulletin, v. 40, p. 561-571, 2005.

VOLKMER, T. M.; L.L.BASTOS; SOUSA, V. C.; SANTOS, L. A.;Obtainment of Îą-tricalcium phosphate by solution combustion synthesis method using urea as combustible. Key Engineering Materials, v. 396-398, p. 591-594, 2009.

POSSÍVEIS APLICAÇÕES DE SAÚDE COLETIVA / PÚBLICA NA ÁREA DE NANOCIÊNCIAS: UMA AGENDA PARA O FUTURO PRÓXIMO1 GOUDOCHNIKOV, Viktor I.2 1

Trabalho de Pesquisa Membro da Sociedade Internacional para DOHaD e da CSSI, Santa Maria, RS, Brasil E-mail: vitorig@yahoo.com.br 2

RESUMO Avaliou-se a possibilidade das aplicações de saúde coletiva / pública em nanociências. Por analogia com farmacoepidemiologia, farmacovigilância e políticas públicas de medicamentos, sugerese o desenvolvimento de pesquisas em nanoepidemiologia, nanovigilância e políticas públicas de nanotecnologia. São discutidos prováveis obstáculos nos caminhos deste desenvolvimento, considerando os exemplos de amianto e nanotubos de carbono. Sugere-se que nanotoxicologia e nanoética poderiam ajudar a estabelecer disciplinas novas dentro da grande área de nanociências.

Palavras-chave: Nanotecnologia; epidemiologia; vigilância; políticas públicas.

1. INTRODUÇÃO

Não é segredo que conhecimentos novos surgem frequentemente nas fronteiras entre as disciplinas científicas. Assim surgiram recentemente nanoética (ALLHOFF, 2007; GOUDOCHNIKOV, 2008) e nanotoxicologia (DURNEV, 2008; GOUDOCHNIKOV, 2009). No passado, especializamos nas sub-áreas de saúde coletiva / pública, próximas para farmácia: farmacoepidemiologia

farmacovigilância

(GOUDOCHNIKOV,

2006).

farmacoepidemiologia avalia o uso de medicamentos, entretanto a farmacovigilância estuda os efeitos adversos de fármacos nas populações. Conseguimos também identificar o problema

específico

dos

efeitos

adversos

medicamentos

longo

prazo

(GOUDOCHNIKOV, 2003), inclusive, no sentido de imprinting / programação dentro do paradigma de DOHaD (GOUDOCHNIKOV e PETERSEN, 2009). Portanto, gostaríamos de aplicar por analogia alguns princípios destas sub-áreas de saúde coletiva / pública em nanociências.

2. METODOLOGIA

Foi realizada uma busca bibliográfica em vários bancos de dados, bem como no domínio público da Internet, preferencialmente em inglês, pelas palavras chave

correspondentes a “nanotecnologia”, “epidemiologia”, “vigilância”, “saúde coletiva”, “saúde pública”.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

O estado atual de farmacoepidemiologia e farmacovigilância e como isso pode se refletir em nanociências.

Pode ser afirmado com certeza que farmacoepidemiologia e farmacovigilância são disciplinas bastante consolidadas, inclusive, na América Latina e no Brasil (PERINI e ACURCIO, 2003; SEVALHO, 2003). Infelizmente, isso não dá para dizer sobre a nanoepidemiologia e nanovigilância, sub-áreas ainda pouco desenvolvidas, apesar de algumas publicações recentes (CANTÍN et al., 2006). Talvez, uma das razões para isso é a distância cronológica de quase dois séculos entre o surgimento de primeiros fármacos e de produtos nanotecnológicos. Portanto, se o mercado atual de medicamentos é próspero e abrangente, o mercado de nanoprodutos, apesar de estar na fase do crescimento vertiginoso, ainda não pode ser considerado como estabelecido totalmente. Mesmo

assim,

dia

hoje

situação

farmacoepidemiologia

farmacovigilância não deve ser caracterizada como satisfatória. Aparentemente, as indústrias farmacêuticas poderiam estar mais preocupadas com o uso de medicamentos e análise de reações adversas nas populações. Mas, de fato, quem faz a maior parte de estudos nas sub-áreas de farmacoepidemiologia e farmacovigilância é a comunidade científica internacional, apoiada pelos governos e sociedade em geral. Extrapolando para as nanociências, é difícil imaginar que as indústrias de nanotecnologia vão investir nas subáreas relacionadas com a saúde coletiva / pública. Portanto, quem deve se organizar neste caso é a comunidade científica. E aqui que surge o primeiro grande problema. Se os medicamentos estão vendidos nas farmácias e portanto, é relativamente fácil de acompanhar seu uso na sociedade (GOUDOCHNIKOV, 2007; GOUDOCHNIKOV e PETERSEN, 2009; GOUDOCHNIKOV, 2010), os nanoprodutos são espalhados em milhares de itens. Além disso, já é claro que existem nanopartículas biocompatíveis que não apresentam o risco para consumidores e por outro lado, estão disponíveis para uso os nanomateriais que podem causar danos significativos nas pessoas expostas (GOUDOCHNIKOV, 2009). Como exemplos, podemos mencionar alguns tipos de nanocapsulas para fármacos e nanotubos de carbono

respectivamente. Então, como organizar as pesquisas de epidemiologia e vigilância, relacionadas com nanociências?

