Синтез и исследование физико-химических свойств наночастиц редкоземельных марганец-цинковых ферритов-шпинелей

• Автор: Брусенцова, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Страницы

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

I. ОБЗОР ЛИ ТЕРАТУРЫ

1.1. МагнитоЖидкостная Гипертермия злокачественных опухолей

1.2. Физические принципы магнитная гипертермия и гипертермия с помощью наночастиц

1.3. Проблема получения наночастиц с Тс в диапазоне, позволяющем авторегулирование температуры в опухоли

1.3.1. Идея автоматического регулирования температуры

в магнитной гипертермии

1.3.2. Состояние на сегодняшний день поиски подходящего материала
I. 4. Редкоземельные РЗ ферриты
1.4.1. РЗферриты гранаты
1.4.2. РЗортоферриты
1.4.3. РЗферритышпинели
1.5. Синтез наночастиц ферритовшпинелей методом совместного осаждения из растворов основные стадии и физикохимические аспекты
1.5.1. Этапы формирования тврдой фазы из раствора и физикохимические параметры процесса
1.5.2. Влияние степени окисления катионов
1.5.3. Получение ферритов шпинельной структуры
II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
.1 .Синтез образцов
П. 1Л. Реактивы и материалы
II. 1.2. Расчт количеств исходных компонентов
Н. 1.3. Методика
.2. Характеризация образцов
.2.1. Рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ X
.2.2. Элементный количественный анализ атомноэмиссионная спектрометрия с индуктивносвязанной
плазмой I
.2.3. Просвечивающая электронная микроскопия ТЕМ
.2.4. Сканирующая электронная микроскопия
II .2.5. Инфракрасная спектроскопия
П.2.5.а. ВОМЕМ спектрометр а также и I спектроскопия, принцип действия, составные
части, методики измерения для различных диапазонов
П.2.5.Ь. Расчт пропорций ферритматрица и приготовление образцов таблетки на основе КВг для среднего, и на основе полиэтилена для дальнего ИК региона
П.2.6. Магнитные свойства
II.2.6.. I магнитометр
П.2.6.Ь. Экспресс магнитометр
И.2.7. Измерение скорости индукционного нагрева
т. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Ш.1. Результаты X анализа рентгенограммы, параметры
рештки, расчт среднего размера частиц по формуле Шеррера
1.2. Инфракрасные спектры и их обсуждение
1.3. Элементный количественный анализ I
III.4. Изображения электронной микроскопии ТЕМ и
1.4.1. Просвечивающая электронная микроскопия ТЕМ
1.4.2. Сканирующая электронная микроскопия
Ш.5. Магнитные измерения
1.5.1. Температурные зависимости намагниченности
в диапазоне температур от 4,5 К до 0 С
И1.5.1 .а. Низкотемпературные измерения 4,5 К 0 К
III.5.1 .Ь. Измерения ог комнатной температуры до 0 С
1.5.2. Анализ дипольдипольного взаимодействия частиц в
образце во время квазистационарных магнитных измерений
1.5.3. Расчт величины магнитного момента на частицу
III.6. Результаты измерения скорости нагрева частиц в переменном поле
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТА1 ЩИ
ЛИТЕРАТУРА


Внутриклеточная гипертермия осуществляется посредством введения коллоидной суспензии магнитных частиц магнитной жидкости либо непосредственно в опухоль, либо через питающую кровеносную систему, с одновременным применением постоянного магнитного поля с целью удержания магнитной фазы в районе опухоли. В течение определнного времени происходит фагоцитоз введнных наночастиц опухолевыми клетками. Затем проводится несколько последовательных сеансов в переменном электромагнитном поле с амплитудой 0 кА т1 на низких частотах 00 , когда происходит селективный нагрев только частиц ферритов и тканей, насыщенных ими, а окружающие, не содержащие феррита, ткани не нагреваются 2. Нагрев в переменном электромагнитном поле ПМП производится до достижения температуры в опухоли С, после чего температура в этом диапазоне поддерживается в течение мин. ПМП. Такой нагрев разрушает опухолевую ткань и одновременно усиливает эффективность последующих лучевой и химиотерапии. Этот метод сейчас общеизвестен под названием магнитожидкостная гипертермия i i i 1. Начиная с года, в Германии этот новый подход к лечению тврдых злокачественных опухолей прошл все предклинические стадии испытаний, начиная, с базовых исследований по ферромагнитным частицам и их потенциальной роли во внутриклеточной гипертермии с. Было показано в исследовании i vi, что клетки человеческой аденокарциномы накапливают до 1,1 пикограм феррита на клетку при выращивании культуры этих клеток на среде, содержащей ферритовые частицы . Затем та же группа исследовала эффект клеточного поглощения магнитных наночастиц с декстрановым и аминосилановым покрытиями . В этом исследовании нормальные клетки фибробласты и нейроны и злокачественные клетки аденокарциномы и глиомы выращивались в отдельных средах, каждая из которых содержала ферритовые частицы с различным покрытием, и затем помещались в переменное поле. В результате было отмечено усиление поглощения частиц с аминосилановым покрытием клетками глиомы до 0 пкгклетку, и усиленное поглощение частиц с декстрановым покрытием культурой фибробластов до 0 пкгклетку. Также, был отмечен больший цитотоксический эффект от
внутриклеточного нагрева с помощью поглощнных частиц в ПМП, чем от общего нагрева аналогичных клеточных культур в водяной бане. Затем последовали дальнейшие эксперименты с частицами i vi и i viv на мелких лабораторных животных , . Спустя непродолжительное время после этих предварительных исследований, в годах та же группа описала основные детали аппарата и процедуры обработки этим методом магнитожидкостной гипертермии для лечения человеческих опухолей мозга и простаты
Рис. Аппликатор переменного поля 0, i , i, , частота 0 кГц, диапазон поля 0 кА м1. Клиническая стадия I испытаний для лечения опухолей проспаты. Взято из 2. С года, в Германии, в клинике при i ivi ii метод перешл к клинической стадии 1 испытаний для лечения опухолей простаты 2. Обработка переменным полем осуществляется описанным этой группой прежде, первым аппликатором для применения на людях 0, 3 i , i, Рис. Проводится около 6ти минутных сеансов в переменном поле на частоте 0 кГц, и амплитудой 5 кА м1, с недельными интервалами. Предварительно проводится компьютерная томография простаты, ориентировочные расчты степени перфузии ткани, которые наряду с известной для данных частиц удельная абсорбция энергии, Втг, дают количество магнитной фазы и расположение предполагаемых скоплений депо наночастиц в обрабатываемом объме, необходимое для введения, с целью достижения и поддержания нужной температуры. Вс это делается с помощью специальной компьютерной программы , . Затем, под общей анестезией, в стерильных условиях, под трансректальным ультразвуковым и флуороскопическим контролем, с применением специального штатива, суспензия наночастиц вводится в простату трансперитониально, в виде множественных депо, на равном расстоянии друг от друга, по всему объму. Так, например, пациенту с объмом простаты мл вводили в общей сложности
,5 мл магнитной суспензии в виде х депо по всему объму т. С целью термометрии в простате также размещают 4 катетера. Термометрию i осуществляют в течение первого и заключительного шестого сеанса в переменном иоле, посредством оптоволоконных температурных датчиков x .