A nanotecnologia envolve a compreensão e manipulação da matéria em escala nanométrica, em que os materiais adquirem propriedades diferentes dos materiais na forma bruta, possibilitando aplicações nas mais diversas áreas e produtos de consumo. porém, as propriedades dos materiais nessa escala de tamanho também podem determinar as interações e efeitos nos organismos vivos. assim, os objetivos deste trabalho foram avaliar a toxicidade de nanopartículas de dióxido de titânio (tio2-nps), nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro (spions) e nanopartículas de poliuretano (pu-nps), usando metodologias in vitro, in vivo, ex vivo e in silico. os resultados obtidos foram divididos em capítulos, de acordo com o sistema nanoestruturado avaliado. o primeiro capítulo desse trabalho mostra os resultados da avaliação dos efeitos in vivo da administração intraperitoneal de tio2-nps em camundongos albinos. observou-se que além da diminuição do ganho de peso, após o tratamento os animais apresentaram aumento significativo no acúmulo de gordura abdominal, inflamação do tecido adiposo e dano ao fígado e estômago. por fim, identificou-se a presença de titânio no baço, fígado e rins dos camundongos. o segundo capítulo teve como objetivo a avaliação in vitro e in vivo de spion-peg350 e spion-peg2000, assim denominadas de acordo com o peso molecular da cadeia de peg ligada as spions. em resumo, as spions aqui avaliadas não induziram toxicidade in vitro, até a máxima concentração de 100 ?g/ml, em três linhagens celulares. ainda, ambas as formulações de nanopartículas foram captadas pelas células, com maior captação e acúmulo de spion-peg2000. a formulação de spion-peg2000 foi também avaliada in vivo, e de acordo com as concentrações e parâmetros avaliados, não induziu toxicidade, apesar do acúmulo em órgãos como baço, fígado, pulmão e coração. o terceiro capítulo trata da avaliação do efeito in vivo e ex vivo de pu-nps. para o estudo in vivo, a administração de três doses de pu-nps foi feita pelas vias oral e intraperitoneal (i.p.), o que resultou em inflamação e prejuízo das funções do fígado nos animais tratados independentemente da via. os estudos ex vivo, usando macrófagos derivados de monócitos primários humanos confirmaram o efeito pró-inflamatório de pu-nps com o aumento significativo de citocinas pró-inflamatórias no meio de cultura celular após tratamento com as partículas. o quarto e último capítulo deste trabalho mostra os resultados obtidos no desenvolvimento de um modelo farmacocinético para avaliação do acúmulo de spion-peg2000 em camundongos e humanos. o modelo desenvolvido para camundongos foi validado com os resultados obtidos experimentalmente, com os camundongos tratados pela via endovenosa com três diferentes concentrações de spion-peg2000. os resultados de distribuição e acúmulo obtidos com o modelo foram similares aos obtidos in vivo, descrevendo um maior acúmulo de spion-peg2000 no baço, fígado e pulmão. com base nos resultados obtidos para camundongos, o mesmo modelo foi desenvolvido para humanos, considerando os parâmetros fisiológicos dessa espécie, sendo os resultados similares aos obtidos para animais, com maior acúmulo estimado para o pulmão, baço e fígado.