(nano-) Casulos de Dragão

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Tailândia, Indonésia, Filipinas, Coréia do Sul, Vietnã, China. Por alguma razão que não sei explicar muito bem, se me perguntassem que país eu gostaria de conhecer primeiro (ainda não tive a oportunidade de sair do Brasil), citaria um destes países asiáticos, sem pestanejar. Talvez o mais fascinante de todos seja a China. Na província de Yunnan, sudoeste da China (perto de Laos e Vietnã), é fabricado um tipo muito peculiar de chá que, ironicamente, faz muito mais sucesso no seu vizinho Japão – cujos nativos são notórios pelo bom-gosto estético. Esse chá é preparado da seguinte maneira: ainda úmidas, as folhas de Camellia sinensis (nome científico do chá) são arranjadas como uma bola, contendo uma flor dentro de si. Após passar pelo processo de secagem, oxidação e cozimento, o resultado é uma espécie de casulo que, quando submerso em água fervente, expande-se lentamente simulando o desabrochar de uma flor. Durante esse processo, que pode levar de 1 a 10 minutos, substâncias presentes no casulo difundem para a água, que se converte no delicioso chá. Devido ao seu formato, essas bolas de chá são conhecidas na China como Casulos de Dragão.







Legal, né? Sabia que temos algo parecido ao Casulo de Dragão no nano(bio)mundo?
Não, não é delírio de uma mente insana. Para explicar essa improvável similaridade, permita-me um parênteses. Já ouviu falar em óxido nítrico? Ele é um gás produzido naturalmente pelo corpo, capaz de aumentar a resposta imunológica contra infecções, estimular a cura de feridas e aumentar o fluxo de sangue através da dilatação das veias. O problema do óxido nítrico é que ele é um gás com vida curta no organismo. Para tirar o máximo proveito dele, o ideal seria construir um dispositivo capaz de armazená-lo e de liberá-lo num ponto desejado do organismo aos poucos, para um efeito mais duradouro.
Aí é que entram os “nano-casulos de dragão”.* Pesquisadores do Albert Einstein College of Medicine (New York, USA) desenvolveram nanopartículas capazes de carregar óxido nítrico e liberá-lo de uma maneira que lembra as famosas bolas de chá chinesas. Quando aplicadas na pele, essas nanopartículas absorvem água, incham e começam a liberar o óxido nítrico de forma sustentada no local desejado.
E os resultados são muito promissores! Por quatro dias, ratos com abscessos causados por bactérias resistentes a antibióticos foram tratados com nanopartículas contendo óxido nítrico, nanopartículas “vazias” (sem óxido nítrico) ou placebo. Apenas o grupo de ratos tratados com nanopartículas contendo óxido nítrico apresentou melhora significativa dos abscessos – ou seja, eles ficaram livres da infecção e suas feridas cicatrizaram.**
Além de ser uma futura possibilidade de tratamento para infecções de bactérias resistentes a antibióticos (hoje o único tratamento nesses casos consiste em drenagem cirúrgica), as nanopartículas contendo óxido nítrico também poderiam ser utilizadas como tratamento tópico para disfunção erétil, já que óxido nítrico aumenta o fluxo sanguíneo dos tecidos. Será que o famoso azulzinho está com os dias contados?
P.S. (sempre tem um…):
* Embora as nanopartículas inchem tal qual um casulo de dragão em contato com a água, o termo “nano-casulos de dragão”, esse sim, saiu da mente insana desta blogueira e, em nenhum momento, foi sugerido pelos autores do estudo.
**É importante salientar que este é um estudo feito em animais, ainda há um longo caminho para algo assim chegar ao mercado e estar disponível para a população.
Fonte:

Han G, Martinez LR, Mihu MR, Friedman AJ, Friedman JM, & Nosanchuk JD (2009). Nitric oxide releasing nanoparticles are therapeutic for Staphylococcus aureus abscesses in a murine model of infection. PloS one, 4 (11) PMID: 19915659

Cuecas autolimpantes (coisas que só a nanotecnologia faz por você)

Cite rapidamente algumas das principais reclamações da mulherada quanto ao comportamento masculino na convivência diária sob o mesmo teto. Fácil essa, né? A tampa da privada nunca é abaixada, atitudes espontâneas de organização (como lavar a louça, passar a roupa e outros) são inexistentes, o controle-remoto da TV nunca está disponível ….hum, o que mais? Já sei! Tem também a malfadada cueca “reversível”: afinal, se um lado está sujo, é só inverter e usar o outro lado! (Eca…)



Ok, antes que enxurradas de comentários de protestos pupulem pululem aqui no blog, é claro que muitos homens não são adeptos da “cueca reversível”.