Agenda para o futuro próximo e prováveis obstáculos no caminho

Em primeiro lugar, a própria comunidade científica (e não indústrias de nanotecnologia) deve reconhecer a importância dos problemas em discussão. E aqui não é necessário de ir longe: realmente, já existe a consciência de que, pelo menos, os assuntos sociológicos, éticos, legais e ambientais de nanociências devem ser pesquisados em conjunto (ALLHOFF, 2007; ROCO, 2007), com intuito de promover o uso responsável de produtos nanotecnológicos em toda a cadeia de sua existência: a partir do desenvolvimento nos laboratórios, passando pela produção e utilização em grande escala e até o seu destino no meio ambiente. Vamos usar agora o exemplo de amianto para verificar, que tipos de dificuldades podem ser encontrados no caminho. Como já foi notado por alguns autores (CASTRO et al., 2003), o amianto (ou asbesto) se transformou de material milagroso em pesadelo mundial. De fato, muitos países resolveram banir seu uso e outros tentam se desfazer dos produtos que contem esta fibra mineral, mas lamentavelmente, não conseguem, pelo menos, por completo... O preço pago pela sociedade é calculado na faixa de bilhões de dólares, considerando também os custos de assistência médica aos pacientes com fibrose pulmonar e mesotelioma pleural (MENDES, 2001). O mais crítico é o período cronológico de décadas que pode separar a exposição e o adoecimento (BECKLAKE et al., 2007). Neste sentido, somente as indústrias de amianto ainda podem ser responsabilizadas, mas em vários casos, é bem difícil provar a ligação entre a exposição e patologia ocupacional. Obviamente, a comunidade científica (e não indústrias de amianto) se organizou para ajudar a confirmar a realidade desta ligação. Infelizmente, com os nanotubos de carbono a história mostra a tendência de ser repetitiva: apesar de claros avisos de nanotoxicologia (SAKAMOTO et al., 2009; DONALDSON et al., 2010), já existem opiniões contrarias (Monica Jr. e Monica, 2008), apoiadas pelos adeptos do progresso científico e tecnológico a qualquer custo. Afinal, alguns autores reconhecem o enorme potencial de nanotubos de carbono (principalmente, dos funcionalizados e portanto, mais biocompatíveis), sem fechar olhos para os problemas toxicológicos (SHVEDOVA et al., 2009). Entre as opiniões relativamente favoráveis, destaca-se o estudo de Iavicoli et al. (2010) que mostra o fenômeno de hormese, quando nanopartículas em doses pequenas

podem até estimular as células, apesar de nítida inibição toxicológica em doses altas. Por outro lado, entre as opiniões desfavoráveis, podem ser notados os estudos que comprovam a capacidade de alguns nanomateriais para potencialização dos efeitos patogênicos de endotoxinas (por exemplo, lipopolissacarídeo) e agentes infecciosos, principalmente, nas vias respiratórias (SHVEDOVA et al., 2009; INOUE e TAKANO, 2011). Em nosso trabalho anterior chamou-se a atenção para a possibilidade de nanopartículas do dióxido de titânio (TiO2), injetadas na gestação, atravessar a barreira placentária, bem como a hemato-encefálica fetal, segundo pesquisadores japoneses. Recentemente o mesmo grupo de pesquisadores confirmou também a capacidade dessas nanopartículas administradas para camundongos gestantes de causar alterações na expressão gênica do sistema nervoso central já no período neonatal (SHIMIZU et al., 2009). Além disso, foram registradas mudanças de neurocomportamento na prole de camundongos tratados por nanopartículas funcionalizadas de TiO2 na gestação (HOUGAARD et al., 2010). Como destaque positivo no trabalho de Shimizu et al. (2009), pela primeira vez foi feita claramente a conexão com a área de DOHaD. As questões toxicológicas de nanociências são relacionadas com tais aspectos mais próximos para saúde coletiva / pública, como risco e biossegurança. Em relação com isso, existem três problemas interligados de minimizar, manejar e comunicar o risco, inclusive, nos ensaios clínicos de agentes nanofarmacêuticos (RESNIK e TINKLE, 2007). Além de farmacoepidemiologia e farmacovigilância, na saúde coletiva / pública relacionada com a farmácia, existe também o tema de políticas públicas de medicamentos (BONFIM e MARCUCCI, 1997). Por analogia, poderiam estar em discussão as políticas públicas de nanotecnologia. De fato, este assunto já é bastante discutido no dia de hoje, por exemplo, referente à regulamentação (KIMBRELL, 2006). Mesmo assim, várias questões destas políticas poderiam ser desenvolvidas bem mais, inclusive, em relação ao uso de nanotecnologia para aumentar as capacidades física e mental de pessoas saudáveis (GOUDOCHNIKOV, 2008).

5. CONCLUSÃO

Resumindo, para o futuro próximo a agenda de nanociências, referente a saúde coletiva / pública, poderia incluir, por analogia, as questões de nanoepidemiologia, nanovigilância e políticas públicas de nanotecnologia. As sub-áreas próximas de nanociências, tais como nanotoxicologia e nanoética, poderiam ajudar a estabelecer as discipinas novas.

REFERÊNCIAS ALLHOFF, F. On the autonomy and justification of nanoethics. Nanoethics, v. 1, p. 185-210, 2007.

BECKLAKE, M.R.; BAGATIN, E.; NEDER, J.A. Asbestos-related diseases of the lungs and pleura: uses, trends and management over the last century. International Journal of Tuberculosis & Lung Disease, v. 11, p. 356-369, 2007.

BONFIM, J.R.A.; MERCUCCI, V.L. (Orgs.) A construção da política de medicamentos. São Paulo: Hucitec / Sobravime, 1997.

CANTÍN, P.V.; MONTENEGRO, I.O.; MATURANA, V.R. Vigilância tecnológica aplicada a nanociência e nanotecnologia en países de LatinoAmérica. Journal of Technology Management & Innovation, v. 1, p. 83-94, 2006.

CASTRO, H.,; GIANNASI, F.; NOVELLO, C. A luta pelo banimento do amianto nas Américas: uma questão de saúde pública. Ciência & Saúde Coletiva, v. 8, p. 903-911, 2003.

