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Um dia histórico no IPT

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Instituto empossa nova diretoria, inaugura Laboratório de Bionanomanufatura e mostra equipamentos e serviços de alta tecnologia

Um dia histórico no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT): na segunda-feira, 27 de agosto, o órgão fundado em 1899 e ligado à Secretaria Estadual de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia (SDECT) empossou sua nova diretoria, apresentou o primeiro Laboratório de Bionanomanufatura da América Latina e mais dois serviços pioneiros na pesquisa e suporte à tecnologia renováveis – o simulador solar e o forno de solidificação direcional de silício.

Instalado na Cidade Universitária, o Laboratório de Bionanomanufatura recebeu investimento de R$ 46 milhões. O prédio ocupa 8 mil metros quadrados de área e concentrará processos de biotecnologia, micromanufatura de equipamentos e metrologia. A meta do IPT com os novos serviços é auxiliar empresas de todos os portes com soluções tecnológicas capazes de reduzir o uso da energia, desenvolver novas matérias-primas e preservar o meio ambiente, sem abdicar da competitividade.

As aplicações do Laboratório contemplam tanto as áreas médicas quanto as de segmentos industriais distintos – petróleo e gás, medicamentos, têxtil, cosméticos, química, cerâmicas, siderurgia, papel e celulose, combustíveis e construção civil. Suas pesquisas serão bancadas por três fontes de recursos igualmente divididos: a Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), a empresa privada interessada e subvenção governamental.

Simulador solar

Já funcionando no Laboratório de Instalações Prediais e Saneamento, o simulador reproduz a incidência dos raios solares na superfície terrestre. Seu primeiro uso será o de medir a captação de luz e a eficiência energética de coletores solares em sistemas de aquecimento de água. Permitirá, em linhas gerais, obter, em duas horas, respostas que demandariam até dois meses no telhado de uma residência.

A nova instalação teve investimento de R$ 3,5 milhões, sendo 90% do Governo paulista e 10% provenientes do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). O conjunto de luzes e refletores especiais foi importado da Alemanha. O restante, incluindo o projeto e adaptação das instalações, foi desenvolvido internamente pela equipe do pesquisador Douglas Messina, responsável pelo projeto desde a sua concepção, em 2008.

Segundo o pesquisador, o aumento na eficiência da captação solar diminui o consumo de energia elétrica nos sistemas de apoio aos aquecedores. Irá favorecer o desenvolvimento de produtos mais sustentáveis do ponto de vista ambiental.

O simulador contribuirá também em testes com sistemas fotovoltaicos para gerar energia e analisar equipamentos submetidos à influência da luz solar. A construção civil é o primeiro setor da economia nacional atendido, considerando aplicações residenciais, comerciais e industriais. Segundo Douglas, há tendência mundial de crescimento de dispositivos coletores, inclusive no setor industrial, não só para aquecer água, mas também para gerar vapor.

O sistema tem potência de 50 kVA e pode ser colocado em qualquer plano entre zero e 90 graus para reproduzir quaisquer situações de estudo. Opera por meio de software e hardware exclusivos e dispõe de instrumentação específica para gerenciar a vida útil das lâmpadas.

Forno para silício

O forno de cristalização de Silício Grau Solar (SiGS) do IPT é o primeiro a entrar em operação na América Latina. Foi montado para contribuir com o processo de purificação do elemento químico. Sua instalação deu início no Brasil a um modelo alternativo para produzir a matéria-prima, a qual é utilizada na fabricação de coletores solares fotovoltaicos destinados à gerar eletricidade.

O projeto é coordenado pelo pesquisador João Batista Ferreira Neto, do Laboratório de Metalurgia e Materiais Cerâmicos. O equipamento foi adquirido da Alemanha por R$ 1,43 milhão. O recurso integra projeto de R$ 12,5 milhões, sendo R$ 11,6 milhões bancados pelo Fundo Tecnológico (Funtec), do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES). Os R$ 900 mil restantes foram financiados pela Companhia Ferroligas Minas Gerais (Minasligas) empresa parceira.

