Artigo em destaque: Filmes com sinergia anticancerígena.


O artigo científico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Antimicrobial Activity and Cytotoxicity to Tumor Cells of Nitric Oxide Donor and Silver Nanoparticles Containing PVA/PEG Films for Topical Applications. Wallace R. Rolim, Joana C. Pieretti, Débora L. S. Renó, Bruna A. Lima, Mônica H. M. Nascimento, Felipe N. Ambrosio, Christiane B. Lombello, Marcelo Brocchi, Ana Carolina S. de Souza, and Amedea B. Seabra. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11 (6), pp 6589–6604. DOI: 10.1021/acsami.8b19021. 

Filmes com sinergia anticancerígena 

Uma equipe de pesquisadores da UFABC e da UNICAMP desenvolveu um novo material, em forma de filme, que contém e libera, de forma simultânea, nanopartículas de prata (AgNPs) e óxido nítrico (NO) – dois ativos conhecidos pela sua atividade antimicrobiana e anticancerígena. Testado pela equipe científica, o material mostrou-se eficiente para eliminar vários tipos de bactérias e células de determinados tipos de câncer. As características do filme o tornam promissor para tratar tumores malignos ou lesões infecciosas de forma tópica.

Autores principais do trabalho: Wallace Rosado Rolim (doutorando UFABC), Amedea Barozzi Seabra (professora UFABC) e Joana Claudio Pieretti (mestranda UFABC).
Autores principais do trabalho: Wallace Rosado Rolim (doutorando UFABC), Amedea Barozzi Seabra (professora UFABC) e Joana Claudio Pieretti (mestranda UFABC).

O estudo, recentemente publicado no ACS Applied Materials & Interfaces (fator de impacto 8,097), foi desenvolvido ao longo da pesquisa de mestrado de Wallace Rosado Rolim, orientado pela professora Amedea Barozzi Seabra, e defendido neste ano no programa de pós-graduação em Ciência e Tecnologia Química da Universidade Federal do ABC (UFABC). O trabalho também envolveu, por meio de colaborações científicas, conhecimento e técnicas experimentais das áreas de Biologia e Biomedicina. “Destaco a importância da interdisciplinaridade e trabalho em equipe para o sucesso da pesquisa científica e tecnológica” afirma a professora Seabra, autora correspondente do artigo.

A ideia de desenvolver esse biomaterial (material planejado para interagir com um sistema biológico para fins de diagnóstico ou tratamento médico) surgiu em discussões entre Rolim e sua orientadora. “Buscávamos novas estratégias para a liberação controlada, localizada e sustentada de ativos, como moléculas de óxido nítrico aliadas a nanopartículas de prata, para aplicações biomédicas”, relata a professora Seabra. A dupla teve a ideia de reunir os dois ativos terapêuticos em um único material que fosse capaz de liberá-los de maneira tópica. “Ansiávamos por uma ação sinérgica desses dois ativos”, conta Seabra.

Dessa maneira, a professora Seabra e Rolim, com a colaboração da mestranda Joana Claudio Pieretti, dedicaram-se ao desenvolvimento do material. A equipe conseguiu preparar filmes feitos de um material compósito, cuja matriz é constituída de um polímero conhecido como PVA, e aditivada com um outro polímero, chamado de PEG, que tornou a matriz mais flexível. Ambos os polímeros são atóxicos e biocompatíveis. Durante a preparação dos filmes, foram adicionadas as nanopartículas de prata e uma substância doadora do gás óxido nítrico (a molécula GSNO, que, espontaneamente, decompõe-se e gera óxido nítrico).

As nanopartículas de prata foram preparadas pelo mesmo grupo, utilizando um método simples, barato e muito amigável com o meio ambiente e os seres vivos, também desenvolvido dentro do mestrado de Rolim. No método, que foi reportado em artigo publicado no início deste ano (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.08.203), utiliza-se extrato de chá verde para gerar as nanopartículas a partir de nitrato de prata, como mostra esta figura:

Método de preparação de nanopartículas de prata.

Para poder comparar os efeitos antimicrobianos e anticancerígenos, a equipe preparou diversos tipos de filmes: alguns formados pela matriz em estado puro (PVA/PEG), outros contendo na matriz nanopartículas de prata em diferentes concentrações ou doadores de óxido nítrico, e os últimos contendo ambos os agentes terapêuticos na mesma matriz. Depois de analisar todos os filmes usando várias técnicas de caracterização para determinar com precisão sua composição e morfologia, a professora Seabra e seus alunos estudaram como ocorria a liberação, a partir dos filmes, do óxido nítrico e das nanopartículas de prata.

