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
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
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.
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.