A Minasligas pretende produzir silício em escala industrial. Atualmente, no Brasil, o material é exportado e a demanda nacional pelo insumo ainda é incipiente. Segundo João Batista, o projeto tem grande potencial para gerar novos negócios, por dois motivos. O primeiro é o fato de o Brasil ser um dos maiores produtores mundiais de Silício Grau Metalúrgico (SiGM) – e há disponibilidade de matéria-prima para a produção do grau solar. O segundo fator é o crescimento anual de 30% desse mercado mundial.

O silício é usado para produzir ligas metálicas, preparar silicones e na indústria cerâmica. É material semicondutor abundante no planeta, com aplicações nas indústrias eletrônica e microeletrônica. É material básico para produzir transistores para chips, células solares e em diversas variedades de circuitos eletrônicos.

Com o forno, será possível produzir no IPT lingotes de silício que, em seguida, são cortados, proporcionando as lâminas que compõem as placas fotovoltaicas. “Isso permite avaliar o desempenho do material produzido”, afirma João Batista, explicando que essa avaliação é complementar à análise química do silício.

Com o forno em operação, a próxima fase do projeto será avaliar a qualidade do silício produzido para ajustar o processo de purificação. No mercado internacional, o preço do insumo varia de acordo com seu grau de pureza. O quilo do SiGS tem preço de US$ 50, enquanto o grau metalúrgico vale hoje US$ 1,5 por quilo. Isso significa que a nova atividade em gestação no IPT permitirá agregar valor à indústria desse material, que poderá crescer em importância econômica.

Novo diretor

Fernando Landgraf é o novo diretor-presidente do IPT. Livre-docente pela Escola Politécnica da USP, é pesquisador especializado na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica. Desde julho de 2009 respondia pela diretoria de inovação do Instituto.

Após ser empossado, Landgraf disse que o principal objetivo de sua gestão será apresentar resultados dos investimentos de R$ 150 milhões na modernização do IPT, realizados na gestão de seu antecessor, João Fernando Gomes de Oliveira.

“A meta é aumentar a relevância e o impacto do Instituto para a indústria e a sociedade paulista e brasileira. Pretendemos criar uma metodologia para o IPT medir seu impacto, seguindo o modelo de instituições internacionais de alta credibilidade tal qual o Massachusetts Institute of Technology (MIT), dos Estados Unidos”, destacou.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 29/08/2012. (PDF)

A fada do dente

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Pesquisa da USP amplia conhecimento sobre o autismo e auxilia teste com novas drogas

Pesquisa do Laboratório de Células-Tronco da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia (FMVZ/USP) abre novas luzes na compreensão dos fenômenos biológicos que envolvem o Transtorno do Espectro Autista (TEA). Iniciado em 2008, o projeto A Fada do Dente coleta, estuda e armazena dentes de leite de pacientes autistas. É realizado em conjunto com a Universidade da Califórnia (UCSD), de San Diego (Estados Unidos).

O objetivo é aprofundar conhecimentos biológicos e genéticos sobre os transtornos do espectro autista reconhecidos pela Organização Mundial da Saúde (OMS). De modo geral, a doença é caracterizada pelas dificuldades de comunicação, de interação social e de alterações comportamentais, como, por exemplo, a estereotipia (repetição de gestos e movimentos). Nos Estados Unidos, a incidência é de um caso a cada 88 nascimentos, e acomete cinco vezes mais meninos do que meninas. No Brasil, não há estatísticas oficiais, mas estima-se que os números sejam próximos dos norte-americanos.

Um dos grandes desafios do autismo é a dificuldade no diagnóstico, que é apenas clínico. Não há um marcador biológico (genético) exclusivo para a doença. Atualmente, é impossível prevenir sua incidência. Além disso, a confirmação de um caso depende de avaliação conjunta de equipe multiprofissional especializada no tratamento, incluindo fonoaudiólogo, médico, psiquiatra, neuropsicólogo, etc.

Máquina do tempo

O trabalho na FMVZ-USP é inédito no País. Abre possibilidades para testar novas drogas para combater a doença, descrita pela primeira vez em 1943, pelo psiquiatra Leo Kanner. Para haver avanços no tratamento e prevenção, a ciência precisa descobrir exatamente quais genes estão diretamente envolvidos com a doença – o espectro da incidência genética é muito variado – e em quais situações são ativados.