DONALDSON, K.; MURPHY, F.A.; DUFFIN, R.; POLAND, C.A. Asbestos, carbon nanotubes and the pleural mesothelium: a review of the hypothesis regarding the role of long fibre retention in the parietal pleura, inflammation and mesothelisoma. Particle and Fibre Toxicology, v. 7, article 5, 2010.

DURNEV, A.D. Toxicology of nanoparticles. Bulletin of Experimental Biology and Medicine (Moscow), v. 145, p. 72-74, 2008.

GOUDOCHNIKOV, V.I. Efeitos de medicamentos a longo prazo: um desafio para a saúde coletiva. Ciência & Saúde Coletiva, v. 8, Supl., p. 517, 2003.

GOUDOCHNIKOV, V.I. Farmacoepidemiologia e farmacovigilância na saúde coletiva. In: Coletânea da saúde. Saúde coletiva: diálogos contemporâneos. Ijuí - RS: Ed. UNIJUÍ, 2006, p.183-191.

GOUDOCHNIKOV, V.I. Gender differences in consumption of benzodiazepines by human population and in their effects on mice and rats. World Journal of Biological Psychiatry, v. 8, Suppl., p. 200, 2007.

GOUDOCHNIKOV, V.I. Nanoscience applied to enhancement techniques: focus on nanoethics. In: 3. Workshop em Nanociências. Santa Maria - RS: Ed. UNIFRA, 2008.

GOUDOCHNIKOV, V.I.

Nanotoxicologia: problemas e perspectivas. In:

4. Workshop em

Nanociências.Santa Maria - RS: Ed. UNIFRA, 2009.

GOUDOCHNIKOV, V.I. Diferenças sexuais nos perfis de morbimortalidade por doenças relacionadas à idade: a conexão com dados farmacoepidemiológicos. In: 3. Jornada Interdisciplinar em Saúde. Santa Maria - RS: Ed. UNIFRA, 2010.

GOUDOCHNIKOV, V.I.; PETERSEN, R. Gender differences in psychotropic drug consumption may indicate enhanced risk of pharmacotoxicologic programming in perinatal period. Journal of DOHaD, v. 1, Suppl., p. S332-S333, 2009.

HOUGAARD, K.S. et al. Effects of prenatal exposure to surface-coated nanosized titanium dioxide (UV-Titan): a study in mice. Particle and Fibre Toxicology, v. 7, article 16, 2010.

IAVICOLI, I.; CALABRESE, E.J.; NASCARELLA, M.A. Exposure to nanoparticles and hormesis. DoseResponse, v. 8, p. 501-517, 2010.

INOUE, K.; TAKANO, H. Facilitating effects of nanoparticles / nanomaterials on sensitive immunerelated lung disorders. Journal of Nanomaterials, article ID 407402, 2011.

KIMBRELL, G.A. Nanomaterial consumer products and FDA regulation: regulatory challenges and necessary amendments. Nanotechnology Law & Business, v. 3, p. 329-337, 2006.

MENDES, R. Asbesto (amianto) e doença: revisão do conhecimento científico e fundamentação para uma urgente mudança da atual política brasileira sobre a questão. Cadernos de Saúde Pública, v.17, p. 7-29, 2001.

MONICA Jr., J.C.; MONICA, J.C. A nano-mesothelioma false alarm. Nanotechnology Law & Business, v. 5, p. 319-333, 2008.

PERINI, E.; ACURCIO, F.A. Farmacoepidemiologia. In: Gomes, M.J.V.M.; Reis, A.M.M. Ciências farmacêuticas: uma abordagem em farmácia hospitalar. São Paulo: Atheneu, 2003, p. 85-107.

RESNIK, D.B.; TINKLE, S.S. Ethical issues in clinical trials involving nanomedicine. Contemporary Clinical Trials, v. 28, p. 433-441, 2007.

ROCO, M. Possibilities for global governance of converging technologies. Journal of Nanoparticle Research, v. 10, p. 11-29, 2008.

SEVALHO, G. Farmacovigilância: bases históricas, conceituais e operacionais. In: Gomes, M.J.V.M.; Reis, A.M.M. Ciências farmacêuticas: uma abordagem em farmácia hospitalar. São Paulo: Atheneu, 2003, p. 109-123.

SAKAMOTO, Y. et al. Induction of mesothelioma by a single intrascrotal administration of multi-wall carbon nanotubes in intact male Fischer 344 rats. Journal of Toxicological Sciences, v. 34, p. 65-76, 2009.

SHIMIZU, M. et al. Maternal exposure to nanoparticulate titanium dioxide during the prenatal period alters gene expression related to brain development in the mouse. Particle and Fibre Toxicology, v. 6, article 20, 2009.

SHVEDOVA, A.A. et al. Mechanisms of pulmonary toxicity and medical applications of carbon nanotubes: two faces of Janus? Pharmacology & Therapeutics, v. 121, p. 192-204, 2009.

