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NANOTECNOLOGIA MICROBIANA
Cristian Klunk, Karla Ortiz, Luana Costa, Vera Helena Dias
Florianópolis, 27 de junho de 2013
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Histórico; Conceito de nanotecnologia; Aplicações da nanotecnologia; Investimentos de diferentes países; Estimativas do setor da nanotecnologia.
O quê será abordado em nosso trabalho?
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Entres as décadas de 1970 e 1980, vários
grupos de cientistas realizavam pesquisas envolvendo a miniaturização pelo mundo, principalmente na área da eletrônica.
Histórico
Em 1974, Norio Taniguchi cunhou o termo “nanotecnologia”.
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Vários fatores foram fundamentais para o
desenvolvimento e evolução da nanotecnologia, entre eles: Os trabalhos realizados por Richard Feynman, que para muitos é considerado o pai da nanotecnologia, e apresentados em 1959; A criação do microscópio eletrônico de , em 1981, que permitia o imageamento de átomos individuais.
Histórico
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A partir dos anos 2000, com a criação de
nanomateriais, como nanotubos (moléculas de C estruturadas em gaiolas), a nanotecnologia passou a crescer consideravelmente, não só em países desenvolvidos, mas muitos países em desenvolvimento, incluindo o Brasil, passaram a investir nesse campo.
Histórico
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Nanotubos de Carbono
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Devido à redução de
tamanho, as nanopartículas apresentam uma grande área superficial, e exibem muitas vezes propriedades mecânicas, químicas, ópticas ou magnéticas diferentes daquelas da matéria macroscópica.
O que é nanotecnologia
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Segundo Coppo (2000), nanotecnologia é um
campo da ciência aplicada ao controle e manipulação da matéria, em escala inferior a um micrômetro (1 a 100 nanômetros).
Segundo Brandão (2011), todas as definições de nanotecnologia estão associadas à redução de escala, de pelo menos uma das dimensões da matéria, proporcionando uma transformação em suas características.
O que é nanotecnologia
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Os nanobiossensores são dispositivos
desenvolvidos em nano-escala que convertem eventos biológicos (distúrbios metabólicos, ou infecções virais e bacterianas) em sinais processáveis.
Biossensores
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Biossensores
Funcionamento: O princípio de funcionamento de um biossensor
está baseado num sistema de dois componentes: O biorreceptor, permite que ocorra a reação
bioquímica ou a ligação específica com o alvo (amostra);
O transdutor, que recebe o sinal produzido entre o biorreceptor e a amostra, e o transforma num sinal detectável por um aparelho específico;
Esse sinal pode ser elétrico, magnético, térmico, óptico ou ainda acústico.
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Biossensores
Biossensores na detecção de microrganismos patogênicos: São muito utilizados em laboratórios de
microbiologia, principalmente para análises de qualidade de alimentos, porque reduzem a necessidade de manipulação da amostra, e consequentemente as possibilidades de contaminação humana;
Porém, apresentam a desvantagem de necessitar de um enriquecimento da amostra, pois com baixos níveis de microrganismos o biossensor não é eficaz.
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Biossensores
Biossensores na detecção de microrganismos patogênicos: No caso da detecção em alimentos, os
biorreceptores geralmente são imunológicos, ou seja, anticorpos;
Porém, marcadores de fluorescência também são utilizados, para detectar reações bioquímicas e metabólitos;
Esses biorreceptores são então combinados com transdutores eletroquímicos, de bioluminescência, elétricos, entre outros.
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Nanotecnologia contra bactérias
Escherichia coli Staphylococcus
aureus Staphylococcus
epidermis Micrococcus
lysodeikticus Nanopartículas de prata em medicamentos
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Toxidade Nanopartículas
interagem com células sadias
Nanotecnologia contra bactérias
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Nanotecnologia contra vírus
Nanopartículas de prata com tamanho entre 5 e 15 nm (nanômetros);
replicação do vírus HIV.
