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SILVER NANOPARTICLES
AND NEGLECTED DISEASES
Goal
Cutaneous leihmaniasis
Ulcera Buruli is a skin diseases and of soft tissues with the possibility of physical incapacity. It is produced byan environmental pathogens,Mycobacterium ulcerans, that producea destructive toxin. Mainly attack children at the Sub-Sahara in Africaregion.
N. Durán, 2º Reunião Ciência Tecnologia Sociedade Buenos Aires-Argentina, 5-8 de Junho, 2006.
Traditionally, the pharmaceutical therapy has been considered inefficient, but recent results suggest a combination of antibiotics that include Rifampicin and Streptomycin or amikacine are adequate to kill M. ulcerans in human lesions [WHO, Wkly Epidemiol. Rec. 78, 163-168 (2003).
N. Durán, 2º Reunião Ciência Tecnologia Sociedade Buenos Aires-Argentina, 5-8 de Junho, 2006.
PREPARAÇÃO
Sintese química de nanoparticulas de prata
PREPARAÇÃO
Biosynthesis of silver nanoparticles
Fusarium oxysporum was grown by 7 days
Absorptions were measured in UV-Vis
The biomass was filtrated and AgNO3 (10 mM) was added in the fungal liquid
The biomass was filtrated and resuspended in sterile water
Silver nanoparticlesSize: 1,6 nm (biosynthesis)
Durá et al. J. Nanobiotechnol. 2005
Silver nanoparticlesSize: 175 nm
(Chemical synthesis)
CLIN
CLIN
CLIN
CLINCLIN
CLIN
CLIN
CLIN
Sitio de ação de antibioticos
Antibacteria Assay
O QUE FAZEM AS NANOPARTICULAS DE PRATA?
SKIN PERMEATION IN VITRO
Human abdominal skin
The nanoparticles did not reach the receptor compartment
DOENÇAS DE PELE
ACNE
Propiobacterium acnes bacteria
Contra a bacteria Propiobacterium acnesassociada em parte com a inflamação doacne
Clindamycin Emulsão topica 1% ou gel
Liga-se as subunidades ribossomais 50S e Inibe a síntese de proteínas
CLIN
CLIN
CLIN
CLINCLIN
CLIN
CLIN
CLIN
CLIN
CLIN
CLIN
ACNE
PAPEL DE NANOPARTICULAS
DE PRATA EM QUEIMADURAS
Silver nanoparticles formulation from Agharkar Research Institute, Pune-IndiaA) Treatment with Ag-formulation showed 90% healing after 4 weeks. B) Treated with conventional medicine healed only 60%. C) After 4 months part treated with Ag-form. showed healing with normal skin textureD) treatment with conventional medicine showed healing with some scars.
Jun Tian, Kenneth K. Y. Wong, Chi-Ming Ho, Chun-Nam Lok,Wing-Yiu Yu,] Chi-Ming Che, Jen-Fu Chiu, and Paul K. H. Tam. Topical delivery of silver nanoparticles promotes wound healing.ChemMedChem.(2007)2,129-136.
• Preparation of the dressings:• Nanosilver-coated dressing: Initial experiments were carried
out by using silver nanoparticle grafted dressing (silver content: 2.75 mgg1, Anson Nanotechnology Group Co., Ltd. Hong Kong). A piece of silver nanoparticle-coated dressing (4H3 cm2) weighed 0.1737 g. This corresponds to 0.4777 mg of silver nanoparticles on each piece. Transmission electron microscopy revealed that silver nanoparticles were spherical, with diameters of 149.8 nm based on 750 particle measurements on five sites of interest. Subsequently experiments were performed with silver nanoparticles (1 mm) synthesized by borohydride reduction of AgNO3 in the presence of citrate as a stabilizing agent, as previously described.[45] Similar efficacy with silver nanoparticle dressing was confirmed (data not shown).