Finalmente, os filmes foram encaminhados a colaboradores de outros grupos de pesquisa para fazer os ensaios biológicos, que foram realizados in vitro (ou seja, fora de organismos vivos e dentro de ambientes com condições controladas). Na UFABC, mais precisamente nos grupos das professoras Ana Carolina Santos de Souza Galvão e Christiane Bertachini Lombello, focou-se na ação anticancerígena do biomaterial, usando células de câncer de colo do útero e de câncer de próstata. Por outro lado, os ensaios referentes à atividade antibacteriana dos filmes foram realizados na UNICAMP, no grupo do professor Marcelo Brocchi, e envolveram testes com diversos tipos de bactérias, inclusive as conhecidas Escherichia coli e Staphylococus aureus.

Os ensaios mostraram que os filmes contendo ambos os ativos terapêuticos apresentaram os melhores resultados na eliminação de bactérias e, principalmente, de células cancerígenas, como ilustra esta figura:

O óxido nítrico e as nanopartículas de prata liberadas simultaneamente pelo filme agiram em sinergia provocando um importante efeito antimicrobiano e anticancerígeno.

Dessa maneira, ficou provada a sinergia entre nanopartículas de prata e óxido nítrico que Seabra e Rolim buscavam no início da pesquisa de mestrado. Em um dos ensaios, para citar um exemplo, menos de 25% das células cancerígenas permaneceram vivas (viáveis) depois de serem tratadas com esses filmes durante 24 horas.

O material desenvolvido pela equipe da UFABC traz a possibilidade de se implementar uma nova estratégia terapêutica para alguns tumores cancerígenos e lesões infecciosas, baseada na liberação simultânea de óxido nítrico e nanopartículas de prata, diretamente no local afetado, a partir de um filme. “Na prática, esse filme pode ser aplicado, por exemplo, em um tecido (como a pele ou a mucosa) ou um órgão, visando ações antimicrobianas ou antitumorais”, explica Seabra. Ao liberar quantidades terapêuticas dos agentes diretamente no local de interesse, evita-se a liberação indesejada em órgãos e/ou tecidos saudáveis e, dessa forma, previnem-se possíveis efeitos colaterais, completa a cientista.

Este trabalho recebeu apoio financeiro das agências brasileiras CNPq, FAPESP e CAPES. O primeiro autor do artigo, Wallace Rosado Rolim, desenvolveu sua pesquisa de mestrado com bolsa da UFABC.

Artigo em destaque: Nanoargilas para superar a toxicidade.


O artigo científico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Reaching Biocompatibility with Nanoclays: Eliminating the Cytotoxicity of Ir(III) Complexes. Malte C. Grüner, Kassio P. S. Zanoni, Camila F. Borgognoni, Cristiane C. Melo, Valtencir Zucolotto, and Andrea S. S. de Camargo. ACS Applied Materials & Interfaces 2018 10 (32), 26830-26834. DOI: 10.1021/acsami.8b10842.

Nanoargilas para superar a toxicidade

Trabalhando em laboratórios do Instituto de Física de São Carlos – USP (IFSC-USP), uma equipe científica desenvolveu uma estratégia que elimina a citotoxicidade (capacidade de destruir células) de um grupo de compostos com propriedades fotofísicas muito interessantes para aplicações na área da saúde. O estudo tornou viável a utilização dessas substâncias, outrora tóxicas, no estudo de organismos vivos e no diagnóstico e tratamento de doenças. Além de eliminar a citotoxicidade, a estratégia modifica algumas propriedades dos compostos, agregando novas funções que podem ser aproveitadas para sensoriamento de oxigênio intracelular e para aprimorar a eficiência de dispositivos luminescentes, como OLEDs.

O trabalho foi reportado em artigo recentemente publicado no periódico ACS Applied Materials and Interfaces (fator de impacto 8,097).

