Nanoparticelle magnetiche multifunzionali per il trattamento dei tumori = Multi-functional magnetic nanoparticles for cancer treatment

Il lavoro di tesi è incentrato sullo sviluppo e sul miglioramento di nanoparticelle magnetiche a base magnetite secondo il processo di coprecipitazione al fine di ottimizzare l'utilizzo di tali nanoparticelle per il trattamento di ipertermia. L'ipertemia è un approccio innovativo per il trattamento dei tumori basato sulla necrosi dei tessuti tumorali sfruttando la risposta di un fluido magnetico ad un campo magnetico alternato. Per cui, inizialmente, il lavoro di tesi si è basato sullo studio e sulla comprensione dei fenomeni magnetici che determinano le proprietà delle nanoparticelle per l'effettiva applicazione mediante ipertermia e sull'analisi dello stato dell' arte riguardante i metodi di sintesi riportati in letteratura.Successivamente, dal punto di vista sperimentale, ci si è concentrati sul miglioramento delle nanoparticelle ottenute mediante coprecipitazione, analizzando e comprendendo l'influenza che i vari parametri di sintesi hanno sull'ottenimento della risposta globale finale. Sono stati sintetizzati dunque sette campioni di nanoparticelle magnetiche a base di magnetite variando parametri fondamentali quali temperatura, pH, concentrazione ioni, tempo di reazione e composizione del mezzo di reazione che successivamente sono state poste a caratterizzazione di tipo chimico strutturale, magnetico e di riscaldamento per valutare i risultati ottenuti e confrontarli con i dati riportati in letteratura e con quelli relativi a prodotti commerciali già disponibili. Si è utilizzata la microscopia elettronica SEM e TEM per avere informazioni circa la dimensione e la morfologia delle nanoparticelle, attraverso EDS ed XRD si è valutata la struttura e le fasi presenti, sono state ricavate curve di magnetizzazione ed effettuate prove di riscaldamento ad induzione per valutare la SAR, ovvero l'efficacia di riscaldamento a seguito dell'applicazione di un campo magnetico alternato. Dai risultati ottenuti si evince che per ottimizzare la risposta ad ipertermia delle nanoparticelle magnetiche il parametro principale che bisogna controllare è la dimensione delle nanoparticelle ed in particolare l'accoppiamento tra la frequenza del campo applicato con il tempo di rilassamento globale dei campioni, da cui dipende la capacità di convertire l'energia magnetica in calore e che risulta strettamente correlato alle dimensioni delle nanoparticelle. In fine, futuri miglioramenti possono essere ottenuti cercando di agire su altri parametri in grado di modificare la morfologia e l'anisotropia magnetica dell nanoparticelle attraverso il controllo della composizione e il drogaggio con ioni metallici caratterizzati da una risposta magnetica più elevata rispetto a quella degli ioni ferro.