A dupla de biólogos Patrícia Beltrão Braga e Alysson Muotri partiu da similaridade entre os quadros clínicos de pacientes e lançou mão da técnica de reprogramação celular. O método consiste em extrair e analisar a polpa do dente de autistas, material orgânico que contém células-tronco. Depois, no laboratório, promover uma “volta ao passado” do tecido celular por um processo de diferenciação da célula até uma célula embrionária.

A partir daí, essas células são novamente diferenciadas e produzem células encontradas nos tecidos cerebrais, os neurônios. É nessas células que a ciência centraliza esforços para saber mais sobre o autismo.

Líder do projeto no Brasil, a pesquisadora Patrícia Beltrão Braga recebeu financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp) para realizar o primeiro projeto de reprogramação celular. Nele, usou apenas dentes de crianças sem autismo para aprimorar a técnica. Pretende, agora, solicitar novo financiamento, para bancar pesquisa somente com dentes de leite de autistas.

Novas possibilidades

Não invasiva, a técnica da FMVZ-USP amplia o universo tradicional da pesquisa. Complementa, por exemplo, mutirões de coleta de sangue de pacientes e de seus pais feitos nos Estados Unidos para descobrir mais sobre a doença. Favorece também a comparação, em laboratório, de tecidos cerebrais de cadáveres com os neurônios de autistas, considerando que estes seguem vivos e têm histórico de vida conhecido. Melhoram, assim, a abordagem do trabalho.

De natureza multidisciplinar e internacional, a pesquisa teve também a colaboração do psiquiatra Marcos Mercadante, falecido em 2011. Envolve mais os biólogos Graciela Pignatari e Fabiele Russo, a farmacêutica Isabella Fernandes e também médicos psiquiatras, psicólogos, dentistas, neuropsicólogos, entre outros especialistas.

Etapa intermediária

Nas crianças, a substituição da dentição de leite para a definitiva ocorre em média entre os seis e os dez anos de idade. O projeto da USP consiste em comparar a polpa de dentes de autistas com a de não portadoras da doença. Para explicar o processo, a cientista Graciela Pignatari traça um paralelo com o desenvolvimento de uma árvore.

“Imagine a célula embrionária como se fosse uma semente. A muda seria a etapa intermediária no seu desenvolvimento, e a árvore, o organismo adulto. Assim, dentro do dente de leite do autista há células-tronco, que ainda não sofreram transformação definitiva. Por estar no meio do “caminho”, é possível estudar diversos aspectos”, explica Graciela.

Inspiração oriental

A ideia foi concebida a partir de pesquisa de 2006 do cientista Shinya Yamanaka. Ele propôs experiência semelhante com a pele humana, tecido terminalmente diferenciado, que já concluiu o último estágio da transformação. “Na USP, pegamos um atalho. Fazemos a reprogramação celular no meio do processo. E avançamos mais rápido nos resultados”, observa Patrícia.

Outra novidade: a pesquisa original exige ida do paciente ao laboratório para que seja colhida amostra de sua pele por meio de procedimento doloroso. Já na técnica da USP, a coleta é indolor, dispensa viagens e reaproveita dentes que cairão espontaneamente.

Instruções para remessa

Pais de autistas interessados em colaborar podem encaminhar o dente pelo correio, em caixa de isopor especial cedida pela USP. Pode ser de qualquer tipo: molar, canino, pré-molar, etc. O acervo atual conta com 50 amostras. O passo inicial é enviar e-mail para projetoafadadodente@yahoo.com.br. Na mensagem, precisa solicitar o kit de acondicionamento desenvolvido na USP. Receberá, então, gratuitamente, em sua residência, o material de coleta, contendo o termo de doação, o telefone de contato do pesquisador responsável e as instruções para remessa.

O envio, com o documento assinado, deve ser feito em no máximo 48 horas após a queda. A única despesa para a família do doador será pagar a postagem do Sedex no correio. O ideal é pedir o kit quando o dente começar a amolecer, para haver tempo hábil de remessa e devolução do material coletado.

