In-vitro αξιολόγηση μαγνητικών νανοσωματιδίων ως φορέων μαγνητικής υπερθερμίας
Creators: name: Μακρίδης, Αντώνιος Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Υπερθερμία
Μαγνητικά
Νανοσωματίδια
Hyperthermia
Nanoparticles
Magnetic

description: Στην παρούσα εργασία επιλέχθηκε η σύνθεση δύο συστημάτων νανοσωματιδίων, φερριτών μαγγανίου και κοβαλτίου με μια εύκολη, χαμηλού κόστους, φιλική προς το περιβάλλον και με υψηλή απόδοση μέθοδο παρασκευής, την συγκαταβύθιση των κατάλληλων αλάτων. Αρχικά έγινε ο δομικός, μορφολογικός και μαγνητικός χαρακτηρισμός των δειγμάτων, ώστε να καθοριστούν οι κρίσιμοι παράγοντες που θα επηρεάσουν το αποτέλεσμα της εφαρμογής της υπερθερμίας (όπως είναι το μέγεθος, η διασπορά, η παραμένουσα μαγνήτιση, το συνεκτικό πεδίο). Η θερμική απόδοση των νανοσωματιδίων μελετήθηκε σε διαφορετικά μέσα διασποράς (νερό, νερό και άγαρ) με διαφορετικές συγκεντρώσεις και διαφορετικές τιμές ιξώδους, με σκοπό την ερμηνεία και την μελέτη της επιρροής των ιδιοτήτων του μέσου στους μηχανισμούς απωλειών (αφηρέμηση κατά Brown και/ή Néel, απώλειες λόγω υστέρησης), στις τιμές των ειδικών απωλειών ισχύος (SLP) και κατά συνέπεια στη μαγνητική υπερθερμία. Το άγαρ, μια πορώδης γέλη με υψηλή τιμή πυκνότητας, χρησιμοποιήθηκε σε διάφορες συγκεντρώσεις (1%, 5%, 10% w/v στο νερό) ως μια προσπάθεια μίμησης της συμπεριφοράς του ανθρώπινου ιστού. Τέλος πραγματοποιήθηκε έγχυση των νανοσωματιδίων σε τρεις διαφορετικές καρκινικές σειρές κυττάρων: δύο ανθρώπινες καρκινικές σειρές κυττάρων (human osteosacoma SaOs-2 και human pancreatic carcinoma Panc-1) και μια υγιή σειρά ποντικού (προ-λιποκύτταρα 3T3-L1). Η θερμική απόδοση των σωματιδίων παράλληλα με την ενδοκυττάρωση και την κυτταροτοξικότητα μελετήθηκαν σε συνάρτηση με τη συγκέντρωση τους (0.25-16.0 mg/mL). Τα αποτελέσματα που αφορούν στην κυτταροτοξικότητα, στην ενίσχυση στην ενδοκυττάρωση σε συνάρτηση με την υψηλή θερμική απόδοση και στις διάφορες τιμές ειδικών απωλειών ισχύος ανοίγουν νέους δρόμους στην επιλογή υλικών για παράγοντες μαγνητικής υπερθερμίας.
description: In this work, manganese and cobalt ferrite nanoparticles were synthesized by a facile, low-cost, environmentally friendly and high yield methodology based on the aqueous coprecipitation of proper salts. Firstly, structural, morphological and magnetic characterizations were performed to determine crucial factors for optimizing their heating potential (such as size, polydispersity, saturation magnetization, coercivity). In order to determine the affection on Specific Loss Power (SLP) and to study the impact of medium properties on heating mechanisms (Brownian and/or Néel relaxation, hysteresis losses) and consequently on AC magnetic hyperthermia, synthesized nanoparticles were dispersed in different mediums with varying concentration and viscosity, namely water and Agarose-gel. Agarose-gel with high viscosity in several concentrations (1%, 5%, 10% w/v in water) was used to mimic human tissue. Eventually, nanoparticles were directly injected in three different cell lines: two human cancer cell lines [human osteosacoma cell line (SaOs-2) and human pancreatic carcinoma cell line (Panc-1)] and one mouse cell line of normal pre-adipocytes (3T3-L1). The heating profile of the particles was studied via its concentration dependence (0.25-16.0 mg/mL) in correlation with their intracellular uptake and cytotoxicity. Our results revealed concentration dependent cytotoxicity profile and uptake efficiency together with variable specific loss power values yet with fast thermal response, opening novel pathways in material selection as hyperthermia agents.