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Investigación Experimental de la Hipertemia por Microondas Mejorada con Nanopartículas Magnéticas

Autores: McWilliams, Brogan T.; Wang, Hongwang; Binns, Valerie J.; Curto, Sergio; Bossmann, Stefan H.; Prakash, Punit

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2017

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Acceso abierto

Artículo científico
2017

Investigación Experimental de la Hipertemia por Microondas Mejorada con Nanopartículas Magnéticas


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales para aplicaciones biomédicas

Palabras clave

Objetivos del estudio
Mejoras en el calentamiento por microondas
Nanopartículas de hierro/óxido de hierro
Nanopartículas magnéticas recubiertas de dopamina
Concentración de MNP
Frecuencia de microondas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El objetivo de este estudio fue evaluar las mejoras en el calentamiento por microondas ofrecidas por nanopartículas de hierro/óxido de hierro dispersas en medios que imitan tejidos para mejorar la eficacia de la terapia térmica por microondas. Se consideraron las siguientes nanopartículas magnéticas recubiertas de dopamina (MNPs): núcleos/esferas de Fe/FeO de 10 y 20 nm de diámetro, FeO cúbico de 20 nm de longitud de arista y FeO hexagonal de 45 nm de longitud de arista/10 nm de altura. Las mejoras en el calentamiento por microondas se midieron experimentalmente con MNPs disueltas en un fantoma de agar, colocadas dentro de una guía de onda rectangular. Se evaluaron los efectos de la concentración de MNP (2.5-20 mg/mL) y la frecuencia de microondas (2.0, 2.45 y 2.6 GHz). Se realizaron pruebas adicionales con MNPs esféricas de 10 y 20 nm de diámetro dispersas en un fantoma de tejido que imita en dos compartimentos, utilizando una antena dipolo intersticial que irradiaba 15 W de potencia a 2.45 GHz. El calentamiento por microondas de mezclas de fantomas de MNP-agar de 5 mg/mL con MNPs esféricas de 10 y 20 nm, y MNPs hexagonales en una guía de onda produjo tasas de calentamiento de 0.78 +/- 0.02 gradosC/s, 0.72 +/- 0.01 gradosC/s y 0.51 +/- 0.03 gradosC/s, respectivamente, en comparación con 0.5 +/- 0.1 gradosC/s para el control. Se observaron mayores mejoras en el calentamiento a 2.0 GHz en comparación con 2.45 y 2.6 GHz. Los experimentos de calentamiento en fantomas de dos compartimentos con una antena dipolo intersticial demostraron el potencial para extender la extensión radial del calentamiento terapéutico con MNPs esféricas de 10 y 20 nm de diámetro, en comparación con fantomas homogéneos (es decir, sin MNPs). De las MNPs consideradas en este estudio, las nanopartículas esféricas de Fe/FeO ofrecen la mayor mejora en el calentamiento cuando se exponen a la radiación de microondas. Estas nanopartículas muestran un fuerte potencial para mejorar la tasa de calentamiento y la extensión radial del calentamiento durante procedimientos de hipertermia por microondas y ablación.

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