Mestrando do IPEN/USP desenvolve formulação matemática com possível aplicação em pesquisas sobre o câncer

Uma formulação matemática destinada a estudar e prever a evolução do tamanho de nanopartículas de ouro, com possível aplicação em pesquisas relacionadas ao câncer. Este foi o resultado da pesquisa de mestrado desenvolvida no Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Nuclear do IPEN/USP, por Matheus dos Santos Farias, em colaboração com a University College London (UCL), no Reino Unido. Uma das perspectivas do trabalho está relacionada a pesquisas biomédicas envolvendo câncer de próstata, especialmente em estudos associados à nanobraquiterapia.

Reunindo conhecimentos de matemática, física, química, nanotecnologia e computação, Matheus desenvolveu o Modelo Padrão Farias (MPF), uma formulação matemática criada para representar a evolução temporal do diâmetro das nanopartículas. Implementado em Python, o modelo permite realizar simulações e testar diferentes condições de formação das partículas. A ferramenta também possibilita gerar representações relacionadas a técnicas de caracterização como a microscopia eletrônica de transmissão e o espalhamento dinâmico de luz, além de estimativas relacionadas à distribuição e à quantidade de nanopartículas.

São obtidas imagens das nanopartículas em escala extremamente pequena e fornecidas informações relacionadas à distribuição de tamanho das partículas em suspensão. No trabalho, essas análises são abordadas por meio de ferramentas de caracterização virtual, com geração de imagens sintéticas, distribuições de tamanho e outras representações.

As simulações funcionam como ferramenta complementar às atividades experimentais e podem ser utilizadas para testar diferentes condições e auxiliar no planejamento e na análise das pesquisas. A proposta não substitui os experimentos científicos nem os equipamentos utilizados para a caracterização.

Possíveis aplicações na área da saúde

Nanopartículas de ouro podem ser estudadas para aplicações relacionadas à entrega ou à concentração de radioatividade em regiões de interesse. Trata-se de uma perspectiva de pesquisa, e não de um tratamento clínico atualmente disponível. Eventuais aplicações médicas dependem de pesquisas experimentais, validações e estudos de segurança.

A atuação científica de Matheus está inserida na grande área da Física Nuclear, com ênfase em sistemas dinâmicos, especialmente teoria do caos, além de modelagem matemática, biomatemática e física aplicada à saúde. Seus trabalhos atuais estão concentrados principalmente nas áreas de radioterapia e medicina nuclear. O trabalho conta com financiamento de bolsa CNEN .

O trabalho resultou em um pedido de patente no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI),  relacionado ao controle preditivo da síntese de nanopartículas metálicas.