Porém VOCÊ, minha amiga em casa que está nos assistindo, não sabe mais o que fazer com seu marido que é adepto convicto dessa prática? Seus problemas podem estar com os dias contados! Num futuro próximo, estará disponível no mercado a cueca autolimpante! A novidade é da empresa britânica Alexium Ltd, e permitirá que o usuário fique semanas usando a cueca sem precisar lavá-la (Eca! Eca!).



E o que este blog dedicado à nanotecnologia tem a ver com isso? Ora, o princípio por trás desse produto de uso tão prosaico, adivinhe, é nanotecnológico. O tecido dessas cuecas é “inteligente”, pois contém nanopartículas entrelaçadas entre suas fibras, através de um processo chamado Tratamento de Superfície Reativa. De acordo com a Alexium Ltd., microondas são utilizadas para “prender” as nanopartículas no tecido. O processo todo tem uma única etapa e dura 30 s. Essas nanopartículas apresentam a capacidade de impedir o crescimento de microorganismos e de evitar que líquidos “molhem” o tecido. E é a presença desses microrganismos combinada ao suor que acaba causando o mau-cheiro. Sem microrganismos, sem mau-cheiro!



E seriam feitas de quê essas nanopartículas? Fui atrás dessa informação e encontrei a patente do processo. Ela é bastante abrangente (como toda boa patente), e infelizmente é difícil saber qual é a composição exata das nanopartículas. Dentro de uma classificação geral, elas são nanopartículas inorgânicas contendo derivados de silício. A inovação do processo reside no tempo curto de reação necessário para ligar as partículas ao tecido – por outros métodos, o processo seria muito longo e, por isso, comercialmente inviável. Embora eu não tenha lido nada sobre o grau de permanência dessas nanopartículas no tecido após lavagens sucessivas, provavelmente elas não sejam facilmente liberadas para o ambiente, já que a patente descreve a formação de uma ligação química covalente entre o substrato (que seria a fibra do tecido) e o derivado de silício presente na nanopartícula.



Embora seja uma novidade interessante para ajudar a manter a harmonia conjugal de muitos casais, a motivação por trás do desenvolvimento do produto foi bélica (veja que evitei fazer piadas e trocadilhos nesse momento). O tecido “inteligente” foi desenvolvido por cientistas do Departamento de Defesa norte-americano – uniformes com essas características poderiam proteger os soldados de armas biológicas, como o antrax.


Nanotecnologia à venda

Acordei hoje pela manhã e, viciada que sou, fui logo conferir meus e-mails. Dentre as mensagens, havia um press release da Agência FAPESP com a seguinte notícia: Nanotecnologia no Bebedouro. (Foi quando pensei: essa merece um post no Bala Mágica! A Inês, do Educatual, também pensou, hehehe)

Em resumidas palavras, a matéria trata de um produto lançado pela Nanox® Tecnologia S. A. para purificar água de bebedouros. Esse produto consiste de um filme contendo nanopartículas de prata e de dióxido de titânio. Como já foi abordado aqui neste blog, ambos os tipos de nanopartículas são capazes de exterminar bactérias de qualquer tipo. O uso desse filme para revestir as paredes do reservatório de água do bebedouro impede que bactérias cresçam na água armazenada ali.

A Nanox segue a tendência do mercado mundial. De acordo com o PEN (The Project on Emerging Nanotechnologies – USA), prata é a substância mais citada como componente de produtos nanotecnológicos à venda no mundo (e veja que são mais de 600 produtos inventariados!!!). Óxidos de zinco e titânio ocupam o terceiro lugar dessa lista, perdendo apenas para carbono (na forma de fulerenos e nanotubos). Para quem ficou curioso a respeito da empresa, ela é brasileira! A Nanox, sediada em São Carlos/SP, foi uma das primeiras empresas nanotecnológicas do Brasil, tendo iniciado suas atividades em 2005. Ela é um exemplo do que chamamos de empresa spin-off acadêmico: ela se originou a partir de um grupo de pesquisa de uma universidade – no caso, a UNESP.

Assim como a Nanox, várias empresas tecnológicas brasileiras surgiram depois da criação da Lei de Inovação Tecnológica (Lei 10.973, de 2 de dezembro de 2004), que dispõe sobre incentivos à inovação e à pesquisa científica e tecnológica no ambiente produtivo. Apesar de ser alvo de algumas críticas, não há como negar que essa lei ajudou a favorecer um ambiente de inovação no meio empresarial, cujos reflexos vem sendo sentidos com mais força nos dois últimos anos.


