Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Otrzymywanie, zastosowanie oraz modyfikacje nanocząstek magnetycznych

Okrzesik Mateusz, Piątek Artur, Drabczyk Anna

Inżynieria Materiałowa

|

2022

|

Vol. 43, nr 1

10--17

PL

Przedstawiono informacje na temat wytwarzania, modyfikacji oraz zastosowania nanocząstek magnetycznych (MnPS). Nanocząstki (nP) ze względu na duży stosunek objętości do powierzchni oraz małe wymiary wykazują odmienne właściwości w porównaniu z innymi materiałami o rozmiarach większych, np. mikrometrycznych. W pracy przedstawiono kilka metod wytwarzania MnPS, takich jak metoda współstrącania, metoda odwróconych miceli, metoda wykorzystująca ekstrakt z wodorostu Kappaphycus alvarezii czy metoda wykorzystująca bakterie magnetotaktyczne do produkcji nanocząstek magnetycznych. W rozdziale opisującym metody modyfikacji tychże struktur zawarto informacje na temat pokrywania nanocząstek kwasem oleinowym oraz o metodzie Langmuira i Blodgetta umożliwiającej formowanie filmów i nanocząstek na podłożach fazy stałej. Nanocząstki magnetyczne znajdują szerokie zastosowanie w nauce, ale szczególną rolę odgrywają w medycynie, gdzie dzięki unikalnym właściwościom magnetycznym możliwe jest ich wykorzystanie do kontrastowania w obrazowaniu za pomocą rezonansu magnetycznego, leczenia hipertermią magnetyczną, naprawy tkanek czy dostarczania leków w sposób kontrolowany do określonego miejsca w organizmie.

EN

The presented publication provides information on the fabrication, modification and application of magnetic nanoparticles. Nanoparticles, due to their large volume to surface area ratio and small size, exhibit different properties compared to other materials with larger sizes such as micrometers. In our work, we have presented several methods to produce magnetic nanoparticles (MnPS) such as co-precipitation method, inverted micelle method, method using Kappaphycus alvarezii seaweed extract or method using magnetotactic bacteria to produce magnetic nanoparticles. In the chapter describing methods for modifying these structures, we include information on coating nanoparticles with oleic acid and on the Langmuir-Blodgett method for forming films and nanoparticles on solid phase substrates. Magnetic nanoparticles are widely used in science, however, they play a special role in medicine, where due to their unique magnetic properties it is possible to use them for contrast in magnetic resonance imaging, magnetic hyperthermia treatment, tissue repair or drug delivery in a controlled manner to a specific location in the body.

2

Nanocząstki magnetyczne w diagnostyce i leczeniu chorób nowotworowych

Piech Radosław, Skrzypiec Maksymilian, Drabczyk Anna

Inżynieria Materiałowa

|

2021

|

Vol. 42, nr 6

15--23

PL

W ostatnich latach intensywnie bada się nanocząstki magnetyczne (MNPs) pod względem użycia ich w medycynie, głównie w walce z chorobami nowotworowymi. Przy użyciu nanocząstek magnetycznych możliwe jest celowe, nieinwazyjne dostarczenie leku w miejsce kumulacji komórek rakowych za pomocą m.in. pola magnetycznego, co faworyzuje je w stosunku do klasycznych cytostatyków, które uszkadzają również zdrowe komórki i oddziałują na cały organizm. Nanocząstki magnetyczne mogą służyć również do wykrycia i zdiagnozowania chorób nowotworowych, jak również określania postępów terapii antynowotworowej. Różnorodność zastosowania nanocząstek magnetycznych sprawia, że są one postrzegane jako innowacyjny i przełomowy środek do zwalczania chorób nowotworowych. W artykule zebrano informacje na temat najpopularniejszych metod wytwarzania nanocząstek magnetycznych i ich wykorzystania w medycynie oraz poruszono kwestię biokompatybilności i toksyczności tychże struktur.

EN

Magnetic nanoparticles have attracted attention because of their properties that make it possible to use them to treat cancer through targeted therapy. By using a magnetic field to target nanoparticles containing drugs, it is possible to reach cancer cells directly and fight them in their place of growth without affecting healthy cells or the body as a whole. Magnetic nanoparticles can be used in diagnostics to detect and diagnose cancer as well as to determine the progress of anti-cancer therapy. In this paper, we mentioned the biocompatibility and toxicity of magnetic nanoparticles because their use also carries the risk of health damage which is a necessity for further research on this topic.

