Laudemir Carlos Varanda.

Envolver alunos de Graduação através do Programa Unificado de Bolsas e Estudos (PUB - Projeto 83-1/2022) para provover a difusão científica de atividades ocorridas no Instituto de Química de São Carlos-USP

Auxílio à pesquisa - Temático

Auxilio à pesquisa

Organização de Reunião Científica

Participação Reunião no Exterior

O desenvolvimento de dispositivos multifuncionais, também chamadas de nanopartículas teranósticas (NPT - estratégia que integra terapia e diagnóstico em uma única etapa) tem crescido nas últimas décadas. Todavia, ainda está em evolução e muitas barreiras devem ser superadas antes que eles possam ser utilizados clinicamente. Este projeto tem como proposta o desenvolvimento de nanopartículas teranósticas a base nanopartículas magnéticas contendo em sua superfície moléculas alvo do grupo folato para tratamento de câncer de pele via hipertermia magnética. Os dispositivos multifuncionais serão explorados frente teste in vitro e in vivo a fim de viabilizar a aplicação deste sistema multifuncional na área de nanobiomedicina. A primeira parte do projeto será investigada as sínteses de nanopartículas de magnetita via decomposição térmica e via precipitação a partir de solução aquosa contendo cloreto de ferro parcialmente reduzido. A preparação das nanopartículas teranósticas será realizada por meio da funcionalização com o ácido fólico. Estudos de estabilidade coloidal e de hipertermia magnética no meio de aplicação dos dispositivos multifuncionais serão realizados. Numa segunda etapa, as NPT sintetizadas serão submetidas a teste de viabilidade celular por meio de diferentes linhagens celulares com o objetivo de analisar tanto a citotoxicidade quanto a internalização das NPT nas células. Testes de permeação e dissolução das nanopartículas teranósticas em membrana de origem natural, bem como a análise da penetração nas camadas da membrana após a aplicação das NPT serão efetuados. Testes de hipertermia magnéticas serão realizados em camundongos com câncer de pele quimicamente induzidos com a meta de avaliar a eficácia do tratamento via terapia de hipertermia magnética. Portanto, a temática deste projeto se insere em uma área de tecnologia de ponta mundialmente estratégica e, assim, acredita-se que os resultados expressivos e inovadores possam vir a ser obtidos.

Organização de Evento Científico

Criação de Núcleos de Apoio à Pesquisa - NAP, vinculado a Pró-Reitoria de Pesquisa da USP

Organização de Encontro/Evento Científico

Aquisição de equipamento na chamada EMU-Fapesp 2009

O projeto de pesquisa propõe a obtenção de nanopartículas magnéticas metálicas recobertas com óxido de ferro obtidas via processo poliol modificado combinado com a metodologia de crescimento mediado por sementes. A combinação do núcleo metálico com a camada de óxido na superfície poderá aliar as principais características de ambos os sistemas, isto é, a elevada magnetização do núcleo metálico, a versatilidade de funcionalização e a baixa toxicidade da camada de óxido. Sobre os núcleos magnéticos serão incorporados compostos luminescentes e as partículas recobertas com polímeros orgânicos ou inorgânicos para intensificar estabilidade em meio fisiológico e originar nanosensores bifuncionais magnéticos/luminescentes. Essa última camada de recobrimento será devidamente modificada para apresentar grupos terminais que permitam a incorporação de ligantes funcionais, neste caso, grupos amino-terminais para se ligarem às moléculas de ácido fólico. A funcionalização com ácido fólico será realizada resultando em uma nanopartícula multifuncional, isto é, com propriedades magnéticas e luminescentes, estável, biocompatível e, devido a presença do ácido fólico, biosseletiva e membrana permeável para moléculas tumorais.

Implementação de uma linha de pesquisa em química de colóides e de superfícies enfatizando materiais magnéticos nanoparticulados visando a priori aplicação em biomedicina e biotecnologia na forma de nanobiossensores magnéticos, além de sistemas auto-organizados para aplicação em gravação magnética de ultra-alta densidade. Nesse projeto serão obtidos e caracterizados NC magnéticos monodispersos metálicos (nanofios e nanobastões) em sistemas mistos a base de Pt contendo como segundo elemento Fe, Co, Ni e na forma de óxidos de ferro (~25 nm) com vistas à aplicação no desenvolvimento de nanotecnologia em sistemas de gravação magnética de ultra-alta densidade e em biossensores magnéticos para biomedicina e biotecnologia, respectivamente, através da modificação do processo poliol e de sistemas microemulsionados; Pretrende-se promover a auto-organização eficiente dos NC em duas e três dimensões com vistas à aplicabilidade em gravação magnética de ultra-alta densidade; Funcionalizar a superfície dos NC magnéticos obtidos com diferentes macromoléculas naturais e sintéticas visando estabelecer as condições de biocompatibilidade e estabilidade coloidal em meios biológico e a funcionalização das NC magnéticos previamente recobertos com macromoléculas com diferentes ligantes-alvo utilizando moléculas orgânicas ou macromoléculas (proteínas) visando obter condições de bioseletividade para diferentes sistemas celulares, tanto em ambiente intra como extra-celular com vistas a aplicação em sistemas biológicos como transportadores de drogas, agentes de contraste e hipertermia.