Tudo começou numa conversa informal entre três bolsistas de pós-doutorado ligados a laboratórios do IFSC-USP: Malte C. Grüner e Kassio P. S. Zanoni, ambos ligados ao Laboratório de Espectroscopia de Materiais Funcionais (LEMAF), e Camila F. Borgognoni, do Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia (Gnano). Zanoni tinha trabalhado com complexos de irídio(III) durante seu doutorado, e desejava aproveitar algumas propriedades desses compostos para utilizá-los como agentes de terapia fotodinâmica. Tal terapia se refere a um conjunto de tratamentos para tecidos doentes, como por exemplo os atingidos pelo câncer, nos quais uma fonte de radiação externa é utilizada para a ativação, no momento apropriado, de um composto inserido dentro do corpo, o qual se encarrega de destruir as células que precisam ser eliminadas.

O desejo do pós-doc Zanoni, entretanto, esbarrava na alta citotoxicidade dos complexos de irídio(III). O pós-doc Grüner, então, teve a ideia inovadora de tentar utilizar laponitas (materiais que ele tinha estudado em seu doutorado) para inibir a citotoxicidade dos compostos. A partir dessa ideia, Grüner e Zanoni realizaram o preparo e a caracterização dos materiais no LEMAF, coordenado pela professora Andrea S. S. de Camargo. No GNano, coordenado pelo professor Valtencir Zucolotto, a pós-doc Borgognoni e a mestranda Cristiane Melo se encarregaram de investigar as interações das nanopartículas com as células.

Os autores do artigo. A partir da esquerda: Kassio Zanoni, Camila Borgognoni, Malte Grüner, Cristiane Melo, Valtencir Zucolotto e Andrea de Camargo.
Os autores do artigo. A partir da esquerda: Kassio Zanoni, Camila Borgognoni, Malte Grüner, Cristiane Melo, Valtencir Zucolotto e Andrea de Camargo.

Estratégia e aplicações

Ilustração da adsorção de complexos de Ir(III) (esferas azuis) na superfície de nanodiscos de laponita (discos amarelos), em solução.
Ilustração da adsorção de complexos de Ir(III) (esferas azuis) na superfície de nanodiscos de laponita (discos amarelos), em solução.

Uma das principais propriedades dos complexos de irídio(III) é a sua intensa luminescência (emissão de luz não resultante do calor) numa ampla gama de cores. Essa característica pode ser útil para iluminar células no interior de organismos vivos em técnicas de bioimageamento, usadas tanto para pesquisa quanto para diagnóstico e tratamento de doenças.

Por sua vez, as laponitas, que são nanoargilas sintéticas totalmente compatíveis com tecidos vivos, têm sido frequentemente propostas na literatura científica como nanoplataformas para transporte de fármacos e de outros compostos dentro de organismos vivos. As laponitas possuem cerca de 25 nm de comprimento e apenas 1 nm de altura.

No trabalho da equipe do IFSC-USP, um novo material foi desenvolvido como resultado da adsorção de moléculas de complexos de irídio(III) na superfície de nanodiscos de laponita.

Os pesquisadores verificaram, no laboratório (in vitro) a capacidade de o novo material ser absorvido por células, sua luminescência dentro das células e sua baixa toxicidade com relação a elas. Para isso, eles utilizaram células de fígado e observaram sua interação com o novo nanomaterial, comparando-a com a interação com o complexo de irídio(III) puro. Os resultados foram sumamente favoráveis aos nanodiscos de laponita com irídio(III), que demonstraram ser inofensivos para as células, além de apresentar boa penetração e alta luminescência – características que os tornam muito adequados para aplicação em técnicas de bioimageamento.

Emissão de luz em várias cores dos nanomateriais desenvolvidos (complexos de Ir(III) adsorvidos em laponita) distribuídos em xerogéis (parte superior) e em células do tecido do fígado (parte inferior).
Emissão de luz em várias cores dos nanomateriais desenvolvidos (complexos de Ir(III) adsorvidos em laponita) distribuídos em xerogéis (parte superior) e em células do tecido do fígado (parte inferior).

“Neste trabalho, foi demonstrado pela primeira vez que a adsorção de complexos de Ir(III) (em geral, altamente tóxicos) na superfície de nanodiscos de laponita é capaz de extinguir por completo a citotoxicidade desses compostos”, resume o pós-doc Kassio Zanoni,  que em 2017 foi vencedor do Young Research Award da SBPMat. “Tal feito torna altamente viável o uso de compostos outrora tóxicos em meios celulares sem prejudicar a integridade do meio e, portanto, tem o potencial de expandir as pesquisas de novos materiais biocompatíveis para uso em mapeamento celular, medicina teranóstica e terapia fotodinâmica”, completa.

