Magnetohipertermia aplicada a nanopartículas com estrutura tipo garnet: estudo da funcionalização e encapsulamento em polímeros termorrígidos.

Abstract

O câncer frequentemente é alvo de atenção na comunidade científica devido ao seu risco para a população. Este é descrito pelo crescimento desordenado de células que, ao se aglomerarem, formam tumores. Dessa forma, alguns procedimentos clínicos têm sido desenvolvidos para a terapia do câncer nesse último século. O desenvolvimento da técnica de hipertermia alavancou a possibilidade de um tratamento adicional. Na hipertermia, nanopartículas são introduzidas no tumor e aquecidas por indução através de um campo magnético variável em temperatura moderada (~ 42 °C). As nanopartículas de Y3Fe5-xAlxO12 são conhecidas por suas propriedades físicas interessantes, como alta magnetização de saturação e temperatura de Curie controlável. Entretanto, tais partículas possuem alta citotoxicidade, sendo necessárias técnicas de encapsulamento que imputem a estas propriedades biocompatíveis. Portanto, o foco desse projeto é desenvolver materiais compostos por nanopartículas magnéticas e encapsulamento em matriz epoxídica (DGEBA). O sistema foi caracterizado por DRX, FT-IR, FEG-SEM, curva de histerese magnética, ZFC/FC e curva de Magnetização vs. Temperatura. A obtenção da fase cristalina foi possível por meio de um tratamento térmico, algumas fases secundárias foram observadas. O tamanho de cristalito calculado foi de 32,45 nm e os parâmetros de rede encontrados variaram de 1,22-1,25 nm. A funcionalização e o encapsulamento foram confirmados com a técnica FT-IR, e por meio da microscopia observou-se nanopartículas com tendência a geometria circular e aglomerados. Na análise das propriedades magnéticas observou-se que o material é levemente ferromagnético, com magnetização de saturação igual a 10,6 emu/g a temperatura ambiente, e temperatura de Curie de, aproximadamente, 482 K.

Frequently, cancer disease is one of the mains topics in the scientific community due to its risk to the population. It is described by a cell abnormal growth that forms an agglomeration and results in tumors. Some clinical procedures have been developed to treat cancer in the last century. Magnetohyperthermia is an in-development technique to treat cancer when this procedure is aligned with other techniques, the potential for cure is increased. In hyperthermia, nanoparticles are introduced in the tumor and heat by induction using an alternating magnetic field to reach 42 ºC of temperature. The YAIG nanoparticles are known by their interesting physical properties, like high saturation magnetization, controllable Curie Temperature. However, these particles have high cytotoxicity, being necessary coating techniques to make them biocompatible. Therefore, this project's focus is to synthesize materials compounded by magnetic nanoparticles and epoxydic coating (DGEBA). The DGEBA was chosen due to its properties that help to transport the nanoparticles until the tumoral region. The system was characterized by XRD, FT-IR, FEG-SEM, and magnetic hysteresis, ZFC/FC, Magnetization vs. Temperature curves. The crystalline phase was obtained after heat treatment, and some secondary phases were identified. The crystallite size measured was 32±5 nm and the lattice constant is between 1.22-1.25 nm. The functionalization and coating were confirmed by FT-IR. Through microscopy, it was noticed circle nanoparticles and agglomeration. In the magnetic analysis, the material showed to be slightly ferromagnetic, the saturation magnetization was 10.6 emu/g at room temperature, and the Curie Temperature is, nearly, 482 K.