DO HOMO SAPIENS AO HOMO NANOTECNOLÓGICUS: OS DESAFIOS AMBIENTAIS À GESTÃO DA INOVAÇÃO NANOTECNOLÓGICA 1 ENGELMANN, Wilson2 1

Resultado parcial do projeto de pesquisa intitulado “As Nanotecnologias e o Direito: os Direitos Humanos como condição de possibilidade à regulamentação jurídica dentro de um cenário marcado pelo (novo) conceito de inovação”, beneficiado no Edital do CNPq/Universal 014/2010. 2 Professor do Programa de Pós-Graduação em Direito – Mestrado e Doutorado – da Universidade do Vale do Rio dos Sinos – UNISINOS, São Leopoldo, RS, Brasil. E-mail: wengelmann@unisinos.br

RESUMO A evolução humana tem-se mostrado em diversos setores ao longo de seu desenvolvimento. Inicialmente, projetada em passos lentos, mas consistentes; a partir do ingresso na modernidade, numa velocidade cada vez mais acelerada e com reflexos marcadamente mais profundos. Busca-se examinar como a passagem das diversas fases, a partir do homo sapiens, tem-se destacado pelo caráter mais ousado e transformador dos movimentos inovadores executados pelos humanos, atingindo a ele mesmo e ao meio ambiente. As nanotecnologias marcam uma nova etapa nesse processo, caracterizando-se como uma verdadeira revolução científico-tecnológica que promete modificar a vida humana sobre a Terra, aprimorando-a, facilitando-a, mas trazendo riscos que jamais haviam sido apresentados até este momento. Haverá a necessidade de marcos regulatórios que sirvam para fomentar o desenvolvimento científico e econômico, e também avaliar com ‘cuidado’ os desdobramentos e resultados que os avanços na escala nano poderão trazer. A gestão desta inovação deverá perpassar a tomada de decisões sobre o hoje e o futuro das gerações humanas. Utilizar-se-á o método fenomenológico-hermenêutico gerado a partir de Martin Heidegger, HansGeorg Gadamer e Lenio Luiz Streck.

Palavras-chave: Nanotecnologias; Gestão da Inovação; Evolução Humana; Marcos Regulatórios; Meio Ambiente.

1. INTRODUÇÃO

As nanotecnologias representam uma criação humana que prospecta o ingresso em espaços até então não explorados, embora sempre tenham existido na natureza. Portanto, as diversas tecnologias que se utilizam da escala nano – a medida representada pela bilionésima parte de um metro – estão descendo a níveis atômicos e moleculares, potencializando características absolutamente novas nos seus resultados finais (produtos). Nesse cenário altamente exato e potente estão inseridos o ser humano e o meio ambiente.

Portanto, o problema que se desenha pode ser assim delimitado: em que medida os diversos

estágios

evolução

humana

terão

condições

abrigar

homo

nanotecnológicus, conciliando a gestão da inovação em escala nano com o respeito ao meio ambiente e a sua própria humanidade? Esse estudo será perspectivado pelo método já indicado, procurando edificar os pressupostos para a sua análise transdisciplinar. Os avanços científicos produzidos pelas Ciências Exatas deverão ser acompanhados, na mesma intensidade, por avanços éticos, produzidos pela intervenção das Ciências Humanas. Um cenário não dicotomizado é um espaço ideal para o desenvolvimento científico preocupado com a preservação das atuais e futuras gerações de seres vivos, não contemplando apenas os humanos, mas também os não humanos – a natureza.

2. DO HOMO SAPIENS AO HOMO NANOTECNOLÓGICUS: O PERCURSO HUMANO DE DOMINAÇÃO DA NATUREZA

Examinando-se o percurso da evolução do ser humano é possível verificar profundas transformações desencadeadas a partir do Australopithecus até chegar ao Homo sapiens. Uma lenta e marcante transformação da habilidade para a fabricação de ferramentas a partir da pedra, a caça, a coleta e, por fim, a agricultura (RODRIGUES, 2003). Aí o embrião da inovação como uma atitude humana de exploração da natureza, tendo em vista a satisfação das necessidades tipicamente humanas. Segundo o filósofo alemão Marc Jongen existe uma diferença bem marcada entre o ser humano das sociedades escravagistas e aquela inaugurada pelo Iluminismo: naquela, os “povos subjugados – bárbaros ou selvagens” – não tinham a plenitude do status de ser humano; já uma das conquistas do Iluminismo foi a substituição da definição cultural de ser humano por uma biológica: “ser humano na acepção moderna é todo/a aquele/a que vem ao mundo com o código genético do Homo sapiens”. Há uma progressiva naturalização do que se deve considerar como ser humano, chegando-se ao ponto de “atribuir a todos os integrantes da espécie Homo sapiens direitos humanos a bem dizer ‘por natureza” (JONGEN, 2006). Esse delineamento do Homo sapiens receberá a ideologia transformadora gerada no seio da Revolução Industrial, passando por adaptações que geram o chamado Homo faber. Segundo Elena Pulcini, o Homo faber corresponde ao “paradigma do homem ocidental”. Com isso, a caracterização do Homo sapiens parece que tinha uma abrangência maior, quem sabe, quase universal. Independente desse aspecto, que não será analisado nesse artigo, o Homo faber “é (...) que faz, que fabrica, que produz, servindo-se da técnica

