Sintesi e caratterizzazione di nanoparticelle zinco ferritiche per l’ipertermia a induzione magnetica = Synthesis and Characterization of Zinc Ferrite Nanoparticles for Magnetic Induction Hyperthermia

Il lavoro di ricerca svolto in questa tesi ha come scopo quello di investigare le proprietà delle ferriti, le quali possano essere utilizzate per l’ipertermia magnetica, metodo alternativo o coadiuvante per il trattamento dei tumori. Il principio base di questo trattamento consiste nello sfruttare il calore prodotto dalle nanoparticelle magnetiche, quando sottoposte a un campo magnetico alternato. Esse vengono iniettate nei pressi della massa tumorale o nel circolo sanguigno, grazie al quale raggiungono il sito tumorale; successivamente sono sottoposte a un campo magnetico alternato e il calore prodotto porta le cellule tumorali alla necrosi, cioè alla morte cellulare, grazie alla loro maggiore sensibilità al calore rispetto alle cellule sane, le quali rimangono illese. Questo fenomeno di morte cellulare avviene quando le temperature raggiungono localmente i 41-45°C. Tra i vari tipi di ferriti, per questo elaborato sono state scelte le zinco ferriti, per la loro buona magnetizzazione di saturazione e biocompatibilità. Vi sono molteplici metodi di sintesi, ognuno dei quali presenta pro e contro; in questo lavoro ne sono stati scelti due: co-precipitazione in acqua e la sintesi in polioli, in modo da poter effettuare un confronto delle loro caratteristiche e proprietà, ma anche della loro capacità di emettere calore. Al fine di conoscere le caratteristiche morfologiche e composizionali delle nanoparticelle sintetizzate, sono state sottoposte ad un’analisi al microscopio elettronico FESEM e un’analisi composizionale EDS. È importante conoscere le fasi cristalline delle nanoparticelle ottenute, in quanto, durante la sintesi o i successivi trattamenti termici, possono formarsi fasi cristalline differenti, che possono comprometterne le proprietà. Lo studio delle fasi cristalline è stato effettuato tramite diffrattometria XRD. Le nanoparticelle magnetiche devono avere proprietà magnetiche ben definite, per poter essere utilizzare nell’ipertermia magnetica, in particolare devono essere superparamagnetiche. Le prove magnetiche, per comprendere le caratteristiche dei nostri campioni, sono state effettuate con un magnetometro a vibrazione, che permette di ricavare le curve di magnetizzazione, dalle quali si evince il comportamento delle nanoparticelle quando sottoposte a un campo magnetico. La loro capacità di emettere calore è stata valutata, invece, con le prove calorimetriche, per le quali è stato utilizzato un forno a induzione che genera un campo magnetico alternato, permettendo alle nanoparticelle di emettere calore, il quale viene misurato per comprendere se è sufficiente per condurre le cellule tumorali alla necrosi. Le analisi effettuate hanno evidenziato un comportamento differente delle due tipologie di nanoparticelle prodotte, in particolare in termini di generazione del calore: le nanoparticelle sintetizzate con il metodo della co-precipitazione in acqua generano maggiore calore, rispetto a quelle sintetizzate in polioli; inoltre, vi sono differenze anche nella morfologia e nelle proprietà magnetiche.