De acordo com os autores, o novo nanomaterial poderia agir como uma droga de terapia fotodinâmica, já que, ao ser irradiado com determinados tipos de radiação, produz uma molécula (o oxigênio singleto) que atua na destruição de células cancerígenas. Dessa maneira, o nanomaterial também se torna promissor no campo da medicina teranóstica, a qual propõe a combinação, numa mesma plataforma, do diagnóstico de doenças por bioimageamento com a sua cura por meio de terapias fotodinâmicas.

Além disso, o nanomaterial pode ser usado como sensor para determinar com exatidão a quantidade de oxigênio distribuído no interior de uma célula. “Conforme demonstrado no nosso trabalho, a intensidade da emissão desse nanomaterial é uma variável em função da concentração de oxigênio”, justifica Zanoni.

Por fim, o nanomaterial, na forma de um filme fino nanométrico, também poderia ser aplicado em diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) – dispositivos que já são usados, por exemplo, em telas de celulares. “Isso porque o complexo de Ir(III) adsorvido na laponita agrega propriedades fotofísicas, fotoquímicas e eletroquímicas que são estratégicas para o desenvolvimento de dispositivos mais eficientes”, explica Zanoni.

Esta pesquisa foi realizada com financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

Processo seletivo para pós-graduação em Engenharia Biomédica na UNIVAP.


Está aberto o Processo Seletivo Mestrado e Doutorado – Processo de Seleção para o Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Engenharia Biomédica da Universidade do Vale do Paraíba-UNIVAP.

O processo seletivo para ingresso no programa está com inscrições abertas até dia 31 de janeiro de 2018.

O Programa de Pós-Graduação é recomendado pela CAPES (conceito 4) e envolve os cursos de Mestrado e Doutorado em Engenharia Biomédica aberto a profissionais das áreas de Exatas, Biológicas e da Saúde.

O Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica é detentor de bolsas CAPES e atua nas seguintes áreas de concentração:

Área de concentração I: Instrumentação Biomédica.

Área de concentração II: Laser Aplicado a Biologia e Saúde.

Área de concentração III: Biomateriais.

Mais informações: https://www.univap.br/arquivo/Edital%202018.pdf?AID=1184

Concurso para professor da UFPA: Materiais, Processos e Bioprocessos.


Concurso Público para Professor da Carreira do Magistério Superior para o quadro permanente da UFPA (Universidade Federal do Pará), conforme EDITAL Nº 252, DE 28 DE JULHO DE 2016.

Inscrições: a partir do dia 03/08/2016 até dia 03/10/2016.

Tema: Materiais, Processos e Bioprocessos.

 

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

Instituto de Ciências Biológicas

Materiais, Processos e Bioprocessos:

1 – Biomateriais (propriedades e aplicações).

2 – Cargas Concentradas e Distribuídas, Tensão de Escoamento, Flexão Normal, Fadiga e Fluência.

3 – Derivadas Parciais: conceitos e aplicações.

4 – Difração e Interferência de Ondas Eletromagnéticas, Difração de Raios-X, Lei de Bragg.

5 – Elasticidade Linear, Critérios de Resistência, Noções de Estabilidade e Métodos Energéticos.

6 – Equações Diferenciais Ordinárias: conceitos e aplicações a Processos de Transferência de Massa.

7 – Integral: conceitos e aplicações em engenharia de bioprocessos.

8 – Limites e Derivadas.

9 – Materiais Poliméricos, Cerâmicos e Compósitos (propriedades térmicas e elétricas).

10 – Reações e Solicitações, Estados de Tensões, Deformações (Lei de Hooke, efeito de Poisson). Cisalhamento e Torção.

 

Lotação: UFPA Campus Belém – Instituto de Ciências Biológicas:

Tema do Concurso Vagas Classe Denominação Regime de trabalho Requisito
Materiais, Processos e Bioprocessos 01 A Adjunto A Dedicação Exclusiva Doutorado em Biotecnologia, ou Engenharia de Materiais, ou Ciência dos Materiais, ou Modelagem e Simulação de Processos, ou Nanotecnologia, ou Engenharia Química, ou Engenharia de Bioprocessos ou Engenharia Mecânica; com Licenciatura ou Bachareladoem Física, ou Engenharia de Materiais, ou Matemática, ou Biotecnologia, ou Nanotecnologia, ou Engenharia Mecânica, ou Engenharia Química ou Engenharia de Bioprocessos.

