Επίδραση κολλοειδών παραμέτρων στη μαγνητική υπερθερμία

 
δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
κοινοποιήστε το τεκμήριο




2016 (EL)
Επίδραση κολλοειδών παραμέτρων στη μαγνητική υπερθερμία

Ορφανός, Αλέξανδρος

Η μαγνητική υπερθερμία αποτελεί μια μέθοδο θεραπείας του καρκίνου. Η τεχνική βασίζεται στο γεγονός ότι, όταν μαγνητικά νανοσωματίδια υποβάλλονται σε εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, κατά τον συνεχή αναπροσανατολισμό τους, παράγουν θερμότητα. Τη θερμότητα αυτή την εναποθέτουν σε καρκινικά κύτταρα και στόχους, όπου είναι προσκολλημένα. Αν ποσότητα θερμότητας είναι αρκετή για να αυξήσει την θερμοκρασία του καρκινικού κυττάρου σε επιθυμητά επίπεδα (41ο C – 45ο C ) μπορεί να επιτευχθεί βλάβη στις λειτουργίες του κυττάρου μέχρι και να επέλθει κυτταρικός θάνατος. Στη συγκεκριμένη εργασία μελετάται η θερμική απόκριση του διαλύματος των μαγνητικών νανοσωματιδίων για διάφορες τιμές της συγκέντρωσης του διαλύματος. Η διαλυμένη ουσία με την οποία μελετάμε τις θερμικές απώλειες είναι η αγαρόζη. Τα αρχικά νανοσωματίδια μαγνητίτη παρασκευάστηκαν με τη μέθοδο της χημικής συγκαταβύθισης, ενώ ελέγχθηκε η επίδραση της έντασης του μαγνητικού πεδίου αλλά και της περιεκτικότητας του διαλύματος σε αγαρόζη (1,0 – 50 mg/ml). Με τη βοήθεια της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης αναδεικνύεται ο επιτυχής σχηματισμός συστοιχιών των νανοσωματιδίων σε συγκεκριμένες τιμές έντασης του μαγνητικού πεδίου αλλά και περιεκτικότητας σε αγαρόζη. Η θερμική απόκριση των νανοσωματιδίων εξαρτάται από ένα μεγάλο αριθμό παραμέτρων, όπως τις εγγενείς ιδιότητες των νανοσωματιδίων (π.χ. μέγεθος, μαγνήτιση), τις παραμέτρους του μέσου διασποράς στο οποίο εισάγονται (π.χ. ιξώδες, σταθερότητα) του διαλύματος και τα χαρακτηριστικά πεδίου (πλάτος, συχνότητα). Χρησιμοποιήθηκαν δύο δείγματα σφαιρικών νανοσωματιδίων με διαμέτρους 10nm και 40nm. Ο υπολογισμός των θερμικών απωλειών των δύο δειγμάτων, για μεταβαλλόμενη τιμή της συγκέντρωσης της αγαρόζης, έγιναν με την βοήθεια δύο πειραματικών διατάξεων πηνίου όπου για την μία είχε τιμή μαγνητικού πεδίου 0,03Τ και συχνότητα πεδίου 210 kHz και η άλλη 0,03Τ και 765 kHz. Για το δείγμα νανοσωματιδίων των 10nm χρησιμοποιήσαμε την πειραματική διάταξη των 210 kHz, ενώ για τα νανοσωματίδια των 40nm χρησιμοποιήσαμε και τις δύο διατάξεις. Έπειτα μέσω της βιβλιογραφίας έγινε αντιστοίχηση των τιμών του ιξώδους για τιμές της συγκέντρωσης των διαλυμάτων αγαρόζης, όπου βρίσκονται τα νανοσωματίδια. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε ο θεωρητικός υπολογισμός και η σύγκριση των τιμών αυτών με τις πειραματικές για τις θερμικές απώλειες με την βοήθεια των μοντέλων Rosensweig και Carrey για τα νανοσωματίδια μεγέθους 10nm και με την βοήθεια του μοντέλου Mehdaoui-Usov για τα νανοσωματίδια των 40nm. Επίσης η σύγκριση των θεωρητικών τιμών των θερμικών απωλειών έγινε και με τη χρήση προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων του Comsol Multiphysics, όπου σε αυτό το πρόγραμμα μοντελοποιήθηκε η πειραματική διάταξη των 210kΗz και μεταβάλλοντας τις τιμές του ιξώδους του διαλύματος και του μεγέθους των νανοσωματιδίων λάβαμε τις αντίστοιχες τιμές απώλειας ισχύος με την βοήθεια των σχέσεων των μοντέλων Rosensweig και Mehdaoui για τα νανοσωματίδια των 10nm και 40nm, αντίστοιχα.
Μagnetic hyperthermia is a non-invasive method of treating cancer. The technique relies on the fact that when magnetic nanoparticles are subjected to alternating magnetic fields, through their ongoing magnetic reorientation, they produce heat. This heat may be selectively deposited in cancer cells, if specific targeting is performed. Thus, an increase of the temperature of tumor cells to a desired level of (41° C - 45 ° C) can be achieved and result in degradation of cell functions or even induce cell death. The thermal response of nanoparticles depends on a large number of parameters, such as the inherent properties of the nanoparticles (e.g., size, magnetization), the parameters of the dispersion medium in which they are introduced (e.g., viscosity stability) and field characteristics (amplitude, frequency). In this work, we studied the thermal response of magnetic nanoparticles solutions with varying medium concentration based on different agar content. Initially, magnetite nanoparticles were prepared by the method of chemical coprecipitation, and then transferred, to aqueous solutions of agarose (1,0 - 50 mg / ml). We use two different samples of spherical nanoparticles with diameters of 40nm and 10nm. The heating efficiency was initially experimentally found with hyperthermia measurements in two experimental setups of 0,03T/210kHz and 0,03T/765kHz. Our experimental findings are in good agreement with conesponding theoretical studies based on different models of heating mechanisms. Depending on nanoparticle size, different collective magnetic features are exhibited at room temperature, starting from superparamagnetism for particles around 10 nm and ending at ferromagnetism for particles around 40 nm. Thus, we incorporated three different models to examine our experimental results integrity, which gradually included ferromagnetic influences in a amount of superparamagnetic particles with no interactions among them. Eventually, with the help of a finite element program (Comsol Multiphysics) the hyperthermia experiment was modelled and, consequently, we were able to numerically estimate the influence of solution viscosity always in conjunction with experimental data and relevant literature.

info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
Graduate Thesis / Πτυχιακή Εργασία

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)

Ελληνική γλώσσα

2016
2016-10-10T11:01:05Z


Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Φυσικής

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.
info:eu-repo/semantics/openAccess



*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.