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Projeto NAP - Universidade de São Paulo


Projeto de Pesquisa Principal: Caracterização de Materiais e Sistemas Biológicos por Scanning Probe Microscopy


Coordenadora: Maria Cecília Barbosa da Silveira Salvadori (Professora Associada do IFUSP)

Vice-Coordenador: Mauro Sérgio Dorsa Cattani (Professor Titular do IFUSP)

Pesquisadores:

Adriana Bona Matos (Professora Associada da FOUSP)
Alain André Quivy (Professor Associado do IFUSP)
Anderson de Oliveira Lobo (Professor Doutor da UNIVAP)
Daisy Maria Favero Salvadori (Professora Doutora da FM - UNESP)
Efim Mikhailovitch Oks (Full Professor - HCEIRAS, Tomsk, Russia)
Evaldo José Corat (Professor Doutor do INPE)
Fernanda Roberta Marciano (Professora Doutora da UNIVAP)
Ian Brown (Senior Physicist aposentado – LBNL, Berkeley, USA)
Mônica Talarico Duailibi (Professora Doutora FM – UNIFESP)
Sergio Brossi Botta (Professor Doutor da UNICASTELO)
Silvio Eduardo Duailibi (Professor Doutor F. E. Biom. - UNIFESP)
Vladimir Jesus Trava Airoldi (Professor Doutor do INPE)

Resumo do Projeto Principal

Neste projeto propomos a criação do Núcleo de Apoio a Pesquisa para Caracterização de Materiais e Sistemas Biológicos por Scanning Probe Microscopy (SPM). Nesta proposta estão sendo apresentados cinco subprojetos em diferentes áreas do conhecimento: (I) caracterização de compósitos ouro-polímero por SPM. (II) nanotubos de carbono verticalmente alinhados superhidrofílicos como ferramentas biomiméticas para regeneração de tecidos. (III) Resistência à desmineralização do esmalte dental irradiado com laser de Er,Cr:YSGG. (IV) queilite actínica e carcinoma espinocelular de lábio caracterizados por SPM. (V) caracterização das células-tronco progenitoras de germes dentais humanos para a utilização em Engenharia Tecidual dos tecidos mineralizados, osso, cartilagem e dentes. O projeto como um todo procura mostrar a diversidade das possibilidades de aplicação dessa técnica, cujo universo transcende ao aqui proposto, mas exigirá da equipe um conhecimento profundo das técnicas envolvidas, todas em escala nanométrica.



Subprojeto I: Caracterização de compósitos ouro-polímero por Scanning Probe Microscopy

Pesquisadores envolvidos:

Maria Cecília Barbosa da Silveira Salvadori
(Coordenadora)
Instituto de Física da USP

Mauro Sérgio Dorsa Cattani
(Vice-Coordenador)
Instituto de Física da USP

Alain Andre Quivy
(Pesquisador)
Instituto de Física da USP

Ian Gordon Brown
(Pesquisador)
Lawrence Berkeley Laboratory

Efim Mikhailovitch Oks
(Pesquisador)
High Current Electronics Institute of the Russian Academy of Sciences

Fernanda de Sá Teixeira
(Colaboradora)
Instituto de Física da USP


Resumo

Neste trabalho serão produzidas e analisadas amostras através de implantação iônica de ouro em baixa energia em PMMA utilizando plasma. Esse polímero é de grande importância tecnológica, pois é um dos largamente utilizados como resistes em litografias por feixe de elétrons, raios-X, íons e deep-UV. Trabalhos anteriores do grupo mostraram que a implantação iônica de ouro em PMMA leva a formação de uma camada bidimensional de nanopartículas de ouro. Esse novo material, denominado compósito isolante-condutor, é de grande valor tecnológico, permitindo criar micro e nanodispositivos através de técnicas largamente utilizadas em microeletrônica. Neste projeto propomos caracterizar o compósito Au-PMMA através de Scanning Probe Microscopy utilizando modo PeakForce TUNA, o que permitirá gerar um mapeamento da condutividade da superfície e correlacioná-lo com a morfologia e o mapeamento de propriedades mecânicas. Com estas caracterizações elétrica e mecânica em escala nanométrica procuraremos identificar as nanopartículas posicionadas a cerca de 4 nm abaixo da superfície em amostras com diferentes doses implantadas e amostras submetidas a tratamentos térmicos.




