@PHDTHESIS{ 2022:602030376,
 	title = {Engenharia de arquitetura de nanopartículas de vórtice à base de óxido de ferro para aplicações terapêuticas direcionadas},
 	year = {2022},
 	url = "https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/4449",
 	abstract = "A abordagem baseada em terapia direcionada, como a hipertermia do fluido magnético (HFM)
 como terapia térmica e a abordagem magneto-mecânica como terapia de força mecânica (TFM)
 foram lançadas clinicamente como um tratamento alternativo de tumores cancerígenos. Em ambas
 as abordagens, as nanopartículas magnéticas estão no centro, essas nanopartículas magnéticas são
 usadas como 'geradores de calor' em HFM enquanto os mesmos são usados como
 'mecanotransdutores' em TFM quando são submetidos à um campo magnético alternado.
 Utilizando as nanopartículas magnéticas, principalmente nanopartículas de óxido de ferro
 superparamagnéticas, ambas as técnicas terapêuticas estão surgindo como uma abordagem
 fundamental diante de cenários impraticáveis e estão se tornando um tópico de grande interesse
 nas terapias contra o câncer devido às suas várias vantagens para a terapia antitumoral eficaz, por
 exemplo, alta biossegurança, penetração tecidual profunda e morte seletiva direcionada de
 tumores. No entanto, os óxido de ferro superparamagnéticas apresentam respostas magnéticas
 fracas, ou seja, baixa magnetização devido a uma grande dose de óxido de ferro
 superparamagnéticas que precisa ser injetada dentro do corpo para destruição completa dos
 tumores, este é um tipo de desafio para as células saudáveis circundantes que precisam ser
 superados. Assim, uma nova geração de nanopartículas magnéticas com excelentes propriedades
 é imediatamente necessária para enfrentar os desafios terapêuticos no avanço das terapias contra
 o câncer e no tratamento subsequente. A engenharia de nanopartículas topológicas de óxido de
 ferro com novas estruturas de domínio de vórtice oferece um caminho interessante para testar sua
 eficácia na terapia direcionada no tratamento do câncer, superando a limitação das nanopartículas
 superparamagnéticas de óxido de ferro convencionais. As principais razões para a adequação
 desses nanopartículas na terapia do câncer são a alta capacidade de dispersão, biocompatibilidade
 de estabilidade coloidal e fácil manipulação na aplicação de campos magnéticos. Assim, o modelo
 de tais nanomateriais magnéticos com estrutura de domínio de vórtice pode servir como candidatos
 versáteis em tratamentos de câncer de base terapêutica.
 O presente trabalho tem como objetivo projetar as nanopartículas de vórtice à base de óxido de ferro
 para aplicação terapêutica direcionada. Esta tese está dividida em duas partes principais: (a)
 controle da síntese e caracterização de nanopartículas de vórtice magnético de óxido de ferro e (b)
 sua utilização em hipertermia magnética e mecanotransdução para destruição de células
 cancerígenas, sob condições biologicamente seguras usando simulações experimentais, teóricas e
 micromagnéticas. O interesse nas nanopartículas de vórtice magnético sobre simples domínio
 único na aplicação biológica é devido às interações dipolo-dipolo desprezíveis e, portanto, à
 remanência magnética baixa/zero, permitindo que os nanosistemas magnéticos permaneçam bem
 dispersos em formulações coloidais na ausência de um campo magnético externo. As estruturas de
 spin são produzidas em NPS devido ao confinamento de spins imposto por restrições geométricas,
 assim, é um desafio controlar a geometria das nanopartículas para preservar a configuração do
 vórtice. Na primeira parte, sintetizamos com sucesso nanoanéis de vórtice magnético (NRs),
 nanodiscos (NDs), nanoesferas (NSs), nanobastões (NRDs) e nanotubos (NTs) via rota hidrotermal
 assistida por micro-ondas (HAM) e caracterizados como obtidos NPs completamente por difração
 de raios-X (DRX), espectroscopia infravermelha por transformadas de Fourier (FTIR),
 microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia Mössbauer (EM), espectroscopia de
 fotoelétrons de raios-X (EFX), medição de resistividade baseada em criostato, magnetometria e
 calorimetria baseado em HFM para examinar suas propriedades estruturais, morfológicas,
 
 XII
 magnéticas e eficácia de HFM. Além disso, análises teóricas e simulação micromagnética foram
 realizadas como ferramentas de suporte para confirmar os resultados experimentais, especialmente
 para fornecer evidências de estrutura de domínio de vórtice baseada em geometria de NPs de óxido
 de ferro. Na segunda parte, realizamos o experimento HFM para avaliar a eficiência térmica e o
 teste de citotoxicidade in vitro em diferentes linhagens celulares: (i) células 4T1 (linhagem celular
 de adenocarcinoma mamário murino), (ii) CT26 (linhagem celular de carcinoma colorretal
 murino) e (iii) J774A.1 (um monócito/macrófago murino). Através da caracterização completa,
 revelamos que a estequiometria não precisa ser preservada para a existência de estrutura de
 domínio de vórtice magnético em nanopartículas. Além disso, as principais descobertas sobre
 HFM de NDs é que a eficiência de aquecimento é melhor para NDs de magnetita estequiométrica
 (Fe3O4) em comparação com a não estequiométrica devido à ordenação de carga entre Fe2+ e Fe3+
 ,
 que é ajustada ainda mais controlando a forma mediada por campo de comutação , tamanho e
 orientação dos nanodiscos na direção do campo aplicado de forma controlada, revelando que a
 existência de configuração de vórtices magnéticos não é apenas um fator para aumentar a
 capacidade de aquecimento, mas o campo de comutação mediado por forma, tamanho e orientação
 também são fatores-chave para ser considerados. A taxa de absorção específica e a perda de
 potência intrínseca em NRs e NTs no campo clínico máximo de 450 Oe e na frequência de 107
 kHz foram avaliadas. Os NTs exibiram o maior valor de taxa de absorção específica entre os
 relatados até agora na família de óxido de ferro oco, explicando a importância da anisotropia de
 forma magnética. Os valores de taxa de absorção específica relatados e seus excelentes testes de
 viabilidade celular sugerem fortemente NRs e NTs como potenciais candidatos em tratamentos de
 
 câncer baseados em terapia direcionada. Além disso, avançamos para a abordagem magneto-
 mecânica para tratamentos de câncer baseados em TFM. Aprofundando a análise por meio de
 
 simulação teórica e micromagnética, propusemos o óxido de ferro NRs como um
 mecanotransdutor fornecendo evidências sobre a estabilidade magnética dos estados fundamentais
 
 de curling em NRs e abrindo a possibilidade de aplicação desses sistemas para atuação magneto-
 mecânica em células únicas para terapia em biomedicina, como destruição de células cancerosas
 
 por transdução de torque de baixa frequência.",
 	publisher = {Universidade Federal do Maranhão},
 	scholl = {PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA/CCET},
 	note = {DEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCET}
}