Mais informações no edital.

Gente da comunidade: Conselheiro da SBPMat Carlos Roberto Grandini passa a integrar colegiado internacional de fellows da União Internacional de Sociedades de Biomateriais.


Pesquisadores do Brasil foram distinguidos com o status de “Fellow, Biomaterials Science and Engineering” (FBSE) pela União Internacional de Sociedades de Biomateriais (World’s Biomaterials Societies). O título honorário representa um reconhecimento à excelência na atuação profissional e às realizações conseguidas na área da Ciência e Engenharia de Biomateriais. Os novos fellows passam a integrar um colegiado internacional junto a cerca de 300 pesquisadores, empenhado em fortalecer e divulgar a área de Biomateriais. A honraria foi outorgada numa cerimônia durante a abertura do 10th World Biomaterials Congress, que ocorreu em Montréal (Canada) neste mês de maio.

Um dos novos FBSE do Brasil é o professor Carlos Roberto Grandini (UNESP campus Bauru), membro do Conselho Deliberativo da SBPMat e 1º vice-presidente da Sociedade Latino Americana de Biomateriais e Órgãos Artificiais (SLABO). Grandini recebeu o título honorário por suas contribuições no campo dos biomateriais metálicos e por sua liderança na comunidade científica latino-americana. Além de Grandini, tornaram-se fellows os pesquisadores brasileiros Aron Jose Pazin de Andrade (Instituto Dante Pazzanese de Cardiologia), Luís Alberto Loureiro dos Santos (UFRGS) e Marivalda de Magalhaes Pereira (UFMG).

O professor Grandini recebendo o título de “Fellow, Biomaterials Science and Engineering”.

Prêmio Capes de Tese 2015: Entrevista com o autor do trabalho premiado na área de Materiais.


Edroaldo Lummertz da Rocha, vencedor do Prêmio Capes de Tese na área de Materiais.

O percurso científico de Edroaldo Lummertz da Rocha, autor da pesquisa de doutorado agraciada com o Prêmio Capes de Tese 2015 na área de Materiais, é permeado por duas características dessa área do conhecimento: a interdisciplinaridade e o impacto dos resultados na vida das pessoas.

Depois de se formar em Ciência da Computação pela Universidade do Extremo Sul Catarinense (UNESC), Edroaldo fez mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), pesquisando o transporte de fônons em geometrias fractais. Em 2010, iniciou o doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais, também na UFSC. Com orientação do professor Carlos Renato Rambo e coorientação do professor Luismar Marques Porto, Edroaldo trabalhou na interface entre Ciência dos Materiais, Ciência da Computação e Biologia para estudar a interação entre células biológicas e bio e nanomateriais. Em 2012, Edroaldo submeteu, como primeiro autor, um artigo científico sobre simulações de interações entre nanopartículas e membranas celulares. O paper foi publicado em 2013 na Physical Chemistry Chemical Physics (DOI: 10.1039/C2CP44035K) e foi destacado na capa da revista (front cover).

De janeiro a dezembro de 2013, no contexto do doutorado, Edroaldo permaneceu nos Estados Unidos desenvolvendo uma parte de sua pesquisa de doutorado na Universidade de Harvard (Estados Unidos), mais precisamente no Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, uma instituição multidisciplinar e multinstitucional dedicada ao desenvolvimento de materiais e dispositivos inspirados na natureza, visando transformar a medicina e construir um mundo mais sustentável. Ali trabalhou sob orientação do professor Donald E. Ingber, fundador e diretor do Wyss.

Dois artigos de Edroaldo publicados no período do doutorado viraram capa de prestigiosas revistas.

Uma segunda capa de revista se somou ao curriculum de Edroaldo em 2014 em consequência de sua participação, junto a pesquisadores da Universidade de Harvard e outras instituições dos Estados Unidos, num trabalho do campo da Engenharia Celular (DOI:10.1016/j.cell.2014.07.020). Desta vez a distinção foi na Cell, a prestigiada revista de Ciências da Vida, cujo fator de impacto é de 32,242.

