Desenvolvimento e caracterização de nanopartículas de maghemita (yFe203) aplicadas ao tratamento de hipertermia magnética

A nanotecnologia tem desempenhado um importante papel na sociedade, no que tange a criação de nanopartículas com propriedades multifuncionais voltadas para as diversas aplicações biomédicas, tais como as nanopartículas magnéticas. Estas permitem novas oportunidades como agentes de contraste para imagem em ressonância magnética, liberação específica de fármacos através de campo magnético e tratamento de tumores via hipertermia, temática dessa pesquisa. Nesse contexto, as nanopartículas (NPs) mais empregadas são a magnetita (Fe3O4) e a maghemita (γ­Fe2O3) devido a sua baixa citotoxicidade, alta biocompatibilidade com o organismo e propriedades magnéticas requeridas para a hipertermia magnética. Nesta tese foram sintetizadas NPs através do método de co­precipitação com revestimento de Polietilenoglicol. Variou­se a temperatura do meio reacional e a quantidade de revestimento empregado. Visando um maior controle e estabilidade das NPs em solução, foram adicionadas quantidades variáveis de ágar no meio reacional. As técnicas de DRX, NTA, TGA, Refinamento Rietveld, MET, FTIR, Espectroscopia Mössbauer, Potencial Zeta, Curvas ZFC/FC, Histeresimetro e Indutor Magnético foram utilizadas para caracterizar as amostras sintetizadas e avaliar sua viabilidade para aplicação na técnica de hipertermia magnética. As NPs sintetizadas apresentaram diâmetros médios na faixa entre 12 e 13 nm para sínteses realizadas a temperatura ambiente e entre 16 e 18 nm para sínteses realizadas a 80 °C. Observou­se que a presença do ágar durante a síntese não comprometeu a estrutura cristalina das NPs. A presença de oxigênio no meio reacional possibilitou a formação da fase maghemita (γ­Fe3O2) pura com propriedades adequadas para hipertermia. As NPs apresentaram boa estabilidade em suspensão coloidal, valores satisfatórios de magnetização de saturação (Ms) e SAR. Visando demonstrar sua aplicabilidade em um tratamento individualizado e personalizado, o modelo MPHMTP (Multi Phase Heat and Mass Transter Program) foi aplicado a uma condição de tratamento hipotético, após sua calibração com os resultados do ensaio de indução magnética. Os resultados do modelo indicam que os efeitos de dosagem e perfusão sanguínea podem ser previstos de forma precisa pelo modelo.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorNanotechnology has played an important role in society, as regards the creation of nanoparticles with multifunctional properties used for various biomedical applications, such as magnetic nanoparticles. These allow new opportunities as contrast agents for magnetic resonance image, specific drug delivery through the magnetic field and via the hyperthermia treatment of tumors subject of this research. In this context, the most used nanoparticle is magnetite (Fe3O4) and maghimite (γ­Fe2O3) due to its low cytotoxicity, high biocompatibility with the body and the attractive opportunities in biomedicine. In this context, the most commonly used nanoparticles (NPs) are magnetite (Fe3O4) and maghemite (γ­Fe2O3) due to their low cytotoxicity, high biocompatibility with the organism and magnetic properties required for magnetic hyperthermia. In this thesis NPs were synthesized by the polyethylene glycol co­precipitation method. The temperature of the reaction medium and the amount of coating employed were varied. For greater control and stability of the NPs in solution, varying amounts of agar were added to the reaction medium. The XRD, NTA, TGA, Rietveld Refining, MET, FTIR, Mössbauer Spectroscopy, Zeta Potential, ZFC/FC Curves, Hysteresimeter and Magnetic Inductor techniques were used to characterize the synthesized samples and evaluate their viability for application in the magnetic hyperthermia technique. The synthesized NPs presented average diameters in the range between 12 and 13 nm for syntheses performed at room temperature and between 16 and 18 nm for syntheses performed at 80 ° C. It was observed that the presence of agar during synthesis did not compromise the crystalline structure of the NPs. The presence of oxygen in the reaction medium allowed the formation of the pure maghemite phase (γ­Fe3O2) with properties suitable for hyperthermia. The NPs presented good colloidal suspension stability, satisfactory saturation magnetization (Ms) and SAR values. In order to demonstrate its applicability in an individualized and personalized treatment, the Multi Phase Heat and Mass Transter Program (MPHMTP) model was applied to a hypothetical treatment condition after its calibration with the results of the magnetic induction test. The model results indicate that the effects of dosing and blood perfusion can be accurately predicted by the model.157 p