Nanocząstki tlenków żelaza w hipertermii magnetycznej

Abstract

Na początku pracy przedstawiono ogólne znaczenie hipertermii, jak również pokazano najważniejsze zastosowania nanocząstek magnetycznych w medycynie. W dalszej części streszczono metody wytwarzania nanocząstek. Opisano również rodzaje magnetyzmu i właściwości magnetyczne nanocząstek. W kolejnym rozdziale omówiono teoretyczne modele, którymi można się posłużyć do przewidzenia właściwości magnetycznych nanocząstek. Dokładnie omówiono efekt hipertermiczny zachodzący w nanocząstkach magnetycznych i możliwe mechanizmy zamiany energii pola magnetycznego w ciepło. Omówione zostały także zasady prawidłowego stosowania modelu opartego na teorii odpowiedzi liniowej. W części eksperymentalnej przedstawiono procedury chemicznej syntezy materiału badawczego oraz narzędzia użyte do jego charakteryzacji. Trzy próbki nanocząstek Fe3O4 oraz FeO-Fe3O4 o wąskiej dystrybucji wielkości poddano badaniom w zmiennym polu magnetycznym o częstotliwościach 188-670 kHz. Wyniki hipertermii zestawiono z wynikami wstępnej charakteryzacji nanocząstek oraz omówiono w kontekście symulacji magnetycznych właściwości monodyspersyjnych nanocząstek.

This work deals with the subject of magnetic hyperthermia in magnetic nanoparticles. It refers the topic of linear response theory and its correct application in interpretation of the results of magnetic hyperthermia experiments. This work experimentally shows an unusual relationship of hysteresis loop area varying with AC magnetic field amplitude (previously only simulated numerically for monodispersed nanoparticles). This relationship affects heating efficiency and it was observed in hyperthermia experiment performed on monodispersed nanoparticles. The relationship was not observed earlier mainly because of polidispersity of magnetic fluids. Iron oxide magnetic nanoparticles were synthesized by thermal decomposition method and characterized by TEM, XRD, DLS, SQUID and AC susceptometer. Hyperthermia experiment performed in wide range of frequencies showed different behavior of poly- and monodispersed magnetic fluids. The results of hyperthermia were explained in terms of some fundamental rules.