Em setembro de 2014, Edroaldo obteve o diploma de doutor ao defender a tese intitulada “Interações nanopartícula-células e biomaterial-células induzem mudanças globais em programas de expressão de genes”, a qual foi distinguida um ano depois com o Prêmio Capes de Tese na área de Materiais. Edroaldo recebeu a notícia do prêmio na cidade de Rochester, nos Estados Unidos, onde trabalha em atividades científicas como bolsista de pós-doutorado da Mayo Clinic, uma instituição do campo da Medicina dedicada à pesquisa e educação, bem como ao atendimento de pacientes.

Entrevista com Edroaldo.

Boletim da SBPMat: – Poderia nos contar muito brevemente como começou o seu interesse pela ciência e pela área de Materiais e quais foram os momentos mais importantes na sua carreira acadêmica até o momento?

Edroaldo Lummertz da Rocha: – Meu interesse pela ciência surgiu da possibilidade de fazer algo importante e ajudar as pessoas de alguma forma. O interesse pela área de Materiais surgiu devido a existência de uma classe especial de materiais, chamados nanomateriais, que poderiam ser utilizados para o desenvolvimento de novas terapias para uma variedade de doenças tais como câncer, doenças vasculares e neurodegenerativas. Não obstante, o entendimento de como nanomateriais interagem com células e tecidos biológicos é extremamente importante para o desenvolvimento de terapias seguras e efetivas.

O primeiro acontecimento mais importante da minha carreira acadêmica foi quando o professor Carlos Renato Rambo, da Universidade Federal de Santa Catarina, aceitou ser meu orientador durante o meu período de doutoramento. Foi onde tudo começou. O segundo momento mais importante foi quando eu tive a oportunidade de realizar parte do meu doutorado no instituto Wyss, na Universidade de Harvard, o que significativamente contribuiu para o desenvolvimento da minha carreira acadêmica.

Rede reguladora de genes reconstruída a partir de dados de expressão de genes provenientes de 16 tipos de células e tecidos humanos.

Boletim da SBPMat: – Qual é, na sua opinião, a principal contribuição da tese premiada?

Edroaldo Lummertz da Rocha: – A principal contribuição da minha tese foi o desenvolvimento de abordagens computacionais para sistematicamente compreender como células interagem com nanomateriais e respondem a estímulos externos. Isto pode servir como base para estudos posteriores na área de desenvolvimento de novos sistemas de liberação de fármacos e levar a uma melhor compreensão sobre como programas de expressão de genes são alterados quando nanomateriais interagem com células.

Boletim da SBPMat: – Quais foram os critérios que o guiaram para fazer uma pesquisa de qualidade destacada em nível nacional (a tese premiada)? A que fatores você atribui esta conquista?

Edroaldo Lummertz da Rocha: – Dedicação, disciplina, criatividade e uma boa equipe e colegas de trabalho são essenciais para progredir em qualquer área. Suporte da família é essencial, acima de tudo. Do ponto de vista da tese, sob orientação do professor Carlos Renato Rambo, eu tive a oportunidade de trabalhar em uma variedade de projetos e isto contribuiu para o caráter multidisciplinar da minha tese.

Boletim da SBPMat: – Convidamos você a deixar alguma mensagem para nossos leitores que estão realizando trabalhos de iniciação científica, mestrado e doutorado na área de Materiais.

Edroaldo Lummertz da Rocha: – A estrada é longa então é melhor aprender a desfrutar do caminho. Ser um cientista é algo realmente gratificante com novos desafios e possibilidades todos os dias. A esperança de descobrir algo importante e fornecer uma contribuição significativa é a força motriz que norteia a minha pesquisa. O esforço nunca é em vão e sempre existe esperança onde há perseverança.

———————————————————————–

Mais premiados no campo dos Materiais.

Vários outros trabalhos relacionados à Ciência e Engenharia de Materiais foram agraciados neste ano no Prêmio Capes de Tese, que foi outorgado às melhores teses de doutorado defendidas em 2014 e selecionadas em cada uma das 48 áreas do conhecimento reconhecidas pela Capes nos cursos de pós-graduação. O anúncio dos resultados foi feito em 31 de agosto e a entrega dos prêmios acontecerá em 10 de dezembro, em Brasília. Alguns exemplos desses trabalhos premiados:

Menção honrosa na área de Materiais. Thiers Massami Uehara. Estudo da interação de nanomateriais com modelos de membranas celulares e com células-tronco neurais. Orientador: Valtencir Zucolotto. Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais da USP/SC. Arquivo da tese: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-27102014-134646/pt-br.php

