Modificação de rota verde para síntese de nanopartículas superparamagnéticas de magnetita visando aumentar as propriedades magnetotérmicas para tratamento de câncer

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Lino, Maria Eduarda Souza Dias
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: cancer; câncer; hipertermia magnética; magnetic hyperthermia; magnetic nanoparticles; magnetita; magnetite; nanopartículas magnéticas; síntese; synthesis
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-06102022-081831/

A ampla utilização de óxidos de ferro em medicina é associada à técnica de hipertermia magnética em cânceres, através da aplicação do nanomaterial na região tumoral e utilizando energia térmica advinda de um campo magnético alternado que permite a destruição apenas das células cancerosas. Este trabalho tem como objetivos principais a obtenção e a caracterização de nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas de magnetita em meio aquoso através de uma rota considerada ambientalmente amigável. A síntese é baseada na geração in situ de íons Fe2+ através da redução controlada de íons Fe3+ na presença de íons sulfito. Sistematicamente, a metodologia conduz a obtenção de nanopartículas de magnetita com tamanho médio de 12±2 nm e estreita distribuição de tamanhos. Embora o tamanho se enquadre no regime superparamagnético desejado, a literatura atual sugere que nanopartículas na faixa de tamanho de 20-25 nm apresentam maior intensidade das suas propriedades hipertérmicas. Nesta faixa, as nanopartículas estão próximas ao limite crítico entre mono e multidomínios magnéticos intensificando processos de relaxação de Néel que refletem positivamente na eficiência de energia magnética em térmica. Uma avaliação de diversos parâmetros de síntese foi realizada neste trabalho como: ordem de adição dos reagentes, tipo e tempo de agitação (mecânica ou magnética), ajuste no tempo de injeção do complexo no meio alcalino e acidez inicial do meio. O estudo permitiu ampliar o conhecimento da rota de síntese e identificar fatores que governam as etapas de hidrólise e condensação e podem ser ajustados para permitir aumentar o tamanho médio das nanopartículas. As diferentes etapas e produtos foram caracterizados por difratometria de raios X, espectroscopia infravermelho com transformada de Fourier e microscopia eletrônica de transmissão. Algumas amostras também foram analisadas por espalhamento de luz dinâmico (potencial zeta e tamanho hidrodinâmico) e medidas de hipertermia magnética. Nossos resultados mostraram que o complexo ferro-sultifo deve ser previamente formado e estar na cor amarela antes da adição no meio alcalino ou da adição de base. A cor amarela identifica que o processo redox Fe3+ → Fe2+ foi completado. O tipo de agitação magnética não interfere no produto da reação, mas deve ser usada apenas na etapa inicial de nucleação para evitar oxidação das nanopartículas durante o período de envelhecimento (24h/90°C). Adicionalmente, múltiplas injeções do complexo no meio de reação durante o período de envelhecimento resultaram em elevada polidispersão devido aos processos de nucleação e crescimento simultâneos durante a síntese. Embora não se tenha conseguido aumentar o tamanho médio das nanopartículas, uma amostra sintetizada diluindo previamente o complexo em água com adição controlada da base se mostrou bastante promissora neste sentido. As partículas apresentaram tamanho da ordem de 30 nm, mas com diferentes formas, alta polidispersão e formação de goethita juntamente à fase magnetita. Este efeito foi atribuído a baixa acidez inicial do meio devido à diluição e os parâmetros devem ser ajustados em estudos futuros, permitindo aumentar o tamanho das nanopartículas de forma controlada, sua estabilidade coloidal e intensificar os valores de magnetohipertermia.