para satisfazer as próprias necessidades e familiarizar-se com o mundo” (PULCINI, 2006). Vale dizer, verifica-se uma marcada tecnicização do Homo sapiens, em direção à dominação da natureza e, de certa forma, de destruição (ou recriação) da criação de Deus. Nesse cenário, verifica-se o desenvolvimento da ciência, a qual por volta da década de 1520, começava a ganhar velocidade no seu progresso. O curioso estava no aspecto que um determinado avanço científico, de certo modo e segundo alguns observadores, nada mais era do que a aplicação do bom senso. No entanto, várias das teorias surgidas nessa época acabavam por desafiar o bom senso. Por isso, “muitos descobridores sabiamente hesitavam em tornar público o que haviam descoberto, enquanto os descobridores de hoje se entregam à tentação de logo recorrer à imprensa, sem um dia de atraso” (BLAINEY, 2009). É claro que a ciência atual parece ser algo um pouco mais complexo que a simples percepção das coisas por meio do bom senso. No entanto, e apesar disso, nessa passagem se tem um aspecto importante: o resultado da investigação deverá ser amadurecido antes de ser colocado na mídia e o produto colocado à venda ao consumidor. Na sequência evolutiva, se constata uma efetiva transformação, com o nascimento, na contemporaneidade, do Homo creator que ultrapassa os delineamentos característicos do Homo faber, pois ele acredita que a técnica confere-lhe poder ilimitado não apenas para modificar a natureza, mas para criá-la e “introduzir no ambiente produtos e processos totalmente ‘novos’ (da bomba nuclear às manipulações genéticas), alterando profundamente as próprias leis da evolução e abrindo horizontes de todo imprevisíveis” (PULCINI, 2006). A interferência humana na natureza provoca desvios e desequilíbrios que poderão gerar resultados catastróficos em relação ao próprio ser humano. Marca-se o surgimento da crise ambiental. O Homo creator é a personificação do trans-humano, aquele que perpassa o humano e o natural à procura de novo mundo e um humano sem precedentes, a fim de ultrapassar as características do seu ser que ele não aceite, pretendendo “consertá-las”, como o “corpo, a finitude, a vulnerabilidade, as paixões, a morte, a vida entendida na sua imperfeição e imprevisibilidade.” Há uma clara pretensão de superar o humano por meio do exercício de “um poder sem precedentes que, no entanto, não está mais em condições de controlar numa sociedade global sem confins e sem limites. O mundo por ele criado põe em perigo a própria conservação da humanidade e do vivente, expondo-a ao risco de autodestruição, de degradação irreversível, de mutações incontroláveis” (PULCINI, 2006). Esse cenário, planejado a partir da criatividade humana revela a eterna insatisfação com os delineamentos que caracterizam os humanos como seres racionais, mas dotados de certos limites intransponíveis, até este momento. Cabe um questionamento: o seu desvendamento é a melhor alternativa? Não será mais “saudável” conhecer melhor a humanidade dos

humanos, proporcionando uma vida melhor, com o atendimento das necessidades básicas que são muitas vezes negligenciadas e reconhecer a finitude e as limitações? Esses questionamentos precisam provocar certo nível de estranhamento (utilizando a expressão cunhada por Martin Heidegger) no ser humano, pois há indícios de que o Homo creator “sofreu um desligamento da sua imaginação, das suas emoções, da sua capacidade de prever as consequências dos seus atos, reduzindo o homem à metade e dividido, o qual parte esforçosamente atrás de um mundo que pode andar autonomamente com a força inercial do automatismo da técnica” (PULCINI, 2009). Como religar a consciência? É necessário se instaurar uma perspectiva de responsabilidade nessa busca, onde seja possível conjugar a esforço quase ilimitado da criatividade humana na construção de novas coisas, mas, por outro lado, sem esquecer que se continua humano(?) e os resultados das investigações empreendidas serão suportadas pelos seres humanos. Projeta-se, portanto, um novo nível de transformação onde o Homo creator passará a apresentar as características do Homo nanotecnológicus, ou seja, o ser humano que trabalhará com as nanotecnologias. Vale dizer, com um “conjunto de tecnologias multidisciplinares [talvez, transdisciplinares?] que permitem o domínio de partículas com dimensões extremamente pequenas (as nanopartículas), exibindo propriedades mecânicas, óticas, magnéticas e químicas completamente novas” (DUPAS, 2009). As possibilidades abertas pelas nanotecnologias são capazes de radicalizar as características do Homo creator, pois o nível de recriação das coisas existentes na natureza cresce e assume condições muito melhores e maiores daquelas existentes até agora. As nanotecnologias não estão em determinada área do conhecimento, mas são permeáveis e atingem diversos campos, pois devem ser consideradas em relação à escala na qual a tecnologia está sendo trabalhada. A nano escala pode ser aplicada a qualquer tecnologia, ou seja, sobre todos os campos, implantes, próteses, genética, medicamentos, cirurgias, envolvidos no aprimoramento humano. O seu foco principal é tornar a vida humana mais sadia e prolongada, propiciando o desenvolvimento qualitativo das características particularmente humanas: “o nosso tempo, por meio das tecnologias, torna o homem uma entidade mais conexa, e isso reforça a expressão multiforme da pessoa, quer dizer, a percepção de uma entidade múltipla e mutante: o multivíduo no lugar do indivíduo” (MARCHESINI, 2006). O poder (re)criador que as nanotecnologias proporcionarão a partir de agora é muito atrativo, podendo dizer-se, quase ilimitado. Por meio da organização de átomos e moléculas o ser humano poderá construir e reconstruir o que quiser, pois terá condições de atingir espaços até então inatingíveis.

