Магнiтно модифiкованi електроспінінгові нановолокна для гiпертермiї
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe65.8.655Ключові слова:
electrospinning, magnetic fluid, polyvinyl butyral, alternating magnetic field, hyperthermiaАнотація
Iснує кiлька методологiй приготування нановолокнистих матерiалiв. Наразi електроспiнiнг є найпопулярнiшою технiкою завдяки своїй унiверсальностi та простотi. Нановолокнистi матерiали, виготовленi таким чином, широко вивчаються в медицинi та матерiалознавствi. Полiвiнiлбутиральнi (PVB) нановолокна генеруються спiнiнговим електродом у формi стрижня. Нановолокна були модифiкованi магнiтною рiдиною (MF), доданою в розчин PVB. Цi магнiтнi нановолокна можна застосовувати в магнiтнiй гiпертермiї як iмплантат, так i для нагрiвання поверхнi. Зразки з рiзними концентрацiями магнiтних частинок були тестованi в змiнному магнiтному полi. Спостерiгалося рiзке пiдвищення температури пiсля увiмкнення поля. Природа пiдвищення температури цiкава: можна спостерiгати нелiнiйне збiльшення на противагу вiд пiдвищення температури у випадку чистої магнiтної рiдини.
Посилання
I. Savva, T. Krasia-Christoforou. Electrospun magnetoactive fibrous nanocomposites: Fabrication and applications in biomedicine. In: Magnetic Nanoparticles: Synthesis, Physicochemical Properties and Role in Biomedicine. Edited by N.P. Sabba. (Nova Science Publishers, 2014) [ISBN: 978-1-63117-434-6].
T. Blachowicz, A. Ehrmann. Most recent developments in electrospun magnetic nanofibers: A review. J. Eng. Fibers Fabr. 15, in press (2020). https://doi.org/10.1177/1558925019900843
O.V. Tomchuk, L.A. Bulavin, V.L. Aksenov, M.V. Avdeev. Small-angle scattering in structural research of nanodiamond dispersions. In: Modern Problems of the Physics of Liquid Systems. Edited by L.A. Bulavin, L. Xu (Springer, 2019) [ISBN: 978-3-030-21754-9]. https://doi.org/10.1007/978-3-030-21755-6_8
A.V. Nagornyi, M.V. Avdeev, O.V. Yelenich, S.O. Solopan, A.G. Belous, A.V. Shulenina, V.A. Turchenko, D.V. Soloviov, L.A. Bulavin, V.L. Aksenov. Structural aspects of Fe3O4/CoFe2O4 magnetic nanoparticles according to X-ray and neutron scattering. J. Surf. Invest.-X-Ray+ 12, 737 (2018). https://doi.org/10.1134/S102745101804033X
A. Nagornyi, L. Bulavin, V. Petrenko, M. Avdeev, V. Aksenov. Sensitivity of small-angle neutron scattering method at determining the structural parameters in magnetic fluids with low magnetite concentrations. Ukr. J. Phys. 58, 735 (2013).
R. Faridi-Majidi, N. Sharifi-Sanjani. In situ synthesis of iron oxide nanoparticles on poly(ethylene oxide) nanofibers through an electrospinning process. J. Appl. Polym. Sci. 105, 1351 (2007). https://doi.org/10.1002/app.26230
J. Prochazkova, K. Pospiskova, I. Safarik. Magnetically modified electrospun nanotextile exhibiting peroxidase-like activity. J. Magn. Magn. Mater. 473, 335 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.10.106
I. Safarik, K. Pospiskova, E. Baldikova, I. Savva, L. Vekas, O. Marinica, E. Tanasa, T. Krasia-Christoforou. Fabrication and bioapplications of magnetically modified chitosan-based electrospun nanofibers. Electrospinning 2, 29 (2018). https://doi.org/10.1515/esp-2018-0003
T.C. Lin, F.H. Lin, J.C. Lin. In vitro feasibility study of the use of a magnetic electrospun chitosan nanofiber composite for hyperthermia treatment of tumor cells. Acta Biomater. 8, 2704 (2012). https://doi.org/10.1016/j.actbio.2012.03.045
P.Y. Hu, Y.T. Zhao, J. Zhang, S.X. Yu, J.S. Yan, X.X. Wang, M.Z. Hu, H.F. Xiang, Y.Z. Long. In situ melt electrospun polycaprolactone/Fe3O4 nanofibers for magnetic hyperthermia. Mater. Sci. Eng. C 110, 110708 (2020). https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.110708
S. Chen, S.K. Boda, S.K. Batra, X. Li, J. Xie. Emerging roles of electrospun nanofibers in cancer research. Adv. Healthc. Mater. 7, 1701024 (2018). https://doi.org/10.1002/adhm.201701024
R. Contreras-Caceres, L. Cabeza, G. Perazzoli, A. Diaz, J.M. Lopez-Romero, C. Melguizo, J. Prados. Electrospun nanofibers: Recent applications in drug delivery and cancer therapy. Nanomaterials 9, 656 (2019). https://doi.org/10.3390/nano9040656
C.B. Huang, S.J. Soenen, J. Rejman, J. Trekker, C.X. Liu, L. Lagae, W. Ceelen, C. Wilhelm, J. Demeester, S.C. De Smedt. Magnetic electrospun fibers for cancer therapy. Adv. Funct. Mater. 22, 2479 (2012). https://doi.org/10.1002/adfm.201102171
K. Kaczmarek, R. Mr'owczy'nski, T. Hornowski, R. Bielas, A. J'ozefczak. The effect of tissue-mimicking phantom compressibility on magnetic hyperthermia, Nanomaterials 9 (5), 803 (2019). https://doi.org/10.3390/nano9050803
