A Guide to Study Iron Oxide Magnetic Nanoparticles with Biomedical Applications. Part II
Fecha
2017-11-07
Autores
Coral, Diego F.
Mera, Jenny A.
Título de la revista
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
Descripción
In this second part, the magnetic nanoparticles characterization is studied, doing special emphasys in the properties interpretation in order to define the nanosystems applications. In the case of the iron oxide magnetic nanoparticles, the influence of its properties in the heat dissipation under radiofrequency fields is analyzed, this answer is usefull in the cancer treatment by magnetic hyperthermia. In the magnetic hyperthermia treatment, particles absorb energy from a radio frequency magnetic field and dissipate it as heat. For in-vivo test and human assays, frequency ranges between 50 and 1000 kHz and field amplitudes ranges between 5 and 150 kHz are usually used. The main properties, such as magnetization, interactions between particles and particles structuring are studied using experimental data, computational simulations and suitable models for each case studied in the part I of this article. Finally, a correlation between these properties with heat dissipation, measured by calorimetric methods, which is the merit parameter to quantify the electromagnetic energy transduction into heat, is pointed out.
En esta segunda parte del artículo, se abordará el tema de la caracterización de nanopartículas magnéticas, haciendo énfasis en la interpretación de estas propiedades para definir la aplicación biomédica de los nanosistemas en estudio. Para el caso de nanopartículas de óxidos de hierro, se analizará como estas propiedades influyen en la disipación de calor de las nanopartículas cuando son sometidas a campos de radiofrecuencia, respuesta útil en el tratamiento del cáncer por hipertermia magética. En la hipertermia magnética, las partículas absorben energía de un campo de radio frecuencia y la disipan en forma de calor, los rangos de frecuencia típicamente usados para pruebas in-vivo y en humanos están entre 50 y 1000 kHz y amplitudes entre 5 y 50 kA/m. Las propiedades de interés como magnetización, interacciones entre partículas y su ordenamiento, se estudian a partir de simulaciones computacionales y datos experimentales utilizando modelos de análisis adecuados para cada caso, ya planteados en la primera parte de este artículo. Finalmente se hace una correlación de estas propiedades con la disipación de calor, determinada por métodos calorimétricos, la cual se considera como parámetro de mérito para cuantificar la transducción de energía electromagnética a térmica.
En esta segunda parte del artículo, se abordará el tema de la caracterización de nanopartículas magnéticas, haciendo énfasis en la interpretación de estas propiedades para definir la aplicación biomédica de los nanosistemas en estudio. Para el caso de nanopartículas de óxidos de hierro, se analizará como estas propiedades influyen en la disipación de calor de las nanopartículas cuando son sometidas a campos de radiofrecuencia, respuesta útil en el tratamiento del cáncer por hipertermia magética. En la hipertermia magnética, las partículas absorben energía de un campo de radio frecuencia y la disipan en forma de calor, los rangos de frecuencia típicamente usados para pruebas in-vivo y en humanos están entre 50 y 1000 kHz y amplitudes entre 5 y 50 kA/m. Las propiedades de interés como magnetización, interacciones entre partículas y su ordenamiento, se estudian a partir de simulaciones computacionales y datos experimentales utilizando modelos de análisis adecuados para cada caso, ya planteados en la primera parte de este artículo. Finalmente se hace una correlación de estas propiedades con la disipación de calor, determinada por métodos calorimétricos, la cual se considera como parámetro de mérito para cuantificar la transducción de energía electromagnética a térmica.