Alguns dos aspectos que deverão merecer atenção especial podem ser assim apresentados: “os tipos de nanotecnologia que vemos hoje, e que estarão em laboratórios e fábricas pelos próximos anos, não apresentam nenhum perigo além da possibilidade de que alguns dos novos materiais sejam tóxicos. [...] Os benefícios substanciais claramente superam esses riscos pequenos e controláveis”. Aqui se tem alguns traços do Homo creator antes caracterizado. Tudo parece ser autorizado, sem uma avaliação adequada. Como se poderá dizer que os riscos são pequenos e controláveis se as nanotecnologias ainda não são integralmente conhecidas? Além disso, “[...] a perspectiva é melhorar muito produtos com grandes reduções de custo, tanto em termos financeiros quanto em se tratando de impacto ambiental. Essa capacidade pode ser usada para criar um [novo?] mundo com um alto padrão de vida material, enquanto se reduz consumo de recursos e realmente remove CO2 da atmosfera”. Apesar de tudo isso, “como em toda poderosa tecnologia, no entanto, essas capacidades estão sujeitas a potencial abuso” (DREXLER, 2008). A aparente simplicidade do enfrentamento das questões que ainda serão provocadas pelas nanotecnologias deverão receber observação cautelosa e responsável dos efeitos positivos e negativos produzidos. Aí se pretende vislumbrar uma diferença significativa entre o Homo creator, ao defender “o que se pode fazer se deve fazer” (o imperativo tecnológico), e o Homo nanotecnológicus que deverá trazer à baila o aprendizado e o sofrimento da tradição, equacionando as possibilidades da sua constituição racional e autopoiética com a herança recebida do Homem criador, qual seja, “não temos mais a liberdade de não querer o que podemos e sabemos fazer”. Isso parecer ser terrível, pois retira do ser humano uma grande margem de liberdade e opções diante das diversas possibilidades. O Homo nanotecnológicus deverá dar conta do seguinte paradoxo, gerado a partir da referida “auto-assunção humana [d]o fato de que ela, longe de produzir um feliz proprietário de si mesmo, significa, junto com o progressivo êxito, ao mesmo tempo a dissolução ‘do ser humano’, sua virtualização. Como ‘animal não fixado’, o ser humano está condenado a se inventar, na medida em que encontra o caminho para si mesmo, pois ele não ‘é’ outra coisa do que esse inventar a si mesmo” (JONGEN, 2005). Essa representação precisa ser percebida, discutida e avaliada: o Homo nanotecnológicus poderá ser e ter o que quiser. O ser humano precisa disso? Ou melhor: ele estará em condições de lidar com isso? Radicalizando: o ser humano pode ser alçado à cobaia das suas próprias investigações científicas, já que não se dá o tempo necessário aos testes nanotoxicológicos? Para responder a estes questionamentos não será necessária apenas uma área isolada do conhecimento, mas uma convergência científica, que seja capaz de operar o desenvolvimento científico e a preservação do ser humano e do meio ambiente.

3. OS DESAFIOS AMBIENTAIS À GESTÃO DA INOVAÇÃO NANOTECNOLÓGICA: CONSTRUINDO AS BASES DE UMA NOVA RESPONSABILIDADE O desafio do Homo nanotecnológicus é perceber que ainda continua humano, talvez melhorado, mas essencialmente humano. As suas decisões serão sentidas por ele mesmo e pelo ambiente onde está inserido desde sempre. Portanto, ao lado do desenvolvimento científico-tecnológico-econômico, também deverá refletir sobre alternativas de gerir a humanidade com a técnica. Um dos desafios onde poderão ser inseridas as nanotecnologias é a crise ambiental. Ela pode ser caracterizada de diversas formas, como o aquecimento global, desmatamento, esgotamento de reservas naturais renováveis e não renováveis, a destruição de ecossistemas que deverão ceder espaço para o desenvolvimento urbano e industrial (DICKEN, 2010), entre tantas outras ações destruidoras dos elementos do meio ambiente. Ao lado disso, verifica-se que diferentes tipos de nanomateriais estão sendo descobertos a cada dia, os quais viabilizam produtos finais mais eficientes, leves, adequados e principalmente de baixo custo, muitos destes se encontram em fase de comercialização em cosméticos, eletrodomésticos, vestuário e em diversos utensílios e equipamentos. Contudo, as mesmas propriedades que tornam os nanomateriais tão atrativos, como pequeno tamanho de partícula, forma variada e alta área superficial, podem também ser responsáveis por efeitos nocivos aos organismos vivos, conforme indícios reportados por estudos toxicológicos com micro-organismos, algas, peixes, ratos e células humanas. Um dos aspectos, segundo a literatura especializada, está circunscrita à toxicidade das nanopartículas, pois nunca foram produzidas e utilizadas em produtos comercias em tão larga escala como atualmente e que, assim sendo, o risco de alcançarem os diferentes compartimentos ambientais (atmosfera, águas e solo) e se tornarem disponíveis é muito grande (PASCHOALINO et al., 2010). Não se tem ainda uma metodologia, aceita entre os cientistas, em condições de medir os efeitos toxicológicos, em decorrência do número crescente de nanopartículas. Não há consenso sobre um conceito de nanomaterial e suas dimensões limites (LÖVESTAM et al., 2010), além das recomendações dadas por algumas organizações internacionais acerca da caracterização dos materiais engenheirados, avaliação dos riscos e os modos de constatação da toxicidade (EFSA, 2011). Portanto, aqui se deveria aplicar a atitude dos antigos cientistas, embora por motivos diferentes: de avaliar novamente os experimentos e os produtos antes de se anunciar a sua criação e comercialização. Tem-se uma efetiva situação de alerta: a literatura científica aponta para a necessidade de definições sobre a metodologia a ser adotada à aferição dos aspectos

toxicológicos; por outro lado, os produtos estão chegando ao mercado num movimento crescente de oferta e de setores. Dentro dessas coordenadas, parece que o filósofo alemão Marc Jongen está certo quando afrima que “o Ser Humano é o seu próprio experimento.” Por isso, se afigura a necessidade de desenvolver atitudes de ‘gestão dos riscos nanotecnológicos’, por meio do fomento de redes de cooperação focadas no desenvolvimento das nanotecnologias, mas perpassadas por dois elementos substanciais: a preservação da humanidade do ser humanao – que não poderá ter o seu corpo reificado – e do meio ambiente. “São as redes de cooperação que podem proporcionar um ambiente favorável à efetiva interação entre pessoas, grupos e organizações”. É preciso projetar uma “comunidade estratégica de conhecimento” como “um espaço onde não só o conhecimento, mas as práticas, os valores, os processos, a cultura e as diferenças individuais são compartilhados coletivamente em