Relatos do ICAM 2009 – parte II

Passando pelas sessões de pôsteres do ICAM 2009, achei algumas coisas muito interessantes…. Trago aqui para o Bala Mágica dois desses trabalhos. O primeiro é de autoria de Juliana C. Cancino – uma química muito simpática que faz doutorado em física -, juntamente com outros colaboradores (T.M. Nobre, S.S. Machado e V. Zucolotto) do Instituto de Química e do Instituto de Física da USP de São Carlos. Juliana construiu um modelo no laboratório que imita a membrana das nossas células e verificou que nanotubos de carbono podem penetrar na membrana, afetando seu empacotamento (que é a forma como ela se organiza no espaço). Cabe salientar que isso aconteceu apenas para nanotubos com determinadas características (como tamanho e tipo de superfície). Nanotubos grandes demais, por exemplo, não foram capazes de se inserir na membrana. Esse tipo de resultado pode ser uma evidência do potencial de toxicidade de nanotubos de carbono e como esse potencial pode ser minimizado alterando-se algumas das suas características.

Outro trabalho legal que vi lá é do Elias Berni – um físico que faz mestrado em biofísica – e colaboradores (V. Zucolotto e C.R. de Oliveira), do Instituto de Física da USP de São Carlos e da Embrapa Instrumentação Agropecuária. Sabe-se que tanto nanopartículas de prata quanto quitosana – uma fibra originada da carapaça de crustáceos – são capazes de impedir o crescimento de bactérias. Resumindo em poucas palavras, Elias mostrou que juntar quitosana e nanopartículas de prata num filme (que é o que chamamos de nanocompósito) tem um efeito maior na prevenção do crescimento da bactéria E. coli que aquele observado para os materiais separados somados. Esse estudo é um exemplo interessante de como é possível obter materiais muito mais eficientes devido ao emprego da nanotecnologia.

Ao meio dia de segunda-feira, estava acontecendo por lá um Lunch-Box Forum sobre desafios globais na educação, como parte das atividades da conferência. Nos banners que anunciavam o fórum, logo abaixo do título e acima da descrição das temáticas e dos palestrantes, estava escrito: “All are welcome”/”Free pizza”. Irresistível não lembrar do PhDComics nesse momento…..


Fonte: PhDComics

P.S.: Depois dos relatos do ICAM 2009, vou contar o que estará acontecendo no II EWCLiPo, direto de Arraial do Cabo-RJ. Aliás, já estou com as malas prontas para pegar a estrada ainda hoje…

Esporte sem suor e esforço? Nem tanto, mas pode ser sem cheiro….

Imagine a cena: você passou na academia, fez toda a sua série de exercícios, suou pra caramba e aí aparece AQUELA pessoa que nunca te deu bola. Mas hoje ela vem falar com você. Ela se aproxima e…. você está cheirando pior que galinha molhada. Putz! E agora? Sai correndo? Mantém uma distância “segura”? Confia que cheiro de homem suado é sexy? (se você for homem, sinto muito, não é…).

Esse problema não te pertenceria se sua roupa contivesse nanopartículas de prata. O ser humano tem dois tipos de glândulas que produzem suor: as glândulas ecrinas, que produzem apenas líquido refrescante para o corpo, e as glândulas apocrinas, cuja secreção transporta gorduras e proteínas das células para o exterior do corpo. Essas gorduras e proteínas produzidas pelas glândulas apocrinas são alimento para as bactérias que estão na superfície da pele, que por sua vez produzem substâncias responsáveis pelo cheiro desagradável do suor. Logo, se as bactérias são eliminadas ou reduzidas consideravelmente, acaba o mau cheiro, certo?

As nanopartículas de prata impedem o crescimento de microrganismos e, dessa forma, poderiam ser úteis se aplicadas a tecidos de roupas esportivas. Só que a produção de nanopartículas de prata por métodos químicos usuais envolve também a formação de resíduos tóxicos, o que agride o meio ambiente.

Um grupo de pesquisadores da Unicamp (Oswaldo L. Alves, Nelson Durán e Priscyla Marcato) e da Universidade de Mogi das Cruzes (Gabriel Souza e Elisa Esposito), em São Paulo, deu um jeito de contornar esse problema produzindo nanopartículas de prata através da biotecnologia. Eles adicionaram nitrato de prata (um sal) a um tipo de fungo, o Fusarium oxysporum. O fungo tem uma enzima que converte o íon prata (do nitrato de prata) em prata metálica, produzindo nanopartículas desse metal com tamanho de cerca de 1,6 nm. Os pesquisadores impregnaram um tecido de algodão com essas nanopartículas e fizeram testes com a bactéria Staphylococcus aureus. O crescimento desse microrganismo não ocorreu no tecido preparado com a prata.

O potencial de roupas feitas de tecidos contendo nanopartículas de prata vai além do esportivo. Essas roupas poderiam ser usadas para produzir uniformes hospitalares, o que contribuiria para a redução dos índices de infecção hospitalar. Outra ótima aplicação para esses tecidos é na fabricação de meias bactericidas. Achou engraçado? Pois saiba que isso já existe e pode ser comprado nos Estados Unidos: meias anti-chulé!

