NANOTOXICOLOGIA

CURSO QF-435-2008Prof. Nelson Durán

Instituto de QuimicaUniversidade Estadual de Campinas

Campinas, S.P.

Aula 10

1 9/ 1 1/ 0 4 5 6I IP I - N a n o te c n o l og ia

                        

I n t r od u ç ã oN an otec n ol o gia

N an otec n ol o gia ea i n d ú st r i a

N an ob io tec n ol ogi a

M agnetoter m oci tól is e

N an otu bo s

C M P

N an ofab r i c aç ão

N an os en so r es

C on c l u s ões

• V an tagen s :• M elh or am en to d a p r od u ção e

for n ecim en to d e en er gia• D im in u ição de im p actos d evid o a

m ater ia is com p ós it os m ais leves ,• C r es cen te u s o d e en er gias a lt er n a tivas

• D esvan tagen s :• O s r isc os p ar a H om em e a m b ien te a in d a

n ão es tão su fi c ien tem en te aval iad os

C on c lusõ esO fu tu r o?

Possíveis rotas das nanopartículas no corpo humano e suas implicações

Priscyla D. Marcato

Podemos entrar em contato com

nanopartículas por várias vias: Nasal, oral,

cutânea e intravenosa.

Qual o comportamento destas

partículas com o corpo Humano?

Será que estas partículas podem chegar até a corrente sanguínea?

Profundidade de Penetração de partículas

Tamanho independente da via de entrada

Maior os efeitos nocivos

Inalação de Partículas

- Barradas pela densa camada de mucosa do pulmão

- Alvéolos pulmonares Macrófagos

- Entrada na corrente Sanguínea: Via Alvéolos

Inalação de Partículas

Partículas depositadas nas fibras olfatórias

Centro olfatório do cérebro via células nervosas do nariz

Ingestão de Partículas

- São retidas e eliminadas no intestino ou pelas Placas de Peyer’s

- Partículas menores (300nm) podem atingir o sistema linfático e entrar na corrente sanguínea se espalhando pelo corpo.

Via Cutânea

Vacinas Transdermais

Vantagens:

- Alta estabilidade do plasmídeo de DNA

- Baixo custo de manufatura

- sem riscos de infecções associada à vacina de vírus atenuada

- capacidade de obter resposta imune humoral e celular.

Resposta Imune x Folículos Capilares

Fan, H.; Lin et al. Nature Biotechnology 17 (1999) 870-872.

Partículas de 50 e 500 nm carregadas negativamente

São capazes de permear a pele

Forças de repulsão entre as cargas negativas dos lipídios da pele com as partículas

Abertura de canais Temporários

Kohli, A.K. and Alpar, H.O. International Journal of Phamarceutics 275 (2004) 13-17

Kohli, A.K. and Alpar, H.O. International Journal of Phamarceutics 275 (2004) 13-17

50 nm

500 nm

Protetor Solar

Dunford, R. at al. FEBS Letters 418 (1997) 87-90

Modificação da Superfície de Partículas

Poloxamer (mg/mL)

Distribution at 3h post-injection

Liver + spleen Blood

0 66.83.6 1.30.8

0.5 33.31.5 33.61.8

1.0 27.71.2 38.12.3

2.0 10.21.3 61.43.7

5.0 9.13.1 63.25.2

Poloxamer

Moghimi, S.M. at al. FEBS Letters 54 (2003) 177-182

Conclusão

- A nanotecnologia pode trazer muitos benefícios, entretanto:

Os riscos desta tecnologia assim como a interação das partículas com o corpo humano e suas rotas de excreção ainda precisam ser melhor investigados

NANOTOXICOLOGY

Nelson Duran

Nucleo de Ciencias Ambientais-NCAUniversidade de Mogi das Cruzes

Mogi das Cruzes, Sao Paulo, Brazilduran@umc.br

AndInstituto de Quimica

Biological Chemistry LaboratoryUniversidade Estadual de Campinas

Campinas, Sao Paulo, Brazilduran@iqm.unicamp.br

HAZARD IDENTIFICATION AND RISK MANAGEMENT

Fractional deposition of inhaled particles in the human respiratory tract

NANOTOXICOLOGY

Donaldson et al. Occup. Environ. Med. 61, 727 (2004)www.occenvmed.com

Some of the most complex NP are likely to be produced for Therapeutic purpose with characteristics that are designed togive them properties of prolonging circulation in the blood, homing to specific organs or tissues, escape from phagocytosis,blood-brain barrier translocation, and sustained release of drugs.Furthermore, because of their size and large surface area, NP binding to protein may result in a series of consequences not expected to occur when proteins bind to large particles.

These could include:

1) NP complexes may be more mobile and via, protein metabolism, NPs may gain access to sites which large particles would not reach

2) Enhanced protein degradation at the large surface area of NPs may lead to functional changes of those proteins which would not occur at the relatively small surface area of large particles