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Colaboração em estudos de nanopartículas par aplicações oncológicas do Laboratório de Materiais e Dispositivos/DFA (Prof. D. Muraca) com pesquisadores de Argentina e Publicada em Nanoscale.

A hipertermia magnética é uma terapia oncológica onde nanoestruturas magnéticas, sob um campo de radiofreqüência, atuam como transdutores de calor, aumentando assim a temperatura do tumor e matando as células cancerígenas. A eficiência de aquecimento da nanoestrutura depende tanto das condições do campo quanto das propriedades da nanoestrutura e da mobilidade dentro do tumor.

 

O primeiro registro de estudos de hipertermia magnética no IFGW foi produto de uma colaboração com o IFLP-UNLP (Argentina) que começou com a Professora Marcela Fernandez van Raap no ano 2013 quando o atual professor era bolsista de pós-doutorado no LMBT do IFGW. Nessa época foi publicado o trabalho em hipertermia magnética na revista “Journal o Physical Chemestry C” que obteve uma alta taxa de citações após sua publicação (Stability and Relaxation Mechanisms of Citric Acid Coated Magnetite Nanoparticles for Magnetic Hyperthermia). Em 2013, no IFGW, o estudante de mestrado, Juan Manuel Orozco Henao, sob orientação do Prof. Marcelo Knobel (e em colaboração com o Prof Diego Muraca) realizou seu mestrado no estudo de nanopartículas magnéticas para sua aplicação em hipertermia magnética. Além da tese de mestrado do estudante, o trabalho rendeu dois artigos de grande repercussão. Um deles, foi publicado em 2016 no periódico “Journal o Physical Chemestry C" ( Effects of Nanostructure and Dipolar Interactions on Magnetohyperthermia in Iron Oxide Nanoparticles) e foi selecionado pela IUPAC (Union of Pure and Applied Chemistry) como um dos artigos mais destacados, com autores Brasileiros na área Físico Química. Neste novo trabalho, publicado em 2018 no periódico Nanoscale ( Nanoclusters of crystallographically aligned nanoparticles for magnetic thermotherapy: aqueous ferrofluid, agarose phantom and ex vivo melanoma tumour assessment.), foi interdisciplinar com a participação de Físicos, Químicos, Biólogos, Engenheiros e Farmacêuticos de diferentes centros de pesquisa na Argentina, Espanha e Colômbia. Foram reportados estudos de hipertermia magnética de nanopartículas compostas por várias nanopartículas de magnetita de óxido de ferro, alinhadas cristalograficamente. Seus valores de taxa de absorção específica (SAR) foram calorimetricamente determinados em fluidos fisiológicos, agarose-gel, e tumores extraídos de camundongos. No artigo também é reportado um aplicador magnético multiuso portátil 100 kHz e 9,3 kA m-1, desenvolvido para os estudos. Os resultados mostram que além da mobilidade da nanoestrutura, perfusão e termorregulação local, a distribuição de nanoestruturas dentro do tumor desempenha um papel fundamental no aquecimento efetivo. Observou-se que a dosagem teve que ser muito aumentada, a partir dos valores de aquecimento previstos a partir de fluido ou agarose, para alcançar o aumento de temperatura desejado no tumor. Estes resultados representam uma importante contribuição para o desenho de nanoestruturas mais eficientes e para a aplicação em magneto hipertermia.

 

Nanoscale é uma revista de alto impacto (IF: 7.2) na área de nanociências e nanotecnologias. É importante salientar que o sucesso do trabalho é em grande parte devido à possibilidade de utilização das instalações multiusuários, disponíveis no Laboratório Nacional de Nanociências e Nanotecnologia (LNNano/CNPEM), onde foram realizadas várias das caracterizações das nanopartículas, tanto as sintetizadas com as encontradas no interior dos tumores. Em particular, o artigo possui uma extensiva caracterização por microscopia e crio-Microscopia que não teria sido possível sem o apoio dos pesquisadores DR.Rodrigo Portugal, Alexandre Cassago e Marcelo Farias do LNNano.

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