Problema inverso aplicado em imagens de Biosusceptometria AC de nanopartículas magnéticas

• Processo: 19/23707-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica de Processos e Sistemas
• Pesquisador responsável: José Ricardo de Arruda Miranda
• Beneficiário: Marcelo Dante Tacconi Alvarez
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IBB). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Botucatu. Botucatu , SP, Brasil
• Assunto(s): Nanomedicina Física médica Bioeletromagnetismo Nanopartículas magnéticas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomagnetismo | Biosusceptometria AC | Instrumentação Médica | Nanomedicina | nanopartículas magnéticas | Problema Inverso Magnético | física médica

Resumo

As nanopartículas magnéticas (MNPs) têm sido amplamente propostas para diversos fins na área médica. Devido à sua alta versatilidade, seja no tamanho reduzido a nanômetros ou na sua composição e revestimento, as nanopartículas magnéticas possuem potencial teranóstico (diagnóstico e tratamento utilizando uma mesma MNP). A fim de se detectar essas MNPs em ambientes biológicos, são utilizadas técnicas como a ressonância magnética (MRI), imageamento de partícula magnética (MPI) e dispositivos supercondutores de interferência quântica (SQUIDs). No entanto, tais equipamentos possuem desvantagens e restrições quanto ao seu uso. Sendo assim, a técnica de Biosusceptometria AC (BAC) surge com grande potencial para detecção de MNPs em tempo real in vivo, permitindo diversos estudos nessa área. A BAC possui alta versatilidade por ser portátil, de fácil manejo, baixíssimo custo e dispensar o uso de ambiente controlado. Dessa forma, a proposta desse trabalho é caracterizar o sistema BAC em relação a diferentes MNPs disponíveis no mercado, e sintetizadas por nosso grupo, através de experimentos e simulações computacionais, construção de fantomas e técnicas matemáticas. Assim, obtendo essas informações sobre o sistema, ainda será possível aumentar sua aplicabilidade, resolvendo o problema inverso referente à esse sistema, o que permitirá além de detectar, quantificar as MNPs. Neste presente projeto, pela primeira vez, essa quantificação será realizada utilizando imagens obtidas de fantomas específicos (com possibilidade de medidas quantitativas em profundidade), porém futuramente poderão ser realizadas in vivo. Com isso, a BAC poderá ser elevada a nível de outras técnicas consideradas de alto padrão e com grande potencial de serem empregadas no mercado e na clínica médica como a magnetorelaxometria e o sistema MPI.