SSDNTND
Silver Nano Silver sulfadiazine
E:epidermidHF: hair follicles
CULTURA DE MICRORGANISMOS NO PANO DA FERIDA NOS DIAS 1, 3, 5, 7 E 10 NOS ANIMAIS TRATADOS COM ND (GRIS), SSD (BRANCO E NÃO TRATADO (GRIS ESCURO)
silver nanoparticles can modulate local and systemic inflammatory response following burn injury by cytokine modulation.
ND▄ No treatment▲ SSD
IL-6 TGF-beta IL-10
VGEF IFN-gama
IL-6 aumenta inflamaçãoTGF-beta auenta inflamaçãoIl-10regula citokinasVGEF (vascular endotelial growth factor) promove cicatrizaçãoIFN-gama aumenta colageno
NANOPARTICULAS DE OURO APLICADAS COMO
CARREGADORES DE ANTICANCER
Alves et al. Patente Braz. PIBr 0502657-1 (2005).
NANOPARTICULAS DE OXIDO DE FERRO
COMO CARREGADORES DE
FÁRMACOS
Lewin et al. Nat. Biotechnol. 18, 410 (2000)
NANOPARTICULAS DE PRATA DE SINTESE FUNFICA E SUA
APLICAÇÃO EM FIBRAS TEXTEIS
Staphylococcus aureus Klebisiela pneumoniae
Algodão 100%
Nanoparticulas
Impregnação em
tecido têxtil para
atividade biocida
Teste oligodinamico
Durán et al. Patente Braz. PIBr 0605681-4 (2006)
1) Algodão 100% e 2) poliester 100% 3) Cultura de Staphylococus
aureus e 4) Teste com tecido algodão impregnado com
nanopartículas de prata frente à cultura bacteriana e 5) teste do
tecido poliester impregnado com nanopartículas de prata frente à
cultura bacteriana 1
3
4
2
ATIVIDADE BIOCIDA DO TECIDO IMPREGNADO (ALGODÃO) COM NANOPARTÍCULAS DE PRATA
frente a bactéria S. aureus
MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA DO TRATAMENTO DE ALGODÃO COM NANOPARTICULAS DE PRATA
Durán et al. J. Biomed. Nanotechnol. 3, 203-208 (2007).
Tecido Controle (sem nanopartículas de prata)
Tecido com nanopartículas de
prata
ATIVIDADE BIOCIDA DO TECIDO IMPREGNADO
(POLIÉSTER) COM NANOPARTÍCULAS DE PRATA frente a
bactéria S. aureus
M.O do Poliéster
impregnado com
nps.
M.O das amostras não impregnadas
MATERIAS PARA FERIMENTOS
Área superficial grande de partículas de prata tamanho nano melhora a
efetividade antibacteriana
-melhora os tempos de recuperação-mata bactéria mais rápido com nanoparticulas que outras formas de prata
NANOPARTICULAS METALICAS
NO MEIOAMBIENTE
Zhang, J. NANOPART. RES. 5, 323-332 (2003)
99% de tetracloroeteno foi removido em poucos dias com a
adição de nanopartículas de Fe/Pd
10-100 nm
Nano (50 nm) foram 25x mais eficientes que micro de 10 m
As partículas podem permear ate 20 m de distância pelo solo
e permanecem reativas por 4-8 semanas
CHLORPYRIFOS MALATHION
ENDOSULFAN
ELIMINAÇÃO DE PESTICIDAS POR ADSORÇÃO EM NANOPARTÍCULAS
METÁLICAS
Nair et al. Pramana J. Phys. (India) 65, 631-640 (2005) (www.iitm.ac.in)
Au@citrate nanoparticles
Gestão e eliminação de contaminação
Tratamento e Remediação
Tratamento com ferro…
Usado para tratamento por muitos anos de aqüíferos. O ferro reduz quimicamente o material orgânico e contaminantes ambientais inorgânicos. Comumente envolve ferro granulado ou “microescala” ( 50 m ou 50,000 nm).
e Nanotecnologia
Ferro de tamanho nano aumenta a reação. Aumenta mais ainda por acoplamento com outros metais (Fe/Pd)* em nanoescala. Nano Fe0 é mais reativo e efetivo que em microescala. Tamanhos menores o fazem mais flexível-penetra a áreas difícil aceso.