favor de um

projeto comum” (BALESTRIN e

VERSCHORE, 2008). Esse processo deverá ser instaurado, o qual não se esgota numa área de conhecimento, eis que “por meio da invenção de ferramentas e armas o homem superou a correspondência organicamente condicionada entre o ‘mundo percebido’ da sua experiência dos sentidos e o ‘mundo agido’ dos seus possíveis efeitos de ação” (APEL, 2007). As redes de cooperação serão o canal que mediará a construção de um consenso em torno desses assuntos, pois a crise ambiental, por exemplo, é um perigo comum, para o qual as nanotecnologias poderão ser uma solução. Para isso, será necessária a gestação de uma responsabilidade moral, lastreada no princípio da solidariedade entre os humanos. Vale dizer, para se alcançar “um modelo de acordo eticamente relevante quando for introduzido como condição normativa do acordo ambicionado o critério da capacidade de consenso entre todos os atingidos, e não unicamente para aqueles implicados no conflito” (APEL, 2007). Esse o desafio: a preocupação com a responsabilidade não poderá ser projetada para o passado, na busca de um dano a fim de se estabelecer uma indenização. Pelo contrário, haverá a necessidade de uma caráter prospectivo e preventivo, pois ela se dará independente do dano. Tais contornos também produzirão mudanças no Direito, pois a coerção estatal deverá ser substituída pelo consenso coletivo. O caráter das normas jurídicas será alterado, com uma significativa valorização dos contratos, que passarão a representar um mecanismo de verdadeiro “contato social”, ou seja, “o complexo de circunstâncias e de comportamentos – valorados de modo socialmente típico – através dos quais se realizam, de fato, operações econômicas e transferências de riquezas entre os sujeitos”. Os contratos têm “a função de dar vida diretamente a uma complexa organização de homens e meios, que adquire uma objetividade autônoma em relação ao contrato e às relações contratuais de que emerge, e

que, por assim dizer, transcende” (ROPPO, 2009). O Estado perderá a sua centralidade na produção do jurídico, que é deslocado para a construção de direitos e deveres negociados e consensuados, expressos nos contratos, que assumirão múltiplas formas. No caso das nanotecnologias, se vislumbra o nascimento de uma nova área denominada de “nanoambiente” e que “refere-se às interações entre nanoestruturas e o meio ambiente, tendo em vista o desenvolvimento de dispositivos e processos para controle de poluição, remediação, tratamento de resíduos e gestão ambiental, bem como estudos de toxicidade e bioacumulação, para avaliar os riscos advindos do uso das nanotecnologias” (ABDI, 2010). Esse um cenário para o desenvolvimento da gestão da inovação em nanotecnologias e um espaço ainda pouco explorado. Apesar disso, em face do que acima foi considerado, há urgência no desenvolvimento de pesquisa e tecnologia nessa área, que se apresenta para investimentos. Um dos tópicos dessa área está catalogada como ‘nanodispositivos para tratamento de água e esgoto’, que, segundo o referido estudo da ABDI, “referem-se a interações entre nanoestruturas e o meio ambiente, tendo em vista o desenvolvimento de dispositivos e processos para separação, tratamento e remediação de resíduos”. Esse tópico impactará nos seguintes setores: “setores industriais em geral, agroindústrias e meio ambiente” (ABDI, 2010). Portanto, aí se tem uma importante contribuição que as nanotecnologias poderão dar para que se possa enfrentar a crise ambiental. O estudo da ABDI também mostra como o mencionado tópico se projeta no mapa tecnológico de nanoambiente no mundo entre 2008 a 2025: se pode verificar que os estágios de ‘pesquisa & desenvolvimento’ e ‘inovação/implantação’ já foram ultrapassados. No período iniciado em 2010, e que ganha força entre 2011 a 2016, se constata o ingresso num outro estágio: ‘produção/processo’, especialmente no tópico de tratamento de água e resíduos: reuso parcial de água em processos industriais. A partir daí, se projeta o desencadeamento de um outro sub-tópico: ‘o reuso total (efluente zero) de água em processos industriais. A análise também examina a posição do Brasil: se pode verificar a existência de “grandes possibilidades e inúmeras oportunidades de utilizar a nanotecnologia para minimizar o uso de insumos poluentes, monitorar a quantidade destes na agricultura e no meio ambiente, amenizar a poluição possivelmente causada no meio ambiente e, finalmente, possibilitar o desenvolvimento de novos produtos de fonte renovável e biodegradáveis” (ABDI, 2010). Como uma possibilidade, o Brasil ainda tem um caminho (relativamente grande) a percorrer, pois o estudo aponta que apenas, a partir de 2016, ingressar-se-á no tópico na pesquisa & desenvolvimento do tópico de tratamento de águas e resíduos utilizando as nanotecnologias. Sendo que para 2025 se atingirá um outro estágio: a

‘inovação/implantação’. Ao lado dessa projeção, o estudo também aponta que “o sucesso da inovação de produtos nanotecnológicos [...] depende fundamentalmente de aspectos mercadológicos [...]. Outro ponto chave é a influência de aspectos éticos e socioculturais, geralmente relacionados à incorporação de novas tecnologias e sua aceitação pela sociedade.” Paralelo a esses aspectos, também é sublinhada a importância da “definição de marcos regulatórios, para que certas aplicações da nanotecnologia possam chegar até o mercado de forma responsável, com riscos avaliados e medidas de segurança devidamente definidas e regulamentadas, especialmente na área de meio ambiente” (ABDI, 2010). Portanto, vários aspectos aqui examinados efetivamente são reconhecidos como indispensáveis: a importância da discussão ética sobre as diversas interfaces que as nanotecnologias produzirão; a responsabilidade de quem pesquisa, produz e comercializa, para que o consumidor possa sentir-se ‘seguro’ do que está sendo ofertado à venda. No entanto, a definição de marcos regulatórios esbarra em uma dificuldade: a indefinição científica acerca da metodologia para medir a nanotoxicidade, a normalização metrológica e a catalogação das nanopartículas que poderão ser empregadas e a sua interação com o meio ambiente. Sem esses aspectos, os marcos normativos não serão eficazes. Para isso, será mais adequada a utilização das normas jurídicas vigentes e em condições de aplicação às nanotecnologias, notadamente a potencialização do cont(r)ato, que representa um excelente exemplo de consenso na criação de direitos e deveres. Não serão os marcos regulatórios que garantirão a mencionada tranquilidade à matéria, mas a definição dos pressupostos preliminares, dependentes da área científica. Verifica-se, portanto, um equívoco nesse percurso.