Prêmio Capes na área de Química. Rodrigo Villegas Salvatierra. Filmes Finos de Polímeros Conjugados e Nanoestruturas de Carbono obtidos em Interfaces Líquido-Líquido: Síntese, caracterização e aplicação em dispositivos fotovoltaicos. Orientador: Aldo José Gorgatti Zarbin. Programa de Pós-Graduação em Química da UFPR. Arquivo da tese: http://dspace.c3sl.ufpr.br:8080/dspace/handle/1884/37915

Menção honrosa na área de Química. Anderson dos Reis Albuquerque. Estudo Químico-Quântico do Óxido Ti(1-x)CexO2-δ na Fase Anatase. Orientadores: Ieda Maria Garcia dos Santos (DQ-UFPB) e Júlio Ricardo Sambrano (DM-UNESP Bauru). Programa de Pós-Graduação em QUÍMICA da UFPB. Arquivo da tese: http://tede.biblioteca.ufpb.br/handle/tede/7154?locale=pt_BR . Matéria no site do CDMF: http://www.nanotecnologia.com.br/trabalho-orientado-por-professor-do-cdmf-recebe-mencao-honrosa-no-premio-capes-2015/

Artigo em destaque: Biomaterial compósito promissor para regeneração de tecido ósseo.


O artigo científico com participação de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Assisted deposition of nano-hydroxyapatite onto exfoliated carbon nanotube oxide scaffolds. Hudson Zanin, Cintia M. R. Rosa, Noam Eliaz, Paul W. May, Fernanda Roberta Marciano and Anderson O. Lobo. Nanoscale, v. 7, p. 10218-10232, 2015. DOI: 10.1039/C4NR07317G.

Biomaterial compósito promissor para regeneração de tecido ósseo. 

Em um estudo realizado pelo Laboratório de Nanotecnologia Biomédica (NANOBIO) da Universidade do Vale do Paraíba (UniVap), em colaboração com cientistas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e de universidades de Israel e Reino Unido, foi fabricado um biomaterial que permitiu avançar na compreensão de fases da geração de tecido ósseo in vitro (fora do contexto biológico real). O material, de baixo custo, tem potencial para ser utilizado para acelerar a regeneração de tecido ósseo in vivo – o que pode ser útil no caso de fraturas ósseas, por exemplo. Os resultados do estudo foram recentemente publicados na revista científica Nanoscale, da Royal Society of Chemistry.

Em grandes linhas, a geração natural de tecido ósseo ocorre quando umas células chamadas osteoblastos produzem a parte orgânica do osso e, num segundo momento, depositam sobre ela a parte inorgânica, a hidroxiapatita, de fórmula química Ca5(PO4)3(OH). A deposição natural da hidroxiapatita é um processo de biomineralização (produção de minerais por parte de organismos vivos). A biomineralização ainda não é completamente compreendida, mas seu entendimento é de grande importância para o desenvolvimento de aplicações visando a regenerar tecido ósseo ou fixar implantes em ossos.

“O artigo colabora com o entendimento do processo de precipitação da hidroxiapatita carbonatada in vitro em curtos períodos de tempo sobre superfícies tridimensionais a base de nanohidroxiapatita, nanotubos de carbono verticalmente alinhados e grafeno”, diz o professor/pesquisador Anderson de Oliveira Lobo, engenheiro biomédico com mestrado e doutorado em Física e Química de Materiais, que assina o paper como autor correspondente.

Em colaboração com o grupo de Diamantes e Materiais Relacionados (DIMARE) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), representado pelo pesquisador Evaldo José Corat, a equipe do NANOBIO, coordenada pelos professores Anderson de Oliveira Lobo e Fernanda Roberta Marciano, produziu arcabouços de nanotubos de carbono alinhados verticalmente.  Os nanotubos passaram por um processo de oxidação superficial pela técnica de plasma etching, que exfoliou suas pontas, gerou óxido de grafeno e, dessa maneira, criou um ambiente mais propício para a formação de núcleos de nanohidroxiapatita na etapa seguinte da fabricação do material, a eletrodeposição. Essa técnica de deposição foi a escolhida porque, entre os métodos conhecidos, gera a apatita artificial mais similar à biológica em termos de microestrutura e dimensões. Para definir os parâmetros da eletrodeposição por meio de estudos eletroquímicos, os pesquisadores do Brasil pediram a colaboração de um especialista no assunto em nível mundial, o cientista Noam Eliaz da Universidade de TelAviv. Após a eletrodeposição, a equipe obteve um material compósito que manteve as propriedades biológicas da hidroxiapatita, com a vantagem de que a presença de nanotubos de carbono reforçou a dureza e resistência do material.

