Aplicações Biomédicas

Espera-se que a nanotecnologia tenha um impacto significativo na melhoria da qualidade dos cuidados de saúde através de diagnósticos precoces e fiáveis de doenças, produtos farmacêuticos melhorados, administração direcionada de medicamentos, materiais de implantes melhorados e outras aplicações.

Biossensores estão sendo desenvolvidos para detecção precoce de diversas doenças potencialmente fatais. Usando uma combinação de nanomateriais, novas técnicas de fabricação de dispositivos e avanços no processamento de sinais, esses sensores procuram identificar a assinatura de uma condição ou doença específica. Espera-se que nanobiossensores que utilizam nanotubos de carbono ou nanofios de silício (que podem hospedar moléculas de sonda específicas) sejam produzidos em massa usando técnicas desenvolvidas pela indústria microeletrônica.

A nanotecnologia também desempenhará um papel importante na terapêutica. Duas áreas onde se espera que a nanotecnologia tenha impacto são síntese de medicamentos melhorados e entrega direcionada de medicamentos. Especificamente, uma certa família de moléculas conhecidas como dendrímeros (estas são moléculas repetidamente ramificadas) são consideradas candidatas à entrega eficaz de medicamentos. Estas estruturas à base de polímeros podem ser utilizadas para hospedar agentes terapêuticos e entregá-los ao seu destino.

Actualmente, o diagnóstico e a terapêutica baseiam-se em grande parte em dados estatísticos recolhidos na população em geral. Que tal uma medicina individualizada baseada na própria composição genética? Diagnósticos inequívocos e redução dos efeitos colaterais dos medicamentos podem ser dois grandes benefícios. Essa direção exigiria uma técnica simples, confiável e rápida para identificar, armazenar e entregar a composição genética de alguém para fins médicos.*

Indivíduos que necessitam de peças de substituição para os seus corpos – pernas, membros, ligamentos ou órgãos – podem esperar substitutos mais fiáveis e à prova de rejeição, utilizando materiais de nanoengenharia, incluindo melhores compósitos utilizando nanotubos, nanopartículas e outros nanomateriais com propriedades mecânicas desejáveis. Algumas das propriedades desejáveis incluem uma melhor integração nos sistemas do corpo, incluindo melhores respostas aos sinais neuronais. Isto contribuiria para o desenvolvimento de componentes artificiais confiáveis e duráveis.

*A tecnologia de sequenciamento genético baseada em nanoporos é um candidato para responder a este desafio. Na abordagem nanopore, um diafragma contendo um poro de 1-2 nm de diâmetro é alojado em uma célula eletrolítica com dois eletrodos que contém o DNA a ser sequenciado em uma solução tampão. Sob um potencial aplicado, o DNA migra e, quando passa pelo poro, suprime a corrente de fundo gerada pelos íons na solução tampão, bloqueando o minúsculo poro. Depois que o DNA passa completamente pelo nanoporo, a corrente volta ao nível original. O tempo de translocação do DNA através do poro e a quantidade de queda de corrente da corrente de fundo estão correlacionados ao comprimento e aos detalhes da sequência do DNA que passa pelo poro.