HIPERTERMIA MAGNÉTICA DE NANOPARTÍCULAS à BASE DE

XIX CONGRESSO BRASILEIRO DE FÍSICA MÉDICA
17 A 20 DE AGOSTO DE 2014
GOIÂNIA – GO
HIPERTERMIA MAGNÉTICA DE NANOPARTÍCULAS à BASE DE
MnFe2O4 : EFEITO DA PASSIVAÇÃO
Victor R. Romero1, Marcelo H. Sousa2 e Andris F. Bakuzis1
1
Universidade Federal de Goiás, Instituto de Física, Goiânia, Brasil.
2
Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Brasília, Brasil
Resumo: Neste trabalho, foi investigado a influência da passivação da superfície de nanopartículas
magnéticas na eficiência magnetotérmica. As nanopartículas à base de ferrita manganês foram
sintetizadas pelo método coprecitação e recobertas com ácido cítrico para garantir a estabilidade
coloidal em condições fisiológicas. Diferentes tamanhos de partículas (de 7 a 14nm) foram obtidos
após uma separação de fase nos fluidos magnéticos por meio da alteração da força iônica do meio.
As amostras foram caracterizadas por difração de raios-X (XRD), microscopia eletrônica de
transmissão (TEM) e magnetometria de amostra vibrante (VSM). Medidas de hipertermia foram feitas
em diferentes amplitudes de campo magnético em 300kHz. Diferentemente de outros estudos da
literatura, neste trabalho o processo de passivação da superfície das nanopartículas com ferro foi
investigado detalhadamente. Esta ferrita apresentou, dependendo do diâmetro, uma diminuição do
efeito magnetotérmico após o processo de passivação. A teoria de resposta linear foi utilizada para
explicar os dados experimentais, que se mostrou fortemente dependente não só da magnetização e
dimensão da nanopartícula, mas também da constante de amortecimento.
Palavras-chave: nanopartículas magnéticas, medicina térmica, radiação não-ionizante, nanomedicina.
Introdução: Hipertermia com nanopartículas magnéticas consiste no aumento da temperatura local
das nanopartículas devido à interação de seus momentos magnéticos com campo magnético
alternado de amplitude e frequência adequadas. A origem do calor gerado pelas nanopartículas é
atribuída ao fenômeno da histerese dinâmica. Este efeito tem sido sugerido como uma terapia
inovadora para o tratamento do câncer, já que células neoplásicas malignas, em geral, respondem de
forma mais significativa a variações de temperatura que células normais. Consequentemente, o
tratamento por hipertermia pode levar a morte de células tumorais.
Método: A síntese das nanopartículas foi feita pelo método de coprecipitação. Por outro lado a
nanopartículas de diferentes diâmetros foram selecionadas por meio do método de separação de
fase via variação de força iônica [1]. A Tabela 1 apresenta alguns dados obtidos neste estudo.
Amostras passivadas e não-passivadas com diferentes tamanhos médios e magnetizações diferentes
foram obtidas.
Tabela 1 – Caracterização das amostras passivada (P) e não passivada (NP)
AMOSTRAS
não passivada(1)
não passivada(2)
não passivada(3)
passivada(1)
passivada(2)
passivada(3)
DRX(nm)
8.8
10.2
11.4
9.2
10.6
11.7
Ms (emu/cm3)
198
131
145
169
226
235
O modelo teórico utilizado foi o de resposta linear [2,3], o qual é válido para amplitudes de campo
magnético baixo. Neste caso a resposta magneto-térmica (SAR) depende fortemente do tempo de
relaxação de Neél.
XIX CONGRESSO BRASILEIRO DE FÍSICA MÉDICA
17 A 20 DE AGOSTO DE 2014
GOIÂNIA – GO
Resultados: A figura 1 mostra as curvas de hipertermia
magnética para amostras PAS e NPS de diâmetro
semelhante. Inserido no gráfico está uma simulação
numérica de uma gota contendo fluido magnético com
nanopartículas com os parâmetros experimentais
investigados.
Figura 1
Discussão e Conclusões: Amostras passivadas (PAS) e não passivadas (NPS) de diâmetro
semelhante (dados obtidos não somente via DRX, mas por TEM) mostraram significativa variação de
efeito magneto-térmico. Em geral, observou-se uma diminuição da resposta magneto-térmica para
amostras passivadas. A teoria do regime linear foi utilizada para análise dos dados. Os cálculos
teóricos indicam que tal efeito em alguns casos não foi resultado de alterações na magnetização ou
da constante de anisotropia. De fato, diferenças associadas a constante de amortecimento dos
nanomateriais parecem explicar os dados. Isto sugere forte influência de efeitos de superfície nas
propriedades magneto-térmicas de ferritas à base de manganês.
Agradecimentos: CNPq, FAPEG e FUNAPE.
Referências:
1. M. H. Sousa et al., J. Phys. Chem. B, 105, 1168 (2001).
2. E. L. Verde, G. T. Landi, J. A. Gomes, M. H. Sousa, and A. F. Bakuzis. J. Appl. Phys. 111, 123902 (2012).
3. E. L. Verde, G. T. Landi, M. S. Carrião, A. L. Drummond, J. A. Gomes et al. AIP Advances 2. 032120 (2012).
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