Participação na International Magnetics Conference Intermag Europe 2008 de 04 a 08 de maio de 2008 em Madrid - Espanha

Nanopartículas (NP) apresentam propriedades distintas de sólidos estendidos, podendo ser ajustadas pelo tamanho. O interesse em NP magnéticas metálicas (NPMM) advém das aplicações em diversas áreas: ferrofluidos, refrigeração, contraste, transporte, catálise, dispositivos integrados e armazenagem/transferência de informação, fundamentados em propriedades magnéticas, de acoplamento e de transporte. NPMM auto-organizadas em 3-D sugerem potencial obtenção de "memórias de volume", por exibirem propriedades vinculadas ao arranjo espacial das NP. O objetivo deste projeto é preparar NPMM com elevada anisotropia magnetocristalina para obtenção de sistemas auto-organizados e/ou monodispersos com elevada estabilidade química e coloidal. As propriedades dos materiais obtidos serão analisadas com vistas a superar problemas das mídias atuais (superparamagnetismo, coalescência e larga distribuição de tamanho) e os desafios dos novos materiais propostos: ordem a longas distâncias, diminuição da temperatura de recozimento e orientação magnética efetiva em 3-D, gerando sistemas de ultra-alta densidade de gravação. No campo de biossensores, moléculas orgânicas, inicialmente na superfície das NPMM, serão substituídas por moléculas biocompatíveis e biosseletivas com vistas à aplicação em biomedicina (contraste e transporte de drogas).

Auxílio para participar da International Magnetics Conference - INTERMAG Europe 2002 de 28 de abril a 02 de maio de 2002. Amsterdã. Holanda

Doutor tipo Sandwich (FAPESP 99/01299-0) realizado junto ao Consejo Superior de Investigación Científica (CSIC) - Espanha no Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid. Tema: Obtenção e caracterização de nanopartículas magnéticas metálicas. Período: Outubro de 2000 a Março de 2001 (6 meses)/ 4320 horas. Orientador: Dr. Carlos J. Serna

Nanopartículas metálicas (NPM) aciculares e monodispersas de FeCo, FeTR (TR = Nd, Eu, Sm e Tb) e FeCoTR (TR = La-Tb), com ~60 nm de comprimento, razão axial de ~6 e estáveis frente à oxidação e sinterização foram obtidas pela redução em atmosfera de hidrogênio de NP de goetita contendo Co ou Co/TR e recobertas com alumina. O precursor na forma de NP de goetita monodispersas (60±5 nm de comprimento e razão axial de ~6) foi obtido por uma nova rota sintética baseado na hidrólise alcalina de íons Fe(III) em solução na presença de íons carbonato em três estágios: (i) formação de ferrihidrita, (ii) dissolução da ferrihidrita e nucleação de goetita, e (iii) crescimento dos núcleos de goetita. Duas temperaturas distintas foram utilizadas para a nucleação e o crescimento das partículas de goetita e o mecanismo de formação das NP monodispersas de goetita pode ser proposto. NP aciculares e monodispersas de hematita (210±20 nm de comprimento e razão axial de ~5) também foram sintetizadas por reações de hidrólise ácida forçada, e o mecanismo de transformação de -Fe2O3 a -Fe foi avaliado. Os valores obtidos para os principais parâmetros magnéticos: elevada saturação ~157 emu/g, coercividade ~2900 Oe, squareness (S) ~0,70 e baixo switching field distribution (SFD) ~0,37, comparados àqueles observados para as partículas disponíveis comercialmente: saturação ~140 emu/g, coercividade ~2200 Oe, S ~0,50 e SFD ~0,60 indicaram uma melhora expressiva nas propriedades magnéticas das NPM obtidas, além de uma diminuição significante no tamanho das partículas. Assim, pode ser concluído que os valores dos parâmetros magnéticos observados associados às propriedades estruturais sugerem um enorme potencial para utilização em sistemas de gravação magnética de alta densidade.

Amostras comerciais de alumina foram caracterizadas quanto à estrutura, características de superfície e morfologia. Sais de polifosfato com diferentes tamanhos de cadeia foram isolados por cromatografia por troca iônica, tendo como precursor polifosfato de sódio. Os sais isolados na forma de tetraetilamoniomagnésio e caracterizados sendo ensaiada como agente dispersante para alumina. As técnicas de caracterização utilizadas: TG, DTA, DRX, espectroscopia IV, MEV, MET, mobilidade eletroforética, área de superfície, MAS RMN 31P e sedimentometria. Sedimentometria de partículas de alumina foi utilizada para verificar a influência da natureza e da concentração de sais de polifosfato como agente dispersante na estabilidade coloidal da dispersão. Também foi investigada a influência da forma da partícula na velocidade terminal de sedimentação de partículas micrométricas, através da relação entre o coeficiente de arraste e o número de Reynolds. Modelos estatísticos: normal, lognormal e Rosin-Rammler foram ajustados aos perfis de sedimentação facilitando o tratamento dos resultados experimentais e permitindo caracterizar as dispersões através de parâmetros dos modelos teóricos. Metodologia que permitem a linearização dos dados experimentais através dos modelos estatísticos foram empregados e parece contribuir para definir rapidamente faixas de concentração, cada vez mais restritas, até a concentração ideal, bem como a natureza do agente dispersante que minimize a formação de agregados. Os resultados mostraram que a forma da partícula influencia a velocidade de sedimentação e permitiram inserir um termo de proporcionalidade na equação de Stokes, levando em conta a forma ou a orientação preferencial que a partícula adquiri durante a sedimentação, e não apenas o seu diâmetro esférico equivalente. A metodologia estatística empregada permitiu obter maior precisão nos resultados da sedimentometria e também informações do comportamento da dispersão da distribuição em torno da média