3

Ultrasonic specific absorption rate in nanoparticle-mediated moderate hyperthermia

Gambin Barbara, Kruglenko Eleonora

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 3

art. no. e137053

EN

Magnetic nanoparticle’s different applications in nanomedicine, due to their unique physical properties and biocompatibility, were intensively investigated. Recently, Fe₃O₄ nanoparticles, are confirmed to be the best sonosensitizers to enhance the performance of HIFU (high intensity focused ultrasound). They are also used as thermo-sensitizers in magnetic hyperthermia. A new idea of dual, magneto-ultrasound, coupled hyperthermia allows the ultrasound intensity to be reduced from the high to a moderate level. Our goal is to evaluate the enhancement of thermal effects of focused ultrasound of moderate intensity due to the presence of nanoparticles. We combine experimental results with numerical analysis. Experiments are performed on tissue-mimicking materials made of the 5% agar gel and gel samples containing Fe₃O₄ nanoparticles with φ = 100 nm with two fractions of 0.76 and 1.53% w/w. Thermocouples registered curves of temperature rising during heating by focused ultrasound transducer with acoustic powers of the range from 1 to 4 W. The theoretical model of ultrasound-thermal coupling is solved in COMSOL Multiphysics. We compared the changes between the specific absorption rates (SAR) coefficients determined from the experimental and numerical temperature rise curves depending on the nanoparticle fractions and applied acoustic powers.We confirmed that the significant role of nanoparticles in enhancing the thermal effect is qualitatively similarly estimated, based on experimental and numerical results. So that we demonstrated the usefulness of the FEM linear acoustic model in the planning of efficiency of nanoparticle-mediated moderate hyperthermia.

4

Synthesis and magnetic properties of Fe2O3 nanoparticles for hyperthermia application

Szmajnta K., Szindler M.M., Szindler M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2021

|

Vol. 109, nr 2

80--85

EN

Purpose: The main purpose of this publication is to bring closer co-precipitation method of magnetic particles synthesis. Procedure of examining and characterisation of those materials was also shown. Design/methodology/approach: During the work, the properties and possible biomedical application of the material produced were also examined. Surface morphology studies of the obtained particles were made using Zeiss's Supra 35 scanning electron microscope and S/TEM TITAN 80-300 transmission electron microscope. In order to confirm the chemical composition of observed layers, qualitative tests were performed by means of spectroscopy of scattered X-ray energy using the Energy Dispersive Spectrometer (EDS). The Raman spectra of the samples were measured with a InVia Raman microscope by Renishaw. Magnetic properties of hematite nanoparticles were made using VSM magnetometer. Findings: Using VSM magnetometer proved that obtained material is mixture of ferromagnetic and superparamagnetic domain. Practical implications: Magnetic Nanoparticles (MNPs) has been gaining an incrementally increasing interest of scientists in the biomedical areas. Presented materials can be used in the hyperthermia phenomena which can be used in precise cancer treatment. Originality/value: Specific magnetic properties which determinate obtained material to be well for hyperthermia phenomena.

5

Understanding of the role of pH in filling mesoporous silica with magnetic nanoparticles

Wolak W., Dudek M. R., Ho D. Q., Marcjan K.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2016

|

Vol. 15, nr 1

191--196

EN

Computer simulation study of filling pores of mesoporous silica with magnetic iron oxide nanoparticles which are diffusing towards the silica surface from a water solution with a given pH was presented. Three different values of the pH of the solution were under consideration, pH = 4, 7, and 10. The size of nanoparticles was of the order of magnitude of the nanopore diameter. It was observed that in the case of a low concentration of magnetic nanoparticles in the water solution the process of filling the silica pores weakly depends on the pH of the solution. The value of pH becomes only relevant for large concentration of magnetic nanoparticles. In the simulation, a 2-state Potts model was used for preparing the silica matrix. Diffusion of magnetic nanoparticles was restricted to lattice sites only.

6

Nanocząstki magnetytu powlekane polimerami do zastosowań biomedycznych. Cz. II. Nanocząstki Fe3O4 z powłokami z polimerów syntetycznych

Chełminiak D., Ziegler-Borowska M., Kaczmarek H.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 2

87--94

PL

Artykuł jest drugą częścią przeglądu literatury dotyczącej nanocząstek magnetytu stosowanych w biologii i medycynie. Omówiono układy nanocząstek Fe3O4 z powłokami z polimerów syntetycznych, m.in. z poliwinylopirolidonu, poli(glikolu etylenowego), polidopaminy. Przedstawiono przykłady trójskładnikowych układów magnetytu ze związkami krzemu, stabilizowanych polimerami.

EN

This article is a second part of literature review concerning magnetite nanoparticles used in biology and medicine. Fe3O4 nanoparticles coated by synthetic polymers such as polyvinylpyrrolidone, poly(ethylene glycol) and polydopamine are described. Examples of trilayer hybrids composed of magnetite, silicon compound and polymer are also presented. Particular attention is paid to biological and medical applications of polymers containing magnetic nanoparticles as contrast agents for magnetic resonance imaging, drug delivery systems, compounds used in separation techniques and in hyperthermic anticancer therapy.

7

Main measurement and automation nodes of magnetic nanoparticles heater: student project

Samchenko R. P

International Journal of Microelectronics and Computer Science

|

2014

|

Vol. 5, nr 1

35--40

EN

At carrying out the experiments to determine the losses for heating of magnetic nanoparticles (MNP) and composites on their basis, which are commonly used in the cancer treatment, it is necessary to reduce the number of manually regulated processes, e.g.: frequency change and resonance adjustment, alternating magnetic field strength amplitude change, as well as the measurements. In present article structural diagram of device for such purposes with improved automation level is presented and circuit engineering solutions for main measurement and automation nodes are proposed. There is an attempt to perform a purely electronic control of current ﬂowing through the heating solenoid coil to adjust the magnetic field strength applied to the MNP sample without using any additional power electronics components.

