سنتز و مشخصه یابی هیدروژل خودترمیم شونده مغناطیسی حاوی آهن سیلیکا با کاربرد درمان سرطان

در این پژوهش یک هیدروژل چند منظوره بر پایه پلی وینیل الکل با ویژگی های مغناطیسی، زیست سازگاری و خودترمیمی حاوی نانوذرات آهن سیلیکا طراحی و سنتز شد. نانوذرات آهن سیلیکا با استفاده از روش استوبر و احیای کنترل شده سولفات آهن سنتز شدند تا اندازه در مقیاس نانو، توزیع یکنواخت و خواص مغناطیسی مطلوب برای کاربرد حرارت درمانی مغناطیسی به دست آید. درصد وزنی نانوذرات در ساختار هیدروژل به عنوان متغیر اصلی در سه نمونه PVA، PVA-۳۰%Fe@SiO۲ و PVA-۵۰%Fe@SiO۲ به همراه نمونه پودری Fe@SiO۲ مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) حضور فاز بلوری آهن صفر ظرفیتی را با مشاهده پیک مشخص در زاویه ۴۴.۷۶=۲θ تایید کرد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، مورفولوژی و یکنواختی تخلخل ماتریس هیدروژل را نشان داد و آنالیز طیف سنجی انرژی پراکندگی (EDS)، پراکندگی یکنواخت عناصر O، Si، Fe و C در شبکه را تایید نمود. آزمون مغناطیس سنجی ارتعاشی (VSM) مقدار Ms=۱۴۱.۵۳ emu/gr را برای نانوذرات Fe@SiO۲ و Ms=۵.۱۸ emu/gr را برای نمونه هیدروژلی PVA-۵۰@SiO۲ ثبت کرد که بیانگر حفظ خواص مغناطیسی مد نظر در ماتریس پلیمری است. بررسی رئولوژیکی برای تعیین محدوده خطی ویسکوالاستیک نشان داد که در همه نمونه ها ماژول های ذخیره (G') و اتلاف (G'') تا پیش از حدود ۴۰ درصد کرنش با یکدیگر تلاقی می کنند و از آن نقطه رفتار پلاستیک آغاز می شود. همچنین نتایج آزمون کرنش پله ای نشان داد که هر دو مدول پس از حذف بار دوباره به مقدار اولیه باز می گردند که این موضوع قابلیت خودترمیمی هیدروژل را تایید می کند. آزمون های تورم و تخریب زیستی در محیط شبیه سازی شده بدن نشان داد که تخریب کامل بسته به ترکیب نمونه، در بازه ۵۰ تا ۳۷۰ ساعت رخ می دهد که حاکی از ماندگاری مناسب در شرایط فیزیولوژیکی است. در انتها آزمون هایپرترمیا گرفته شد که طبق نتایج به دست آمده هیدروژل نهایی قابلیت ایجاد تولید حرارت در حدود ۳ درجه سانتی گراد را از خود نشان می دهد. به طور کلی، این سامانه با پایداری مناسب در محیط بیولوژیک پتانسیل بالایی برای استفاده در درمان های هدفمند و غیرتهاجمی سرطان دارد.

کلیدواژه ها:

نانوذرات مغناطیسی آهن صفر ظرفیتی ، آهن سیلیکا ، هیدروژل خودترمیم شونده PVA ، هایپرترمیا