* Elliot and Zhang ES&T 2001, 35, 4922-4926
Kamat, P.V, et al. J.Phys.Chem. B 2002, 106,788-794.
Oxido de Zinco (ZnO) de tamanho nano “sente” poluentes orgânicos indicado pela mudança do sinal de emissão na região do visível.
A capacidade de sensor significa que a fase energética da oxidação somente ocorre quando o poluente está presente.
“Sentir e Eliminar” Uma estratégia para
tratamento de poluentes
“Sentir e Eliminar” Uma estratégia para
tratamento de poluentes
O ZnO “elimina” os poluentes via oxidação fotocatalítica para formar compostos mais benignos para o ambiente
Multifuncionalidade e “esperteza” é altamente desejável para aplicações ambientais.
Papel duplo do filme de semicondutor ZnO como um
sensor e fotocatalisador
>300 nm
UV
NANOPARTICULAS METALICAS EM
BIOTECNOLOGIA
Diminuição da afinidade
pelo substrato (baixa flexibilidade)
Kim et al. J. Mol.Catal. B. Enzyme 39, 62 (2006)
IMOBILIZAÇÃO DE LIPASE EM NANOPARTICULAS DE SILICA MODIFICADA
Aminopropiltrietoxisilano
Glutaraldeido
Fe3O4)}}}---(O)3 -Si-( CH2)3NH=CH-CH2-CH2-CH2-CO-H
H2N- {Enzyme}
Fe3O4)}}}---(O)3 -Si-( CH2)3NH=CH-CH2-CH2-CH2-CH=N-{Enzyme}
NOTA: MAIOR A CADEIA MAYOR ATIVIDADE
Fe3O4
Fe3O4
Celulase
Celulase
CELLULASE IMMOBILIZATION ON Fe3O4 AND CHARACTERIZATION, Garcia et al.Biotechnol. Bioeng. 33, 321-326 (1989).
CARACTERISTICAS
Efeito do pH e de temperatura na atividade dacelulase imobilizada e na livre
Imobilizada: pH 5.5 temp. otima: 50oC t1/2 272 h
livre: pH 4.0 temp. otima: 45oC t1/2 0.77 h
Estabilidade termica da imobilizada a 40oC, pH 4.5 e agitação 120 oscilações/min30 horas perde 40% da atividade.100 horas perde 50% da atividade
IMOBILIZAÇÃO DA CELULASE
Razão peso cel.--------------------- Prot. adic. Prot agua Prot. lig. Ativ.espe. Peso suporte (mg) (unis/g supor)----------------------------------------------------------------------------------0.03 7.3 6.65 0.65 2.66 ----------------------------------------------------------------------------------
Ativ. Especif. livre Ativ. Especif.Imob. Eficie(umol gluc/g prot./h) (umol gluc./g prot. lig/h) reten
enz (%)-------------------------------------------------------------------------
0.03 4219,7 5410.3 128.2
ALGUNS DOS PRODUTOS COM
NANOPARTICULAS METALICAS
Zaine: Muito provavelmente pode ocorrer absorção sistêmica ou mesmo geração de radicais livres e danos ao DNA em camadas mais profundas da pele devido a reações fotocatalíticas ocasionadas por dioxido de titanio e de zinco
Zaine: Muito provavelmente pode ocorrer absorção sistêmica ou mesmo geração de radicais livres e danos ao DNA em camadas mais profundas da pele devido a reações fotocatalíticas ocasionadas por dioxido de titanio e de zinco
Aplicações
Zaine:Zaine: Aplicações
COSMÉTICOS
Refrigerador
Purificador de Ar
Durán et al. - J. Biomed. Nanotecnol. 3(2) 2007.