Posteriormente, os cientistas submergiram o material em fluído corporal simulado (um líquido que simula as condições do plasma sanguíneo e é comumente usado no estudo de biomateriais). Nessas condições, o material compósito, que é bioativo nesse tipo de líquido, formou espontaneamente uma camada de hidroxiapatita carbonatada, a qual, em conjunto com o arcabouço de nanotubos e os filmes de hidroxiapatita, compôs um novo material compósito.

Os pesquisadores puderam observar e estudar todo o processo de biomineralização em períodos de até 7 dias, e propuseram no artigo modelos para explicar diversas etapas. Nesse momento, mais precisamente na discussão do modelo químico de como ocorre a biomineralização do compósito, foi importante a participação do pesquisador Paul May, da Universidade de Bristol, junto a Hudson Zanin, pesquisador do Laboratório de Abastecimento e Fornecimento de Energia da UniVap que estava fazendo um pós-doutorado na universidade britânica.

Esquema demonstrando todo o processo de produção dos nanobiomateriais e o ensaio de bioatividade in vitro. Na parte superior da esquerda para a direita mostra: (i) a produção dos nanotubos de carbono verticalmente alinhados (ii) exfoliação para a exposição das folhas de grafeno (iii) esquema demonstrando o processo de eletrodeposição de nanohidroxiapatita (iv). Nas duas linhas do meio segue demonstrado todo o processo de biomineralização in vitro demonstrando como ocorrem as trocas entre os cátions e ânions até a formação da camada de nanohidroxiapatita carbonatada. Na última linha seguem micrografias demonstrando o processo de biomineralização nos tempos iniciar (logo após a incubação) e após 7 dias (última micrografia).

A pesquisa não trouxe apenas avanços na compreensão da biomineralização in vitro. “A compreensão desse processo in vitro poderá ser associado ao processo de regeneração in vivo destes materiais”, comenta o professor Anderson Lobo. “Estudos in vitro com células osteoblásticas humanas e ensaios in vivo utilizando animais estão sendo realizados pelos orientandos de pós-graduação e pós-doutorandos do NANOBIO da UniVap”, completa.

As origens do estudo se encontram na pesquisa de doutorado de Lobo, realizada no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) e defendida em 2011, na qual ele conseguiu pela primeira vez sintetizar compósitos de nanotubos de carbono verticalmente alinhados e nanohidroxiapatita. A pesquisa contou ou conta com apoio financeiro de agências brasileiras de fomento à pesquisa: FAPESP, CNPq, FINEP e CAPES.

Biomateriais em pauta em evento realizado pelo UC de Bauru.


A sétima reunião do UCB contou com a participação de pesquisadoras do exterior.

Uma das cinco unidades atuais do Programa University Chapters da SBPMat, o University Chapter Biomaterials (UCB), sediado na cidade de Bauru (SP), realizou sua sétima reunião mensal na manhã de 19 de novembro no campus da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (UNESP). Na ocasião, duas pesquisadoras estrangeiras que estavam na cidade proferiram seminários, convidadas pelos participantes do UC.

A professora Ana Maria Pires Pinto, da Universidade de Minho (Portugal) falou sobre novos conceitos para aplicações biomédicas de compósitos de matriz metálica. Na sequência, a nanomedicina in situ foi tema do seminário da professora Tolou Shokuhfar, vinda da Universidade Tecnológica de Michigan (Estados Unidos).

“Os pesquisadores tiveram contato com o nosso grupo e tivemos grandes elogios por parte deles”, conta Diego Rafael Nespeque Correa, presidente do UCB e doutorando no programa de pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais da UNESP. “Conseguimos manter um ambiente de frutíferas discussões científicas e divulgação da sociedade”, completa.

Facebook do UCB: https://www.facebook.com/universitychapterbiomaterial

Sobre o Programa University Chapters da SBPMat: http://sbpmat.org.br/university-chapters/