p (Phys.org) —Na pesquisa atual relacionada à melhoria dos tratamentos de câncer, uma área de pesquisa promissora é o esforço para encontrar maneiras de localizar e direcionar seletivamente as células cancerosas, minimizando os efeitos nas células saudáveis. p Nesse esforço, já foi descoberto em experimentos de laboratório que nanopartículas de óxido de ferro, quando aquecido e, em seguida, aplicado especificamente às células cancerosas, pode matar essas células porque as células cancerosas são particularmente suscetíveis a mudanças de temperatura. Aumentar a temperatura das células cancerosas para mais de 43 graus Celsius (cerca de 109 graus Fahrenheit) por um período de tempo suficiente pode matar essas células.

p Então, uma equipe liderada pela Universidade de Cincinnati - junto com pesquisadores da Iowa State University, a Universidade de Michigan e a Universidade Jiao Tong de Xangai - recentemente conduziram experimentos para ver quais configurações ou arranjos de nanopartículas de óxido de ferro podem funcionar melhor como uma ferramenta para fornecer esse calor mortal diretamente para as células cancerosas, especificamente às células do câncer de mama. Os resultados serão apresentados na Conferência da Sociedade Física Americana de 3 a 7 de março em Denver pelo estudante de doutorado em física da UC, Md Ehsan Sadat.

p Ao estudar sistematicamente quatro sistemas distintos de nanopartículas magnetizadas com diferentes propriedades estruturais e magnéticas, a equipe de pesquisa descobriu que um sistema de nanopartículas não confinado, que usava um campo eletromagnético para gerar calor, foi mais capaz de transferir o calor absorvido pelas células cancerosas.

p Então, do conjunto de nano sistemas estudados, os pesquisadores descobriram que nanopartículas de óxido de ferro não revestidas e nanopartículas de óxido de ferro revestidas com ácido poliacrílico (PAA) - ambos não confinados ou não incorporados em uma matriz - aqueceram rapidamente e a temperaturas mais do que suficientes para matar as células cancerosas.

p Nanopartículas de óxido de ferro não revestidas aumentaram de uma temperatura ambiente de 22 graus Celsius para 66 graus Celsius (cerca de 150 graus Fahrenheit).

p Nanopartículas de óxido de ferro revestidas com ácido poliacrílico (PAA) aquecidas de uma temperatura ambiente de 22 graus Celsius a 73 graus Celsius (cerca de 163 graus Fahrenheit).

p O objetivo era determinar os comportamentos de aquecimento de diferentes nanopartículas de óxido de ferro que variavam em termos dos materiais usados ​​no aparato de nanopartículas, bem como o tamanho das partículas. geometria de partícula, espaçamento entre partículas, confinamento físico e ambiente circundante, uma vez que esses são os principais fatores que influenciam fortemente o que é chamado de Taxa de Absorção Específica (SAR), ou a taxa medida na qual o corpo humano pode absorver energia (neste caso, calor) quando exposto a um campo eletromagnético.

p De acordo com Sadat, “O que descobrimos foi que o tamanho das partículas e suas propriedades anisotrópicas (direcionais) afetaram fortemente o aquecimento magnético alcançado. Em outras palavras, quanto menores as partículas e maior sua uniformidade direcional ao longo de um eixo, maior será o aquecimento alcançado. "

p Ele acrescentou que os comportamentos de aquecimento dos sistemas também foram influenciados pelas concentrações de nanopartículas presentes. Quanto maior a concentração de nanopartículas (quanto maior o número de nanopartículas e mais densamente coletadas), menor o SAR ou a taxa em que o tecido foi capaz de absorver o calor gerado.

p Os quatro sistemas estudados

p Os pesquisadores estudaram

• nanopartículas de óxido de ferro não revestidas
• nanopartículas de óxido de ferro revestidas com ácido poliacrílico (PAA)
• uma nanosfera de poliestireno com nanopartículas de óxido de ferro uniformemente incorporadas em sua matriz
• uma nanosfera de poliestireno com nanopartículas de óxido de ferro uniformemente incorporadas em sua matriz, mas com uma superfície de filme fino de sílica

p Todos os quatro sistemas de nanopartículas foram expostos ao mesmo campo magnético por 35 minutos, e as medições de temperatura foram realizadas em intervalos de dois minutos.

p Como declarado, as amostras de óxido de ferro PAA e as amostras de óxido de ferro não revestidas apresentaram a maior variação de temperatura. As menores mudanças de temperatura, insuficiente para matar células cancerosas, foram exibidos por

• A nanosfera de poliestireno, que aqueceu a 36 graus Celsius (cerca de 96 graus Fahrenheit).
• A nanosfera de poliestireno com um revestimento de sílica aquecida a 40 graus Celsius (104 graus Fahrenheit).