Orientadora: Profa. Dra. Juliana Marchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Santo André, 2018. / A hipertermia e uma terapia de tratamento de cancer que consiste em aumentar a
temperatura do tecido biologico contendo celulas cancerigenas a temperaturas ate 43¿C,
a qual afeta as celulas cancerigenas e causa minimos danos a celulas saudaveis. Este
trabalho visou sintetizar, pelo metodo sol-gel, vidros bioativos do sistema SiO2-CaO-P2O5
contendo fases magneticas de oxido de ferro a fim de obter um material com
propriedades magneticas promissoras para hipertermia e com propriedades
osteocondutoras favoraveis para regeneracao ossea, podendo assim ser utilizado no
tratamento de cancer osseo. As fases magneticas foram introduzidas por dois diferentes
metodos: I) cristalizacao por reacoes de estado solido (Parte I); II) dispersao de
nanoparticulas de magnetita na matriz vitrea (Parte II). Na Parte I do trabalho, uma rota
alternativa de sintese foi desenvolvida e validada para possibilitar a obtencao de vidros
contendo fases superparamagneticas nucleadas por cristalizacao. Os materiais foram
caracterizados por difracao de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho na
transformada de Fourier, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e magnetometro de
amostra vibrante (VSM-SQUID). Os resultados indicaram que vidros obtidos pela
metodologia modificada da Parte I apresentam estrutura quimica similar aos vidros
obtidos pelo metodo convencional, i.e. uma fase vitrea contendo fase secundaria
cristalina de hidroxiapatita. Foi possivel obter vidros contendo ferro, cuja incorporacao
ocasiona uma conversao 3Q2 ¨ 2Q3 na estrutura vitrea, sugerindo um efeito de ion
intermediario em relacao ao ferro. O tratamento termico de vidros contendo ferro a 670¿C
induziu a nucleacao de nanocristais de hematita, fazendo que os vidros exibissem
comportamento superparamagnetico. Na segunda parte deste trabalho (Parte II) os
vidros foram obtidos pelo metodo quick-alkali onde as nanoparticulas de magnetita foram
dispersas durante a sintese. Os materiais foram caracterizados por DRX, DSC,
espectroscopia Raman, microscopia eletronica de varredura por emissao de campo e
VSM-SQUID. Os resultados da Parte II indicaram que vidros contendo nanoparticulas de
magnetita com propriedades superparamagneticas foram obtidos. Foi observado um
efeito de aglomeracao das nanoparticulas, o qual afetou as interacoes dipolares entre as
particulas. O processo da sintese induziu uma oxidacao das nanoparticulas de magnetita,
levando a uma diminuicao do momento de saturacao, porem ainda com valores
adequados para sejam empregados em tratamentos por hipertermia. Os resultados de
ambas as Partes (I e II) indicam que materiais promissores para aplicacoes em
hipertermia foram obtidos. / Hyperthermia is a cancer treatment therapy that consists of increasing the cancerous tissue
temperature up to 45¿C, majorly affecting cancer cells, and minimally damaging healthy
ones. The aim of this work was to synthesize, through the sol-gel method, bioactive glasses
based on the SiO2-CaO-P2O5 and containing magnetic phases of iron oxide in order to
achieve materials with suitable magnetic properties for hyperthermia, and desired
biological properties for bone regeneration. Therefore, such material can be used in
treatment of bone cancer. The magnetic phases were added in the glass structure by two
different methodologies: I) crystallization through solid state reactions (Part I); II) dispersion
of magnetite nanoparticles within the glass matrix (Part II). In Part I, an alternative synthesis
route was developed and validated to obtain glasses containing superparamagnetic
phases nucleated by crystallization.The prepared materials were characterized by X-ray
diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning
calorimetry (DSC) and vibrating sample magnetometer (VSM-SQUID). The results showed
that glasses obtained by the adapted synthesis of Part I showed chemical structure similar
to those glasses obtained by the conventional quick-alkali route, i.e., a glassy phase
contenting hydroxyapatite crystals as residues. Iron-containing glasses were also obtained,
and it was verified that iron diffusion the glass structure led to a 3Q2 ¨ 2Q3 silicate
population conversion, suggesting an intermediate role for iron ions. Thermal treatment in
the iron-containing glasses up to 670¿C induced to a hematite nanocrystals nucleation,
which makes the glasses to exhibit superparamagnetic properties. .In Part II, the glasses
were obtained through quick-alkali route, where magnetic nanoparticles were dispersed
during the synthesis. The obtained materials were characterized by XRD, DSC, Raman
spectroscopy and field-emission gun scanning electron microscopy and VSM-SQUID. Part
II results highlighted that glasses containing magnetite nanoparticles exhibiting
superparamagnetic properties were obtained. It was noted that a clustering effect of the
magnetite nanoparticles affected dipole-dipole interactions. In addition, along the
synthesis, magnetite underwent oxidation, which diminished the saturation moment, but it
does not prevent the use of such materials for hyperthermia purposes. Finally, the overall
results of both parts (I and II) indicated that promising materials for hyperthermia
applications were obtained.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:110437 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Borges, Roger |
| Contributors | Marchi, Juliana, Yoshimura, Humberto Naoyuki, Silva, Antonio Carlos da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Unknown |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 144 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=110437&midiaext=76071, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=110437&midiaext=76072, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=110437 |
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