Μαγνητικά Νανοσωματίδια: Σύνθεση, Ιδιότητες και βιοϊατρικές εφαρμογές

see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

2016 (EN)
Μαγνητικά Νανοσωματίδια: Σύνθεση, Ιδιότητες και βιοϊατρικές εφαρμογές

Παπαμίχου, Κλεοπάτρα

Magnetic particle hyperthermia is a synergistic cancer treatment that takes advantage of heat released by magnetic nanoparticles (MNPs) when exposed in an alternating magnetic field and may lead cancer cells either to a severe shock or even to apoptotic death. The thermal response of MNPs solution depends on a large number of parameters, such as the intrinsic properties of nanoparticle (e.g. size, anisotropy, magnetization) and the field parameters (amplitude, frequency). The present thesis aims to optimize a method for fighting cancer using the benefits of nanotechnology and material’s science. The method which is under study is called magnetic hyperthermia and is aν alternative, promising method than can be used additionally to other methods of fighting cancer, such as chemotherapy, radiotherapy and surgery. The basic principles of magnetic hyperthermia is the destruction of cancer cells using magnetic nanoparticles, which change their magnetization under an alternating magnetic field and therefore, produce heat. The key to magnetic hyperthermia is to find the most efficient material to construct the magnetic nanoparticles. Such a system should be both heat efficient and biocompatible. The research that has been conducted, aimed in finding magnetic nanoparticles suitable for magnetic hyperthermia method. To achieve that, 5 samples fabricated in Centre national De La Recherche Scientique (CNRS-Promes) in France have been tested. The synthesis method was solar vapor deposition, a facile route to collect big quantities of nanoparticles, yet without protective surfactants. Various systems were selectively examined such as combinations of Fe and Co with the respective oxides and with noble metals. All samples under study undergone X-ray diffraction experiments and corresponding analysis. Static magnetometry was conducted to show the magnetic features of samples such as saturation magnetization, coercivity, remanent magnetization, ingredients necessary for improving heating efficiency. Eventually, the magnetic particle hyperthermia was performed in solutions of varying concentration (1-10 mg/mL) and varying AC fields (frequencies: 375, 765 kHz and amplitudes 30,-60 mT) and the relation of heating efficiency with respect to solution concentration and field parameters is discussed.
Η μαγνητική υπερθερμία νανοσωματιδίων είναι μια εναλλακτική πρόταση θεραπείας του καρκίνου που αξιοποιεί τη θερμότητα που απελευθερώνεται από τα μαγνητικά νανοσωματίδια, όταν εκτίθενται σε ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο και μπορεί να οδηγήσει τα καρκινικά κύτταρα είτε σε ένα σοβαρό σοκ ή ακόμη και σε αποπτωτικό θάνατο. Η θερμική απόκριση του διαλύματος των μαγνητικών νανοσωματιδίων εξαρτάται από ένα μεγάλο αριθμό παραμέτρων, όπως τις εγγενείς ιδιότητες των νανοσωματιδίων (π.χ. μέγεθος, μαγνήτιση) και τα χαρακτηριστικά πεδίου (πλάτος, συχνότητα). Η πτυχιακή εργασία αυτή έχει σαν στόχο τη βελτιστοποίηση μιας μεθόδου καταπολέμησης του καρκίνου με όπλα την νανοτεχνολογία και την επιστήμη των υλικών. Η μέθοδος αυτή είναι πολλά υποσχόμενη και δύναται να χρησιμοποιηθεί συμπληρωματικά με τις ήδη υπάρχουσες μεθόδους, τη χημειοθεραπεία, την ραδιοθεραπεία και την χειρουργική. Η βασική αρχή της μαγνητικής υπερθερμίας είναι η καταστροφή των καρκινικών κυττάρων με τη χρήση μαγνητικών νανοσωματιδίων τα οποία παρουσία εξωτερικού μαγνητικού πεδίου αναγκάζονται να κινηθούν και επάγουν θερμότητα. Καθοριστικός παράγοντας για την επιτυχία της μεθόδου φαίνεται να είναι η εύρεση των κατάλληλων υλικών κατασκευής των φορέων της μαγνητικής υπερθερμίας, τα μαγνητικά νανοσωματίδια. Οι φορείς αυτοί θα πρέπει να έχουν τη μέγιστη απόδοση θερμότητας και ταυτόχρονα να είναι βιοσυμβατά και μη τοξικά για τον ανθρώπινο οργανισμό. Η επιστημονική έρευνα που πραγματοποιήθηκε κατά τη διάρκεια εκπόνησης της πτυχιακής εργασίας αυτής είχε σαν στόχο την εύρεση μαγνητικών νανοσωματιδίων κατάλληλα για εφαρμογή στη μαγνητική υπερθερμία. Για το λόγο αυτό μελετήθηκαν 5 δείγματα, τα οποία παρασκευάσθηκαν με την μέθοδο της φυσικής ηλιακής εναπόθεσης ατμών το εργαστήριο Centre national De La Recherche Scientique (CNRS-Promes) στη Γαλλία. Για την μελέτη των δομικών και μαγνητικών ιδιοτήτων τους χρησιμοποιήθηκαν η περίθλαση ακτίνων Χ και η μαγνητομετρία δονούμενου δείγματος. Στη συνέχεια διεξήχθησαν μετρήσεις υπερθερμίας στις δυο πειραματικές διατάξεις (συχνότητες 375 και 765 kHz, πλάτος 30, 50 60 mT). Η καταλληλότητά τους για τη μαγνητική υπερθερμία κρίθηκε με μετρήσεις της θερμικής απόδοσης υδατικών διαλυμάτων τους υπό εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο.

Graduate Thesis / Πτυχιακή Εργασία

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



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.

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)