Subprojeto II: Nanotubos de Carbono Verticalmente Alinhados Superhidrofílicos como Ferramentas Biomiméticas para Regeneração de Tecidos

Pesquisadores envolvidos:

Vladimir Jesus Trava Airoldi
(Pesquisador)
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Evaldo José Corat
(Pesquisador)
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Anderson de Oliveira Lobo
(Pesquisador)
Universidade do Vale do Paraíba

Fernanda Roberta Marciano
(Pesquisadora)
Universidade do Vale do Paraíba


Resumo

Na engenharia de tecidos procura-se desenvolver estruturas nanoescalares, onde, biomimeticamente, podem ser usadas para controlar o comportamento celular. Neste subprojeto utilizaremos a técnica de microscopia de força atômica (AFM) para controle da topografia em ensaios de citocompatibilidade in vitro de nanotubos de carbono verticalmente alinhados (VACNTs) superhidrofílicos. Sabe-se que a adesão, proliferação celular, e consequentemente formação de tecidos, dependem diretamente da adesão e sustentação celular. Sendo assim, torna-se evidente à necessidade de desenvolver metodologias a fim de mensurar in situ, e em tempo real, a força que mantêm células aderidas aos VACNTs superhidrofílicos utilizando análises diretas. A partir destas considerações, o AFM surge como uma importante técnica para mensurar as forças intermoleculares atrativas de longo alcance e repulsivas de curto alcance (força de van der Waals) entre células e scaffolds de VACNTs superhidrofílicos. Pensando em avanços científico-tecnológicos, a utilização do AFM será essencial para a proposta de um modelo/mecanismo de adesão de células sobre a nova classe de nanobiomateriais produzidas em nossos laboratórios.




Subprojeto III: Resistência à desmineralização do esmalte dental irradiado com laser de Er,Cr:YSGG

Pesquisadores envolvidos:

Adriana Bona Matos
(Pesquisadora)
Faculdade de Odontologia da USP

Sérgio Brossi Botta
(Pesquisador)
Universidade Camilo Castelo Branco

Maria Cecília Barbosa da Silveira Salvadori
(Coordenadora)
Instituto de Física da USP

Denise Maria Zezell
(Colaboradora)
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares

Patrícia Aparecida da Ana
(Colaboradora)
Universidade Federal do ABC


Resumo

Este estudo objetiva estabelecer condições de irradiação com o laser de Er,Cr:YSGG (λ = 2,79 μm) que propiciem modificações no esmalte dental e aumentem sua resistência à desmineralização. Fluências laser de 2,8 J/cm2 e 5,6 J/cm2 serão testadas. As amostras tratadas serão submetidas a uma ciclagem de pH com duração de 10 dias. Em seguida serão realizadas leituras por SPM em áreas cariadas, hígidas e irradiadas da face vestibular e na superfície seccionada longitudinalmente proveniente das áreas demarcadas da face lingual da mesma amostra. As medidas em SPM farão uso de um modo de operação que permite gerar um mapeamento de propriedades mecânicas da superfície com obtenção simultânea da morfologia local.




Subprojeto IV: Queilite actínica e carcinoma espinocelular de lábio caracterizados por Scanning Probe Microscopy

Pesquisadoras envolvidos:

Daisy Maria Favero Salvadori
(Pesquisadora)
Faculdade de Medicina – UNESP

Maria Cecília Barbosa da Silveira Salvadori
(Coordenadora)
Instituto de Física da USP

Eliana Maria Minicucci
(Colaboradora)
Faculdade de Medicina - UNESP


Resumo

A queilite actínica é um processo inflamatório crônico, que afeta principalmente os lábios inferiores, e que tem como principal fator etiológico a exposição crônica a radiações solares e/ou ultravioleta artificial, e vem se tornando um problema de saúde pública, especialmente em países tropicais, como o Brasil. É considerada uma lesão potencialmente maligna com potencial para o desenvolvimento do carcinoma espinocelular invasivo de lábio inferior, o qual corresponde a 25%- 30% de todos os tumores de boca diagnosticados. A literatura mostra divergências em relação à incidência das desordens potencialmente malignas que se convertem em carcinoma espinocelular. A análise morfológica desse tipo de lesão é, ainda, subjetiva e, portanto, não suficiente para predizer com segurança quais lesões irão evoluir para um carcinoma oral. Assim sendo, a busca por novos biomarcadores de diagnóstico e prognóstico se torna fundamental. Uma abordagem nesse sentido consiste da análise genômica e proteômica, juntamente com o estudo da superfície celular, que podem trazer contribuições importantes para a determinação da patofisiologia das lesões. Particularmente neste projeto, propomos analisar a superfície celular por Scanning Probe Microscopy, identificando sua morfologia e mapeando propriedades mecânicas como módulo elástico e rigidez, procurando, assim, identificar marcadores de malignidade com base nessas propriedades físicas da superfície celular. O uso dessa tecnologia em estudos in vitro poderá, também, vir a auxiliar no desenvolvimento de novas drogas antineoplásicas. Em resumo, a introdução de novas metodologias para o entendimento dos mecanismos envolvidos na evolução do carcinoma espino celular de lábio, poderá proporcionar maior eficácia no diagnóstico precoce e no prognóstico dessa neoplasia, permitindo, com isso, melhor qualidade de vida aos pacientes.






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