Brasil

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
DESENVOLVIMENTO DE VIDROS BIOATIVOS CONTENDO ÓXIDO DE FERRO SINTETIZADOS PELO MÉTODO SOL-GEL VISANDO TRATAMENTO DE CÂNCER POR HIPERTERMIA
ROGER BORGES
DISSERTAÇÃO
26/02/2018

A hipertermia é uma terapia de tratamento de câncer que consiste em aumentar a temperatura do tecido biológico contendo células cancerígenas a temperaturas até 43°C, a qual afeta as células cancerígenas e causa mínimos danos a células saudáveis. Este trabalho visou sintetizar, pelo método sol-gel, vidros bioativos do sistema SiO2-CaO-P2O5 contendo fases magnéticas de óxido de ferro a fim de obter um material com propriedades magnéticas promissoras para hipertermia e com propriedades osteocondutoras favoráveis para regeneração óssea, podendo assim ser utilizado no tratamento de câncer ósseo. As fases magnéticas foram introduzidas por dois diferentes métodos: I) cristalização por reações de estado sólido (Parte I); II) dispersão de nanopartículas de magnetita na matriz vítrea (Parte II). Na Parte I do trabalho, uma rota alternativa de síntese foi desenvolvida e validada para possibilitar a obtenção de vidros contendo fases superparamagnéticas nucleadas por cristalização. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho na transformada de Fourier, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e magnetometro de amostra vibrante (VSM-SQUID). Os resultados indicaram que vidros obtidos pela metodologia modificada da Parte I apresentam estrutura química similar aos vidros obtidos pelo método convencional, i.e. uma fase vítrea contendo fase secundaria cristalina de hidroxiapatita. Foi possível obter vidros contendo ferro, cuja incorporação ocasiona uma conversão 3Q2 → 2Q3 na estrutura vítrea, sugerindo um efeito de íon intermediário em relação ao ferro. O tratamento térmico de vidros contendo ferro à 670°C induziu a nucleação de nanocristais de hematita, fazendo que os vidros exibissem comportamento superparamagnético. Na segunda parte deste trabalho (Parte II) os vidros foram obtidos pelo método quick-alkali onde as nanopartículas de magnetita foram dispersas durante a síntese. Os materiais foram caracterizados por DRX, DSC, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo e VSM-SQUID. Os resultados da Parte II indicaram que vidros contendo nanopartículas de magnetita com propriedades superparamagnéticas foram obtidos. Foi observado um efeito de aglomeração das nanopartículas, o qual afetou as interações dipolares entre as partículas. O processo da síntese induziu uma oxidação das nanopartículas de magnetita, levando a uma diminuição do momento de saturação, porém ainda com valores adequados para sejam empregados em tratamentos por hipertermia. Os resultados de ambas as Partes (I e II) indicam que materiais promissores para aplicações em hipertermia foram obtidos.

Vidros biocompatíveis;sol gel;óxido de ferro;hipertermia;superparamagnetismo
Hyperthermia is a cancer treatment therapy that consists of increasing the cancerous tissue temperature up to 45°C, majorly affecting cancer cells, and minimally damaging healthy ones. The aim of this work was to synthesize, through the sol-gel method, bioactive glasses based on the SiO2-CaO-P2O5 and containing magnetic phases of iron oxide in order to achieve materials with suitable magnetic properties for hyperthermia, and desired biological properties for bone regeneration. Therefore, such material can be used in treatment of bone cancer. The magnetic phases were added in the glass structure by two different methodologies: I) crystallization through solid state reactions (Part I); II) dispersion of magnetite nanoparticles within the glass matrix (Part II). In Part I, an alternative synthesis route was developed and validated to obtain glasses containing superparamagnetic phases nucleated by crystallization.The prepared materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and vibrating sample magnetometer (VSM-SQUID). The results showed that glasses obtained by the adapted synthesis of Part I showed chemical structure similar to those glasses obtained by the conventional quick-alkali route, i.e., a glassy phase contenting hydroxyapatite crystals as residues. Iron-containing glasses were also obtained, and it was verified that iron diffusion the glass structure led to a 3Q2 → 2Q3 silicate population conversion, suggesting an intermediate role for iron ions. Thermal treatment in the iron-containing glasses up to 670°C induced to a hematite nanocrystals nucleation, which makes the glasses to exhibit superparamagnetic properties. .In Part II, the glasses were obtained through quick-alkali route, where magnetic nanoparticles were dispersed during the synthesis. The obtained materials were characterized by XRD, DSC, Raman spectroscopy and field-emission gun scanning electron microscopy and VSM-SQUID. Part II results highlighted that glasses containing magnetite nanoparticles exhibiting superparamagnetic properties were obtained. It was noted that a clustering effect of the magnetite nanoparticles affected dipole-dipole interactions. In addition, along the synthesis, magnetite underwent oxidation, which diminished the saturation moment, but it does not prevent the use of such materials for hyperthermia purposes. Finally, the overall results of both parts (I and II) indicated that promising materials for hyperthermia applications were obtained.
Biocompatible glasses;sol-gel;iron oxides;hyperthermia;superparamagnetism
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
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Banca Examinadora

JULIANA MARCHI
Sim
Nome Categoria
HUMBERTO NAOYUKI YOSHIMURA Docente
ANTONIO CARLOS DA SILVA Participante Externo

Vínculo

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Não