Biosusceptometria AC: modelos, instrumentações e aplicações

• Processo: 21/09829-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica de Processos e Sistemas
• Pesquisador responsável: José Ricardo de Arruda Miranda
• Beneficiário: José Ricardo de Arruda Miranda
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IBB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Botucatu. Botucatu , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Botucatu
• Assunto(s): Física médica Instrumentação biomédica Biosusceptometria de corrente alternada Bioeletromagnetismo Motilidade Nanopartículas magnéticas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomagnetismo | Biosusceptometria AC | Instrumentação biomédica | Motilidade | Nano partículas magnéticas | física médica

Resumo

A utilização de técnicas não invasivas, de baixo custo e inócuas ao indivíduo proporciona um grande desafio para o estudo do trato gastrintestinal, processos físicos em farmacotécnica e de outros sistemas. Métodos biomagnéticos como a Biosusceptometria AC (BAC) fornecem essas vantagens e incluem a possibilidade de expansão para novos estudos, arranjos instrumentais e diversos modelos biológicos. A consolidação dessa técnica nos últimos anos permitiu a ampliação da abrangência destes estudos para a área farmacêutica, para o estudo de doenças em modelos animais, desenvolvimento de novos sistemas e mais recentemente, para caracterização e detecção de nanopartículas magnéticas em sistemas biológicos. Estas abordagens, inéditas, de imagens de sistemas magnéticos nanoestruturados no trato gastrintestinal, na circulação, rins, fígado e cérebro, proporcionadas pela BAC é outro importante aspecto que pretendemos explorar. Nesse sentido, outra etapa desenvolvida recentemente, com parceria internacional de um grupo do PTB-Berlin, através do professor Frank Wiekhorst, foi o processo de resolução do problema inverso. Por meio de um sinal detectado, buscou-se saber, através de métodos físicos/matemáticos e computacionais, qual a geometria do material que gerou o sinal. A partir dessas manipulações matemáticas e através de simulações em determinados softwares, principalmente Python, foi possível obter uma imagem de maior qualidade e com informação quantitativa sobre o acúmulo de material magnético. Outro ponto que o problema inverso afeta é a melhora do valor da resolução espacial do sistema, influenciando na qualidade da imagem, além de podermos apresentar uma imagem magnética quantitativa, isto é, expressa em quantidade de material magnético. Sintetizando, esse projeto vislumbra uma proposta multidisciplinar que relaciona instrumentação, biofísica, farmacotécnica, detecção e biodistribuição de nanopartículas, contribuindo para subsidiar parâmetros fisiológicos e clínicos, com o propósito de implementar de forma consistente essa técnica biomagnética em diferentes áreas de estudo de sistemas biológicos. (AU)

Publicações científicas

(7)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BURANELLO, LAIS PEREIRA; DE ALBUQUERQUE BIASOTTI, GABRIEL GUSTAVO; PROSPERO, ANDRE GONCALVES; STOPPA, ERICK GUILHERME; SOARES, GUILHERME AUGUSTO; BAFFA, OSWALDO; WIEKHORST, FRANK; DE ARRUDA MIRANDA, JOSE RICARDO. Development and implementation of a tomographic system for the quantitative reconstruction of magnetic microparticles based on AC biosusceptometry sensors. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, v. 579, p. 12-pg., 2023-06-01. (21/09829-4)

SOARES, GUILHERME A.; FARIA, JOAO V. C.; PINTO, LEONARDO A.; PROSPERO, ANDRE G.; PEREIRA, GABRIELE M.; STOPPA, ERICK G.; BURANELLO, LAIS P.; BAKUZIS, ANDRIS F.; BAFFA, OSWALDO; MIRANDA, JOSE R. A.. Long-Term Clearance and Biodistribution of Magnetic Nanoparticles Assessed by AC Biosusceptometry. MATERIALS, v. 15, n. 6, p. 14-pg., 2022-03-01. (19/11277-0, 13/07699-0, 21/09829-4)

DE ALMEIDA, MICHAEL JOSE ABILIO; DE ALBUQUERQUE BIASOTTI, GABRIEL GUSTAVO; SOARES, GUILHERME AUGUSTO; EVERAERT, KATRIJN; WIEKHORST, FRANK; DE ARRUDA MIRANDA, JOSE RICARDO. Development and application of a new computational model of realistic noise related to AC Biosusceptometry. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, v. 596, p. 9-pg., 2024-03-16. (21/09829-4)

WILLMANN, RAFFAEL; ALMEIDA, MICHAEL; STOPPA, ERICK; BARBISAN, LUIS F.; MIRANDA, JOSE R. A.; SOARES, GUILHERME. Evaluation and imaging of biodistribution of magnetic nanoparticles in a model of hepatic cirrhosis via alternating current biosusceptometry. BIOMEDICAL PHYSICS & ENGINEERING EXPRESS, v. 10, n. 6, p. 8-pg., 2024-11-01. (21/09829-4)

SOARES, GUILHERME AUGUSTO; RODRIGUES, GUSTAVO SERAFIM; BURANELLO, LAIS PEREIRA; DE OLIVEIRA, RICARDO BRANDT; MIRANDA, JOSE RICARDO DE ARRUDA. Pharmacomagnetography assessment of the prokinetic effect on metronidazole absorption. Journal of Pharmacy and Pharmacology, v. 75, n. 12, p. 9-pg., 2023-10-13. (21/09829-4)

SOARES, GUILHERME A.; PEREIRA, GABRIELE M.; ROMUALDO, GUILHERME R.; BIASOTTI, GABRIEL G. A.; STOPPA, ERICK G.; BAKUZIS, ANDRIS F.; BAFFA, OSWALDO; BARBISAN, LUIS F.; MIRANDA, JOSE R. A.. Biodistribution Profile of Magnetic Nanoparticles in Cirrhosis-Associated Hepatocarcinogenesis in Rats by AC Biosusceptometry. PHARMACEUTICS, v. 14, n. 9, p. 19-pg., 2022-09-01. (21/06405-9, 19/11277-0, 21/09829-4, 13/07699-0)

SOARES, GUILHERME; PINTO, LEONARDO; LIEBL, MAIK; BIASOTTI, GABRIEL; PROSPERO, ANDRE; STOPPA, ERICK; BAKUZIS, ANDRIS; BAFFA, OSWALDO; WIEKHORST, FRANK; ARRUDA MIRANDA, JOSE RICARDO. Quantitative imaging of magnetic nanoparticles in an unshielded environment using a large AC susceptibility array. JOURNAL OF BIOLOGICAL ENGINEERING, v. 16, n. 1, p. 11-pg., 2022-10-11. (21/09829-4, 19/11277-0, 13/07699-0)