A. J'ozefczak, B. Leszczy'nski, A. Skumiel, T. Hornowski. A comparison between acoustic properties and heat effects in biogenic (magnetosomes) and abiotic magnetite nanoparticle suspensions, J. Magn. Magn. Matter. 407, 92 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.01.054
A. Skumiel, T. Hornowski, A. J'ozefczak, M. Koralewski, B. Leszczy'nski. Uses and limitation of different thermometers for measuring heating efficiency of magnetic fluids, Appl. Therm. Eng. 100, 1308 (2016). https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.02.063
A. Amarjargal, L.D. Tijing, C.-H. Park, I.-T. Im, C.S. Kim. Controlled assembly of superparamagnetic iron oxide nanoparticles on electrospun PU nanofibrous membrane: A novel heat-generating substrate for magnetic hyperthermia application. Eur. Polym. J. 49, 3796 (2013). https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2013.08.026
Y.-J. Kim, M. Ebara, T. Aoyagi. A smart hyperthermia nanofiber with switchable drug release for inducing cancer apoptosis. Adv. Funct. Mater. 23, 5753 (2013). https://doi.org/10.1002/adfm.201300746
A.R.K. Sasikala, A.R. Unnithan, Y.-H. Yun, C.H. Park, C.S. Kim. An implantable smart magnetic nanofiber device for endoscopic hyperthermia treatment and tumor-triggered controlled drug release. Acta Biomater. 31, 122 (2016). https://doi.org/10.1016/j.actbio.2015.12.015
C. Song, X.X. Wang, J. Zhang, G.D. Nie, W.L. Luo, J. Fu, S. Ramakrishna, Y.Z. Long. Electric field-assisted in situ precise deposition of electrospun y-Fe2O3/polyurethane nanofibers for magnetic hyperthermia. Nanoscale Res. Lett. 13, 273 (2018). https://doi.org/10.1186/s11671-018-2707-y
L. Polakova, J. Sirc, R. Hobzova, A.I. Cocar¸ta, E. Hermankova. Electrospun nanofibers for local anticancer therapy: Review of in vivo activity. Int. J. Pharm. 558, 268 (2019). https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2018.12.059
F. Yener, B. Yalcinkaya. Electrospinning of polyvinyl butyral in different solvents. e-Polymers 13, 021 (2013). https://doi.org/10.1515/epoly-2013-0121
P. Pokorny, E. Kostakova, F. Sanetrnik, P. Mikes, J. Chvojka, T. Kalous, M. Bilek, K. Pejchar, J. Valtera, D. Lukas. Effective AC needleless and collectorless electrospinning for yarn production. Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 26816 (2014). https://doi.org/10.1039/C4CP04346D
L. Vekas, D. Bica, M.V. Avdeev. Magnetic nanoparticles and concentrated magnetic nanofluids: Synthesis, properties and some applications. China Particuol. 5, 43 (2017). https://doi.org/10.1016/j.cpart.2007.01.015
M. Rajnak, Z. Wu, B. Dolnik, K. Paulovicova, J. Tothova, R. Cimbala, J. Kurimsky, P. Kopcansky, B. Sunden, L. Wadso, M. Timko. Magnetic field effect on thermal, dielectric, and viscous properties of a transformer oil-based magnetic nanofluid. Energies 12, 4532 (2019). https://doi.org/10.3390/en12234532
S. Odenbach. Colloidal Magnetic Fluids: Basics, Development and Application of Ferrofluids (Springer, 2009) [ISBN: 978-3-540-85386-2]. https://doi.org/10.1007/978-3-540-85387-9
M. Rajnak, Z. Spitalsky, B. Dolnik, J. Kurimsky, L. Tomco, R. Cimbala, P. Kopcansky, M. Timko. Toward apparent negative permittivity measurement in a magnetic nanofluid with electrically induced clusters. Phys. Rev. Applied 11, 024032 (2019). https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.11.024032
W. Chen, S. Morup, M.F. Hansen, T. Banert, U.A. Peuker. A Mossbauer study of the chemical stability of iron oxide nanoparticles in PMMA and PVB beads. J. Magn. Magn. Mater. 320, 2099 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2008.03.031
D. Posavec, A. Dorsch, U. Bogner, G. Bernhardt, S. Nagl. Polyvinyl butyral nanobeads: preparation, characterization, biocompatibility and cancer cell uptake. Microchim. Acta 173, 391 (2011). https://doi.org/10.1007/s00604-011-0573-8
S. Dutz, R. Hergt. Magnetic nanoparticle heating and heat transfer on a microscale: Basic principles, realities and physical limitations of hyperthermia for tumour therapy, Int. J. Hyperthermia 29, 790 (2013). https://doi.org/10.3109/02656736.2013.822993
M. Babiˇc, D. Hor'ak, M. Molˇcan, M. Timko. Heat generation of surface-modified magnetic y-Fe2O3 nanoparticles in applied alternating magnetic field. J. Phys. D 50 (34), Article No. 345002 (2017). https://doi.org/10.1088/1361-6463/aa7bcb
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