Depois de receber o kit, basta colocar o frasco com o líquido rosa na geladeira e o gelo reciclável no congelador. Quando o dente cair, a recomendação é colocá-lo rapidamente no frasco, guardá-lo na geladeira e ligar para o pesquisador para orientar a coleta. Estes cuidados aumentam as chances de manter as células-tronco vivas – e permitirão, assim, a extração das mesmas no laboratório.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página II do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 15/08/2012. (PDF)

Como a Ciência entra pela boca

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Pesquisa desenvolvida com apoio da Fapesp chega à produção de um tipo de pino que representa avanço na área dentária

Cientistas do Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CMDMC), da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp), ajudaram a empresa paranaense Angelus a produzir um pino odontológico inovador. Trata-se de um composto translúcido, com propriedades inéditas, como impedir contaminações e “endurecer” cimentos e resinas em menos de 10 segundos.

O pino odontológico é um composto vitrocerâmico. Surgiu como desdobramento da tese de doutorado do químico-físico Valdemir dos Santos, defendida em 2011 na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). Neste trabalho, iniciado em 2007, e ao longo de sua vida acadêmica, o pesquisador foi orientado pelo professor Élson Longo, docente do Instituto de Química (IQ), da Unesp, e diretor do CMDMC, um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid) da Fapesp.

Atualmente, Valdemir é pesquisador júnior da Angelus. E seu trabalho conjunto com os cientistas do CMDMC permitiu também a criação de uma embalagem “inteligente” para o pino, com propriedades antimicrobianas. A parceria rendeu patentes no Brasil e exterior.

Hoje, o pino odontológico é carro-chefe de vendas da empresa e tem preço equivalente aos materiais convencionais. A caixa com cinco unidades do produto custa, em média, R$ 80. O conjunto pode ser encontrado em revendedores nacionais de material odontológico e em mais 80 países para onde é exportado.

Resistente e biocompatível

O pino é material de uso comum na odontologia. Sua função primordial é oferecer resistência mecânica, atuar como “alicerce” na estrutura dental para sustentar outro material, como obturação ou implante. Tem também por finalidade reter material restaurador definitivo ou seu núcleo de preenchimento, e o ideal é que não seja nem mais mole nem mais duro que o dente.

Na versão convencional, o pino é produzido à base de metal (aço inox, zircônio ou titânio) e pode trazer problemas colaterais, como oxidar, esquentar e sofrer corrosão. Já o desenvolvido no CMDMC é mais resistente, biocompatível e tem como diferencial a luminescência – capacidade de ser “atravessado” pela luz. Tem na composição 80% de fibra de vidro e 20% de resina epóxi, além de ser revestido com nanopartículas de prata e de molibdatos de cálcio e de sódio.

Depois da colocação do pino, o dentista usa o raio ultravioleta (luz azul) para endurecer o cimento. Neste processo, é liberado molibdênio, metal essencial no metabolismo de micro-organismos, como fungos e bactérias. A passagem da luz tem duas finalidades: endurecer cimento ou resina e atrair os micróbios, envenenados pela prata e eliminados em menos de 10 segundos. “A cura do dente vem com a luz”, explica Valdemir.

O pesquisador cita também outros aspectos positivos da tecnologia multifuncional para dentistas e clientes. Por ser antigerme, o pino odontológico previne retrabalhos no consultório causados por contaminações. E para o paciente, o processo fica mais rápido. Há menos intervenções em sua boca, muitas delas dolorosas, como tratamento de canal, obturação, implantes, etc.

Armadilha invisível

O desenvolvimento da “nanoarmadilha” teve a colaboração do químico Diogo Volanti, professor colaborador do IQ-Unesp. Sob a supervisão do professor Élson Longo, foi desenvolvida a morfologia ideal para a estrutura dos nanocomponentes, como os molibdatos incorporados na composição do pino odontológico – os testes foram feitos nos fornos micro-ondas adaptados do instituto.

Satisfeito com o resultado, Élson Longo destaca as novas possibilidades de síntese de materiais abertas a partir da pesquisa com sistemas de fotoluminescência, fruto de décadas de trabalho coletivo. Ele enfatiza o envolvimento de duas dezenas de profissionais e cientistas para solucionar desafios de biologia, microscopia, micro-ondas, composição química, física, materiais, luminescência, odontologia, entre outros.

Diogo faz eco às palavras do professor Élson Longo. Para a dupla de pesquisadores, as universidades públicas cumprem seu papel na área da pesquisa e “seguem abertas à indústria e à sociedade, para inovar sempre, apostando na ciência brasileira como fator chave para o desenvolvimento do País”.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 07/08/2012. (PDF)