Tudo sobre nanomateriais na medicina

Publicado por Materiais Júnior em maio 14, 2021maio 14, 2021

A nanomedicina surgiu devido aos avanços das aplicações de nanomateriais na medicina que já era conhecida. Na literatura, inúmeras aplicações de nanomateriais para diagnóstico e tratamento têm sido descritas e, a cada dia, novos horizontes são explorados no que se refere aos nanomateriais. Uma das áreas que mais cresceu dentro da nanomedicina foi a de aliar diagnóstico e entrega do ativo para um tratamento pontual.

Com o uso de nanomateriais, a medicina precisou se adaptar a uma nova realidade, uma nova forma de existir, mais certeira, tecnológica e futurista. O uso de algumas técnicas de diagnóstico baseadas em nanopartículas possuem uma alta sensibilidade; um exemplo disso é o diagnóstico de câncer em estágios iniciais de forma pouco invasiva, esse diagnóstico pode ser feito por imagem ou outra técnica analítica altamente sensível. Dessa forma, teríamos um diagnóstico precoce com altas chances de tratamento eficaz.

O pesquisador Andriy Grafov, da Universidade de Helsinki (Finlândia) e parceiro de pesquisas do Inpa, ministrou a palestra “Potencial de nanotecnologia na área biomédica”. Segundo o pesquisador, um nanomaterial é um milhão de vezes menor que um metro. 

De acordo com o pesquisador, o uso da nanotecnologia para a área da Biomedicina pode representar um importante avanço nos estudos da saúde humana. Áreas como visualizações de medicamentos e diagnósticos, engenharia de tecidos e veiculação de remédios, foram abordadas como as principais representações que a nanotecnologia pode oferecer.

Materiais Nanoestruturados

Materiais Nanoestruturados podem aderir tumores sólidos, acumulando nesses por um mecanismo passivo fazendo uso do aumento da retenção e permeabilidade em tumores. Essa permeabilidade vascular aumentada é responsável por alimentar o tumor e garantir seu rápido crescimento, podendo ser utilizada para acumular moléculas. No entanto, esse efeito é observado apenas em macromoléculas, que apresentam um tempo de circulação prolongado. Por isso, moléculas conjugadas com nanomateriais podem ser acumuladas mais eficientemente em tumores.

Radiomarcação

Uma linha de pesquisa que vem avançando e se destacando é a do desenvolvimento de nanopartículas com radiomarcação para aplicações em imagens e radioterapia. Existem alguns estudos que mostram como a eficiência na combinação de terapias fotodinâmicas para tratar cânceres na região do pescoço e cabeça trazem resultados animadores. O mecanismo desse processo funciona da seguinte maneira: o fármaco é nanoencapsulado para proteger o ativo de desestabilizações no plasma, além de minimizar a absorção não específica em órgãos saudáveis e impedir o acúmulo do medicamento nos rins, enquanto permite a liberação do ativo dentro do tumor, mostrando-se uma estratégia muito promissora e minimamente invasiva. Os efeitos de nanopartículas sobre o sistema de coagulação estão sendo estudados para evitar que seus componentes, como o fluxo de sangue, fatores de coagulação ou plaquetas interajam especificamente com o nanomaterial, isto é, as nanopartículas podem ser manipuladas para não afetar os processos coagulantes e manter assim a homeostase.

Nanomateriais metálicos

Especificamente, nanomateriais a base de ouro representam grande parte dos estudos devido à elevada estabilidade e absorção da luz eficiente. Nanopartículas de ouro com diâmetro entre 4 e 50 nm possuem comprimentos de onda de SPR (ressonância plasmônica de superfície) entre 510 e 530 nm. Estas nanopartículas possuem aplicações na medicina como por exemplo em biossensores, diagnóstico de doenças e veículo para entrega de moléculas dentro das células.

A absorção SPR de nanomateriais metálicos acontece por uma rápida conversão da luz absorvida em forma calor, com isso, temos a eliminação seletiva de células cancerígenas através da fototermia. No entanto, para aplicação fototérmica in vivo é necessária a utilização de uma radiação com maiores comprimentos de onda que facilite a penetração nos tecidos, valor este que se dá entre 650 e 900 nm; em que a hemoglobina e água possuem seu menor coeficiente de absorção. Assim, a banda de SPR das nanopartículas deve ser em uma região do infravermelho próximo.

Nanomateriais de carbono

Nanomateriais de carbono têm sido bastante estudados e considerados para aplicações em biossensores, engenharia de tecidos, imageamento molecular, entre outros. Ademais, nanotubos de carbono e grafenos possuem forte absorção óptica na região do infravermelho próximo, tornando-os materiais promissores para utilização em fototermia.

Além disso, Nanotubos de carbono têm mostrado que a funcionalização deste material permite sua atuação como moléculas carreadoras de medicamentos para aplicações em drug delivery e tem sido empregado com sucesso no tratamento de câncer. Temos como exemplo os nanotubos de carbono funcionalizados com polietileno glicol e conjugados com o quimioterápicos, que proporcionam maior eficácia na supressão do crescimento do câncer de mama; Isto ocorre por conta do maior acúmulo do quimioterápico na região do câncer quando conjugado com os nanotubos.

Desafios do uso dos Nanomateriais?

Mesmo com muito estudo e avanço na área de nanomateriais para aplicações biomédicas, muito deve ser estudado e averiguado para novos processos. Existe uma gama de informações necessárias a se juntar para definir esses materiais e garantir que eles não acabem por prejudicar o organismo, tais como nível de toxicidade, compatibilidade nanomaterial – organismo, capacidade de absorção do material pelo próprio corpo, entre outros aspectos. Essa entrada no sistema biológico depende de diversos fatores como composição química da superfície, propriedades físico-químicas, tamanho e forma, capacidade de agregação e aglomeração, ou mesmo a funcionalização com biomoléculas específicas

A nanomedicina pode representar um grande aliado no desenvolvimento de sistemas eficientes de diagnóstico e tratamento, porém as preocupações sobre a segurança e fabricação não devem ser ignoradas. Por exemplo, as propriedades de cada lote de fármaco ou medicamento nanofabricado precisam ser verificadas, assim como os métodos de controle de qualidade.

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