8

Magnetic core-shell structures as potential carriers in drug delivery system

Łuszczyk K.

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2014

|

Vol. 2, no. 1

1--4

EN

Magnetic core-shell structures have a high potential for promising application in biomedicine as drug carriers. In this paper, magnetic core-shell structure obtained by the sol-gel method was presented. In order to provide the protective coating of magnetic MnFe2O4 nanoparticles, amorphous silica was used. It has been shown that magnetic core was successfully encapsulated in SiO2 matrix and that the received core-shell material had magnetic properties.

9

Ferromagnetyczne nanoproszki metali

Łuszczyk K

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2013

|

nr 7-8

50--53

PL

Przedmiotem niniejszego artykułu jest zaprezentowanie przykładowych ferromagnetycznych proszków na bazie nano- oraz submikrocząsek kobaltu i żelaza. Zainteresowanie samymi nanostrukturami magnetycznymi związane jest głównie z ich unikalnymi właściwościami oraz dużym potencjałem aplikacyjnym. Materiały metaliczne w formie proszkowej uzyskano metodą redukcji chemicznej. Submikrocząstki żelaza w celu zapobiegania niepożądanemu procesowi agregacji były dodatkowo stabilizowane przez przyłączenie ich do powierzchni modyfikowanych grupami aminowymi nośników krzemionkowych otrzymywanych metodą zol-żel.

EN

The subject of this article is the presentation of exemplary ferromagnetic powders based on cobalt and iron nano- or submicroparticles. Research interest in magnetic nanostructures is mainly related to their unique properties and huge potential for applications. The selected metal powders were obtained by chemical reduction. Additionally, iron submicroparticles were deposited on the surface of amine-modified silica spheres obtained by the sol-gel method. Silica matrix was aimed to prevent metal particles from negative process of aggregation into larger clusters.

10

Zastosowanie kationowych surfaktantów w powierzchniowej modyfikacji nanocząstek magnetycznych do adsorpcji barwników organicznych z roztworów wodnych

Zieliński R., Wajda A. A., Wybieralska K.

Przemysł Chemiczny

|

2010

|

T. 89, nr 11

1559-1563

11

Thermal characterization of polymer composites with nanocrystalline maghemite

Maryniak M., Guskos N., Typek J., Petridis D., Szymczyk A., Guskos A., Goracy K., Rosłaniec Z., Kwiatkowska M.

Polimery

|

2009

|

T. 54, nr 7-8

546-551

EN

Samples of multiblock poly(ether-ester) copolymer doped with magnetic ?-Fe2O3 nanoparticles (at small concentrations of 0.1 wt. % and 0.3 wt. %) have been investigated by DSC method to study the melting and crystallization behavior. Two forms of magnetic ?-Fe2O3 nanoparticle filler were used: solid-state grains and a suspension of ?-Fe2O3 with palmitic acid in toluene. Application of the solid filler caused formation of agglomerates of size of about 20?m while in the suspension form separate nanoparticles were in the range 10-20nm. The thermal and thermo-oxidative stability of composites was analyzed by conventional TGA analysis. The DSC results showed that crystallization and, to a smaller extent, melting, were considerably affected by the introduction of magnetic nanoparticles. The main influence is a shift in the crystallisation temperature up to 20° and melting/glass transition shift up to 6°. Thermogravimetric analysis showed significant enhancement of thermal and thermo- oxidative stability of the composites with respect to pure PEE. The dependence of thermal parameters on the concentration of magnetic filler has shown that the largest agglomerates produced the biggest change in all thermal parameters.

PL

Próbki multiblokowego kopolimeru eterowo-estrowego (PEE) domieszkowano magnetycznymi nanocząstkami ?-Fe2O3 (w ilości 0,1 % mas. lub 0,3 % mas.). Zastosowano dwie postacie napełniacza, mianowicie ziarna polikrystaliczne (tworzące aglomeraty o wymiarze ok. 20?m) lub zawiesiny nanocząstek ?-Fe2O3 w otoczce kwasu palmitynowego w toluenie (wymiar ok. 20nm). Metodą DSC zbadano wpływ tego nanonapełniacza na zjawiska topnienia i krystalizacji uzyskanych kompozytów (tabela 1, rys. 1) a do oceny stabilności termicznej i termooksydacyjnej wykorzystano analizę termograwimetryczną TGA (tabela 2, rys. 2, 3). Stwierdzono, że proces krystalizacji i, w mniejszym stopniu, także topnienia zostały znacznie zmodyfikowane przez obecne w kompozycie nanocząstki magnetyczne. Głównym efektem domieszkowania było podwyższenie temperatury krystalizacji aż o 20° i przesunięcie temperatury przemiany topnienia/zeszklenia o 6°. Analiza TGA wykazała istotniejszy wzrost stabilności termicznej i termooksydacyjnej kompozytów niż niemodyfikowanego PEE, przy czym wzrost ten jest tym wyraźniejszy im większe są aglomeraty.