PS 1.: O problema é que as nanopartículas podem sair do tecido das meias após algumas lavagens e acabar parando nos mananciais, o que geraria um problema ecológico que merece atenção ….

PS 2.:
1. nada mais eficaz para reduzir a infecção hospitalar que lavar as mãos com freqüência e usar luvas descartáveis nos procedimentos médicos, e
2. não sair para almoçar/ir ao banco/tomar um café/etc de jaleco só para mostrar que é “doutor” é demonstrar noções mínimas de microbiologia e parasitologia e respeito pela vida alheia.

Nanopartículas e micróbios: um preço ecológico a pagar?

Pesquisadoras da University of Toledo, nos Estados Unidos, descobriram que nanopartículas de dióxido de titânio, adicionadas em alguns cosméticos e protetores solares, causam danos ao meio ambiente. O dióxido de titânio (TiO2) é um conhecido e eficaz filtro físico de protetores solares. Ele é capaz de espalhar parte da radiação solar (dúvidas? ler o post sobre espalhamento de luz), impedindo assim sua absorção pela pele. Ao contrário dos protetores solares tradicionais, que contem TiO2 microparticulado e deixam a pele esbranquiçada, esses novos protetores deixam uma película transparente na pele por conterem TiO2 nanométrico. A vantagem aqui é principalmente estética, porque ninguém gosta de passar protetor solar e ficar com aquela camada “branquinha” sobre o corpo. No entanto, depois de ser lavadas da pele, essas nanopartículas acabam parando nos mananciais. As pesquisadoras expuseram colônias de Escherichia coli (um tipo de bactéria comum em dejetos) a nanopartículas de dióxido de titânio e verificaram uma queda drástica no número de bactérias presentes ali, isso em menos de 1h. A morte desses microrganismos ocorreu porque as nanopartículas danificaram a membrana externa das bactérias (as bactérias literalmente “explodiram”).

Eu gostaria de salientar aqui algo importante: qualquer material que tenha atividade microbicida (tanto nanopartículas de TiO2 e prata quanto moléculas presentes em medicamentos antibióticos, entre outros) deve ser descartado de forma segura e seu efeito no meio ambiente não deve ser menosprezado. Todos concordam que não se deve parar de fabricar penicilina porque ela danifica a membrana externa das bactérias – sim, a penicilina também “explode” bactérias, esse é o seu mecanismo de ação como antibiótico. As próprias autoras do estudo citado acima deixaram claro que o resultado obtido foi preliminar e ainda não se sabe o que as nanopartículas de TiO2 podem fazer no meio ambiente “real”, que é muito mais complexo. As mesmas propriedades que tornam a nanotecnologia valiosa também são responsáveis por potenciais consequencias negativas para a saúde humana e para a ecologia. Nesse caso, a conclusão a se tirar é de que toda a informação deve ser avaliada de forma crítica: a discussão sobre os impactos da nanotecnologia no meio ambiente não deve ser apaixonada, mas sim técnica – do contrário, corremos o risco de criar polêmicas que apenas alimentam preconceitos.
(post sobre dados apresentados esse ano no 237 Encontro Nancional da American Chemical Society, USA – para ler mais, clique aqui)

Caiu, ralou e infeccionou? Passa nanoprata que passa ……

CRÉDITOS: Eby and Johnson’s group (ACS Nano, 2009, 3 (4), pp 984-994)
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O que a enzima lisozima extraída da clara de ovo e nanopartículas de prata têm em comum? Ambas podem matar micróbios. Que nanopartículas de prata são microbicidas, isso já é sabido há certo tempo. Do poder hidrolizante da lisozima então, nem se fala. Porém, os problemas ambientais envolvidos na produção e descarte das nanopartículas de prata é que são elas…. Foi aí que os pesquisadores americanos Matthew Eby e Glenn R. Johnson, da Air Force Research Laboratory at Florida’s Tyndall Air Force Base tiveram uma brilhante idéia: juntar lisozima e acetato de prata em metanol, expor à luz e… voilá! … foi desenvolvida uma técnica barata, simples e ambientalmente correta para preparar nanopartículas de prata antimicrobianas, capazes de inibir o crescimento de Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus anthracis e Candida albicans. Essas nanopartículas poderiam ser usadas em curativos, cremes e sprays antissépticos.
Quem leu os últimos posts do Bala Mágica pode estar pensando:
“- Ok, mas é seguro usar esse negócio?”
Parece que sim – as nanopartículas mostraram-se não-tóxicas em cultura de células de mamíferos em concentrações que mataram as colônias de micróbios.

Referência:

Eby, D., Schaeublin, N., Farrington, K., Hussain, S., & Johnson, G. (2009). Lysozyme Catalyzes the Formation of Antimicrobial Silver Nanoparticles ACS Nano, 3 (4), 984-994 DOI: 10.1021/nn900079e

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