Bestimmte originelle Strukturen, wie "Nanoblumen", weisen optimale magnetische Eigenschaften für diese medizinische Anwendung auf.
Eisenoxid-Nanopartikel werden intensiv erforscht, sowohl als Kontrastmittel für die Magnetresonanztomographie (MRT) als auch als Wärmemediatoren für die magnetische Hyperthermie. Diese neuartige, gezielte Krebstherapie nutzt abwechselnde Magnetfelder, um die Nanopartikel zu erhitzen und dadurch eine lokale Zerstörung der Krebszellen zu bewirken. Besonders Eisenoxid-Nanopartikel besitzen hierfür geeignete magnetische Eigenschaften.
Ein Team von Wissenschaftlern des Laboratoire de chimie des polymères organiques und des Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (CNRS/Bordeaux INP/Universität Bordeaux), unterstützt von der Plattform PLACAMAT (CNRS/Universität Bordeaux), synthetisierte mehrere Chargen von Nanopartikeln mit Größen zwischen 10 und 30 nm und unterschiedlichen Strukturen.
Sie analysierten die Beziehung zwischen Größe, Struktur und magnetischen Eigenschaften durch den Einsatz von Techniken wie der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und Magnetometrie. Die Leistung der Nanopartikel in der magnetischen Hyperthermie wurde durch die Messung der spezifischen Absorptionsrate bewertet, welche die Heizeffizienz der Nanopartikel unter abwechselnden Magnetfeldern darstellt.
Die Studie zeigt, dass die Effizienz bei Nanopartikeln mit einer Größe von 22 nm unter bestimmten Bedingungen alternierender Magnetfelder maximal ist. Darüber hinaus stellten die Wissenschaftler fest, dass Nanoblumenstrukturen mit mehreren Kernen eine bessere magnetische Leistung aufweisen, insbesondere bei Feldern mit hoher Amplitude.
Diese in der Zeitschrift ChemPhysChem veröffentlichte Studie eröffnet den Weg zu einer großtechnischen Herstellung von Nanopartikeln für biomedizinische Anwendungen. Die Optimierung der Synthesewege von Eisenoxid-Nanopartikeln könnte es ermöglichen, deren Größe und Struktur genau zu kontrollieren und somit ihre Wirksamkeit für die magnetische Hyperthermie zu steigern, mit vielversprechenden Perspektiven für personalisierte Krebstherapien.
Verfasser: AVR
Referenzen:
Structure-function relationship of iron oxide nanoflowers: Optimal sizes for magnetic hyperthermia depending on alternating magnetic field conditions.
Megi Bejko, Yasmina Al Yaman, Auriane Bagur, Anthony C. Keyes, Patrick Rosa, Marion Gayot, François Weill, Stéphane Mornet, Olivier Sandre.
Chem Phys Chem 2024
https://doi.org/10.1002/cphc.202400023