Vista de nanopartículas de óxido de hierro incrustadas en una matriz de poliestireno como se ve a través de un microscopio electrónico de transmisión. Estas nanopartículas, cuando se calienta, se puede aplicar a las células cancerosas para matar esas células.
(Phys.org) —En la investigación actual relacionada con la mejora de los tratamientos contra el cáncer, Un área de investigación prometedora es el esfuerzo por encontrar formas de identificar y atacar selectivamente las células cancerosas mientras se minimizan los efectos sobre las células sanas.
En ese esfuerzo, ya se ha descubierto en experimentos de laboratorio que las nanopartículas de óxido de hierro, cuando se calienta y luego se aplica específicamente a las células cancerosas, puede matar esas células porque las células cancerosas son particularmente susceptibles a los cambios de temperatura. Aumentar la temperatura de las células cancerosas a más de 43 grados Celsius (aproximadamente 109 grados Fahrenheit) durante un período de tiempo suficiente puede matar esas células.
Entonces, un equipo dirigido por la Universidad de Cincinnati, junto con investigadores de la Universidad Estatal de Iowa, la Universidad de Michigan y la Universidad Jiao Tong de Shanghai - recientemente realizaron experimentos para ver qué configuraciones o arreglos de nanopartículas de óxido de hierro podrían funcionar mejor como una herramienta para entregar este calor mortal directamente a las células cancerosas, específicamente a las células de cáncer de mama. Los resultados serán presentados en la Conferencia de la Sociedad Estadounidense de Física del 3 al 7 de marzo en Denver por el estudiante de doctorado en física de la UC, Md Ehsan Sadat.
Al estudiar sistemáticamente cuatro sistemas distintos de nanopartículas magnetizadas con diferentes propiedades estructurales y magnéticas, el equipo de investigación descubrió que un sistema de nanopartículas no confinado, que utilizó un campo electromagnético para generar calor, pudo transferir mejor el calor absorbido por las células cancerosas.
Entonces, del conjunto de nano sistemas estudiados, Los investigadores encontraron que las nanopartículas de óxido de hierro sin recubrimiento y las nanopartículas de óxido de hierro recubiertas con ácido poliacrílico (PAA), que no estaban confinadas o no estaban incrustadas en una matriz, se calentaban rápidamente y a temperaturas más que suficientes para matar las células cancerosas.
Las nanopartículas de óxido de hierro sin recubrimiento aumentaron de una temperatura ambiente de 22 grados Celsius a 66 grados Celsius (alrededor de 150 grados Fahrenheit).
Vista de ilimitado, nanopartículas de óxido de hierro no recubiertas vistas a través de un microscopio electrónico de transmisión. Estas nanopartículas, cuando se calienta, se puede aplicar a las células cancerosas para matar esas células.
Nanopartículas de óxido de hierro recubiertas con ácido poliacrílico (PAA) calentadas desde una temperatura ambiente de 22 grados Celsius a 73 grados Celsius (aproximadamente 163 grados Fahrenheit).
El objetivo era determinar los comportamientos de calentamiento de diferentes nanopartículas de óxido de hierro que variaban en términos de los materiales utilizados en el aparato de nanopartículas, así como el tamaño de las partículas. geometría de partículas, espaciado entre partículas, confinamiento físico y entorno circundante, ya que estos son los factores clave que influyen fuertemente en lo que se llama Tasa de absorción específica (SAR), o la velocidad medida a la que el cuerpo humano puede absorber energía (en este caso calor) cuando se expone a un campo electromagnético.
Según Sadat, "Lo que encontramos fue que el tamaño de las partículas y sus propiedades anisotrópicas (direccionales) afectaron fuertemente el calentamiento magnético logrado. En otras palabras, Cuanto más pequeñas sean las partículas y mayor sea su uniformidad direccional a lo largo de un eje, cuanto mayor sea el calentamiento que se logró ".
Añadió que los comportamientos de calentamiento de los sistemas también se vieron influenciados por las concentraciones de nanopartículas presentes. Cuanto mayor es la concentración de nanopartículas (mayor es el número de nanopartículas y más densamente se recolecta), cuanto menor sea el SAR o la velocidad a la que el tejido fue capaz de absorber el calor generado.
Los cuatro sistemas estudiados
Los investigadores estudiaron
Los cuatro sistemas de nanopartículas se expusieron al mismo campo magnético durante 35 minutos, y las mediciones de temperatura se realizaron a intervalos de dos minutos.
Como se dijo, las muestras de óxido de hierro PAA y óxido de hierro sin recubrimiento mostraron el mayor cambio de temperatura. Los cambios de temperatura más bajos, insuficiente para matar las células cancerosas, fueron exhibidos por
