Nanopartículas magnéticas brasileiras abrem caminhos para terapias oncológicas e recuperação ambiental

Nanopartículas magnéticas conquistaram novo impulso no Brasil após um estudo conduzido no Programa de Física da PUC-Rio demonstrar métodos de fabricação mais simples e econômicos para esses materiais de escala nanométrica. A pesquisa, liderada pelos cientistas Frederico Vieira Gutierrez e Jefferson Ferraz D. F. Araujo, detalha como partículas de magnetita obtidas entre 40 °C e 80 °C podem favorecer tanto terapias contra o câncer quanto processos de recuperação de ambientes contaminados.

O que são nanopartículas magnéticas e por que se comportam de forma diferente

Nanopartículas magnéticas pertencem a uma classe de materiais cujo tamanho microscópico altera propriedades físicas tradicionais. Quando milhões delas se agrupam, o volume resultante não excede o de um único grão de areia. Nessa dimensão, o fenômeno conhecido como superparamagnetismo passa a dominar: pequenos momentos magnéticos dos átomos alinham-se rapidamente sob um campo externo e perdem o alinhamento tão logo o campo é desativado. Essa resposta reversível reduz a possibilidade de atração permanente entre partículas, tornando-as mais seguras para uso no organismo humano e em ecossistemas frágeis.

A mudança de comportamento magnético em escala tão reduzida é o ponto de partida para diversas inovações. Por meio de ímãs posicionados fora do corpo, pode-se conduzir as nanopartículas até regiões específicas, concentrando-as onde são necessárias e, em seguida, anulando sua magnetização para evitar efeitos colaterais. O mesmo princípio vale para processos de descontaminação: as partículas atraem poluentes dissolvidos e, depois, são recuperadas magneticamente sem deixar resíduos tóxicos.

Nanopartículas magnéticas feitas no Brasil: método simplificado e de baixo custo

O laboratório da PUC-Rio optou por um procedimento de coprecipitação que exige apenas a mistura simultânea de íons de ferro em solução. A simplicidade do protocolo reduz etapas e equipamentos, eliminando barreiras financeiras que impediam a produção em larga escala dentro do país. O estudo ressalta que a produção nacional tende a democratizar o acesso à nanotecnologia, tanto para instituições de saúde pública quanto para iniciativas ambientais regionais.

Segundo os autores, a economia de recursos não compromete o desempenho final. A qualidade magnética das partículas permanece alta nas faixas de temperatura analisadas, e ajustes de processo conseguem adequar as características a diferentes aplicações, sem necessidade de maquinário importado ou reagentes complexos.

Controle de temperatura define composição e propriedades das nanopartículas

O experimento variou a temperatura de síntese entre 40 °C e 80 °C para mapear como esse parâmetro altera composição e magnetismo. Abaixo de 60 °C formou-se magnetita (Fe₃O₄) praticamente pura, com comportamento superparamagnético ideal para aplicações biomédicas, pois combina forte resposta aos campos externos e ausência de magnetização residual. Acima dessa faixa, surgiu uma mescla de magnetita com hematita, um óxido de ferro quimicamente mais estável, embora magneticamente mais fraco.

Esse ajuste fino permite selecionar o material certo para cada tarefa. Em tratamentos oncológicos, a prioridade recai sobre alta suscetibilidade magnética que maximize aquecimento localizado; já em remediação ambiental, estabilidade química prolongada pode ser mais valiosa do que intensidade de magnetismo, garantindo que as partículas resistam a variações de pH e salinidade enquanto adsorvem contaminantes.

Aplicações médicas das nanopartículas magnéticas: da hipertermia ao diagnóstico

Uma das frentes mais promissoras é a hipertermia magnética, técnica em que nanopartículas aquecem seletivamente tumores ao serem excitadas por campos alternados. O calor gerado danifica células malignas sem elevar substancialmente a temperatura de tecidos saudáveis adjacentes. Além disso, as partículas podem atuar como agentes de contraste em exames de imagem, reforçando contornos anatômicos e facilitando a detecção precoce de lesões.

Ensaios conduzidos em parceria com a Fiocruz indicaram baixa toxicidade tanto em células tumorais quanto em células normais. Reduções de viabilidade observadas em concentrações elevadas foram atribuídas à deposição física de partículas, e não a efeitos químicos adversos. Esses resultados sustentam a segurança do material, ao mesmo tempo em que conferem flexibilidade para dosagens adaptadas a cada procedimento clínico.

Nanopartículas magnéticas no combate à poluição de água e solo

O estudo também destaca a utilidade das nanopartículas magnéticas na remoção de contaminantes orgânicos e inorgânicos. Em ambientes aquáticos ou em sedimentos, elas atuam como esponjas microscópicas que capturam substâncias nocivas. Uma vez saturadas, são recolhidas com auxílio de um campo magnético, concentrando o resíduo para descarte controlado e deixando o meio menos poluído.

A adsorção de metais pesados – chumbo, cádmio e mercúrio – recebe ênfase especial. Esses elementos persistem por décadas no ambiente e apresentam alta toxicidade para humanos e fauna. A capacidade das partículas em concentrá-los oferece alternativa de baixo custo para comunidades afetadas por atividades industriais e garimpo. Como o processo não envolve reagentes complexos, pode ser implantado em regiões remotas com infraestrutura mínima.

Baixa toxicidade reforçada por recobrimento com surfactante comum

Para prolongar a estabilidade em suspensão e evitar aglomerações que reduziriam a área de contato, os pesquisadores aplicaram um revestimento de dodecil sulfato de sódio, surfactante amplamente empregado em formulações de limpeza. O tratamento químico manteve as partículas dispersas por mais tempo e, em determinadas amostras, aumentou a magnetização global.

A camada protetora cria ainda uma interface favorável à captura de íons metálicos, ampliando a eficácia na descontaminação. Como o surfactante é barato e disponível no mercado nacional, a estratégia não eleva o custo total de produção, reforçando a viabilidade de uso em políticas públicas de saneamento.

Perspectivas para a nanotecnologia brasileira após o avanço com nanopartículas magnéticas

Com a comprovação de que rotas sintéticas simplificadas alcançam parâmetros exigidos por aplicações médicas e ambientais, o Brasil aproxima-se de uma fase de integração industrial dessas nanopartículas. A produção em território nacional pode reduzir dependência de importações, acelerar ensaios clínicos e viabilizar projetos de reabilitação de áreas contaminadas.

Os autores observam que a manutenção de custos reduzidos e a formação de profissionais especializados serão fatores decisivos para disseminar a tecnologia em hospitais, centros de diagnóstico e estações de tratamento de água. À medida que novos lotes sejam fabricados sob condições controladas de temperatura – abaixo ou acima de 60 °C, conforme a necessidade – espera-se aprimorar protocolos de hipertermia, otimizar contrastes de imagem e estabelecer processos padronizados de remoção de metais pesados em escala municipal.