4. CONCLUSÃO

O estudo mostrou que será necessário equacionar aspectos científicos, éticos e jurídicos, chegando até os econômicos, para que as nanotecnologias possam efetivamente instalar-se com segurança na sociedade local e global. No caso brasileiro, o cenário das pesquisas e produtos com nanopartículas é estratégico dada a possibilidade de “processos de produção mais baratos, menos agressivos ao meio ambiente e de menor consumo de energia, além de oferecer produtos mais funcionais e de maior valor agregado” (ABDI, 2010a). Esse o cenário para a gestão da inovação nanotecnológica, com a preponderância contratual do ser humano e demais seres vivos que habitam o Planeta Terra. Esse o efetivo indicador do progresso científico, cuja responsabilidade é do Homo nanotecnológicus

destinatário direto dos efeitos positivos e negativos que ele próprio desenvolverá por meio da sua criatividade. As nanotecnologias revelam-se como um conjunto de ferramentas que poderão ser colocadas em prática para enfrentar a crise ambiental, de modo eficiente e com custos reduzidos. Assim, haverá a efetiva gestão da inovação em benefício do ser humano e na qualificação/preservação do meio ambiente. Esse o pano de fundo onde se projeta positivamente a resposta ao problema apresentado na Introdução, montando-se os alicerces para a edificação de uma responsabilidade prospectiva.

REFERÊNCIAS APEL, K. O. Ética e Responsabilidade: o problema da passagem para a moral pós-convencional. Tradução de Jorge Telles Menezes. Lisboa: Instituto Piaget, 2007.

AGÊNCIA BRASILEIRA DE DESENVOLVIMENTO INDUSTRIAL (ABDI). Panorama Nanotecnologia. Brasília: ABDI, 2010a.

AGÊNCIA BRASILEIRA DE DESENVOLVIMENTO INDUSTRIAL (ABDI). Estudo Prospectivo Nanotecnologia. Brasília: ABDI, 2010.

BALESTRIN, A.; VERSCHORE, J. Redes de Cooperação Empresarial: estratégias de gestão na nova economia. Porto Alegre: Bookman, 2008.

BLAINEY, G. Uma breve história do Mundo. São Paulo: Fundamento Educacional, 2009.

DICKEN, P. Mudança Global: mapeando as novas fronteiras da economia mundial. 5. ed. Tradução de Teresa Cristina Felix de Sousa. Porto Alegre: Bookman, 2010.

DREXLER, E. Nanotecnologia para aumentar a habilidade humana. IN: IHU On-Line, São Leopoldo: Unisinos, ano VIII, n. 259, p. 21-22, maio 2008.

DUPAS, G. Uma Sociedade Pós-Humana? Possibilidades e Riscos da Nanotecnologia. IN: NEUTZLING, Inácio e ANDRADE, Paulo Fernando Carneiro de (Orgs.). Uma Sociedade PósHumana: possibilidades e limites das nanotecnologias. São Leopoldo: Unisinos, 2009.

EFSA Scientific Committee; Draft Scientific Opinion on Guidance on risk assessment concerning potential risks arising from applications of nanoscience and nanotechnologies to food and feed.

European Food Safety Authority, 2011. Disponível em: <www.efsa.europa.eu> Acesso em 21/04/2011.

JONGEN, M. A novidade da nossa época: temos um poder criador semelhante a Deus. IN: Revista IHU On-Line, São Leopoldo: Unisinos, ano VI, n. 200, p. 5-7, 16/10/2006.

JONGEN, M. O Ser Humano é o seu próprio experimento. IN: IHU On-Line, São Leopoldo: Unisinos, ano V, n. 143, p. 5-13, 30/05/2005.

LÖVESTAM, G., et al. Considerations on a Definition of Nanomaterial for Regulatory Purposes. IN: JRC Reference Reports. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2010.

MARCHESINI, R. O pós-humanismo como ato de amor e hospitalidade. IN: IHU On-Line, São Leopoldo: Unisinos, ano VI, n. 200, p. 17-20, 16/10/2006.

PASCHOALINO, M. P., et al. Os Nanomateriais e a Questão Ambiental. IN: Quim. Nova, vol. 33, n. 2, p. 421-430, 2010.

PULCINI, E. Um poder sem controles. IN: IHU On-Line, São Leopoldo: Unisinos, ano VI, n. 200, p. 712, 16/10/2006.

PULCINI, E. Riscos Sociais, Patologias do Sujeito e Responsabilidade na Era da Técnica. IN: NEUTZLING, Inácio e ANDRADE, Paulo Fernando Carneiro de (Orgs.). Uma Sociedade PósHumana: possibilidades e limites das nanotecnologias. São Leopoldo: Unisinos, 2009.

RODRIGUES, R. M. O homem na pré-história. São Paulo: Moderna, 2003.

ROPPO, Enzo. O Contrato. Tradução de Ana Coimbra e M. Januário C. Gomes. Coimbra: Almedina, 2009.