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Nanomaterial para combater bactérias
Vanadato de prata para impedir a proliferação das bactérias;
Uma ideia é incorporar o metal – na escala nanométrica – a tecidos, tintas e outros materiais suscetíveis a contaminações.
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O nanomaterial tem
eficácia contra a bactéria Staphylococcus aureus;
Esse microrganismo é resistente a antibióticos e responsável por cerca de 60% das infecções hospitalares no Brasil.
Nanomaterial para combater bactérias
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Sistemas de difusão de medicamentos que atinjam pontos específicos no corpo humano; Encapsulamento: fármaco nanossistemas
apropriados.
Protegê-lo contra a degradação prematura, promover a solubilização, pode ajudar a direcioná-lo para o tecido ou célula-alvo.
Utilizados: doenças infecciosas, tais como tuberculose, parasitoses(esquitossomose e malária) e para o tratamento do câncer e controle de diabetes.
Indústria farmacêutica, biotecnológica e biomédica
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Criação de órgãos artificiais e implantes com maior afinidade pelo
tecido original
Superfícies : ranhuras nanométricas com moléculas de adesão (microscópio de força atômica)
Adesão de células e orientar seu crescimento nas formas desejadas.
Kits de autodiagnóstico que possam ser utilizados em casa
Dispositivos implantáveis no organismo monitorar continuamente os níveis sanguíneos de certos indicadores biológicos ajustar automaticamente a liberação de drogas em quantidades apropriadas. Ex: diabetes
Indústria farmacêutica, biotecnológica e biomédica
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Conhecimento da predisposição genética a doenças.
Avanços : genômica+ nanotecnologia; Nanoporos ;
Medir rapidamente o tamanho de moléculas de DNA desenvolvimento de sensores que determinem a constituição genética com rapidez e precisão.
Materiais para a regeneração de ossos e tecidos.
Indústria farmacêutica, biotecnológica e biomédica
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Estimativas 2014-2019;
US$ 1 trilhão
Semicondutores e Fármacos
2 milhões de empregados
Investimentos e Estimativas
http://investirdinheiro.org/
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Maiores investidores;
EUA, Europa e Japão 1 bilhão de dólares por
ano Metade de todo o
investimento
Investidores secundários; Rússia, China, Índia e
Brasil Brasil: R$ 140 milhões
entre 2001 e 2006
Investimentos e Estimativas
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Investimentos e Estimativas
Nanotecnologia, nanociência e nanomateriais: quando a distância entre presente e futuro não é apenas questão de tempo (Oswaldo Luiz Alves
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Toxicidade;
Aplicações Militares;
Impactos ambientais; Difusão e transporte muito fascilitados Dificuldade de filtração Atividades Catalíticas
Riscos!
http://investirdinheiro.org/riscos-da-nanotecnologia-e-meio-ambiente-nanotubos-de-carbono/
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Dúvidas?
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Referências Bibliográficas
Nanotecnologia, nanociência e nanomateriais: quando a distância entre presente e futuro não é apenas questão de tempo (Oswaldo Luiz Alves);
NANOTECNOLOGIA APLICADA À INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: o uso de biossensores (Rodrigo Balduino Soares Neves).
NANOTECNOLOGIA APLICADA À INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: o uso de biossensores (Rodrigo Balduino Soares Neves)
Análise de diferentes materiais biológicos para a detecção de nanopartículas calcificadas e de microrganismos(Karen Campos)
Effects of silver nanoparticles on microbial growth dynamics(V.J. Schacht et al)
http://tremblinguterus.blogspot.com.br/2011/12/history-of-nanotechnology.html
http://www.nanobiotec.iqm.unicamp.br/ne_nano.htm
http://crnano.org/interview.mezo.htm
http://investirdinheiro.org/riscos-da-nanotecnologia-e-meio-ambiente-nanotubos-de-carbono/
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422004000600031&script=sci_arttext
http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?pid=S0009-67252008000200024&script=sci_arttext