Nanopartículas magnéticas para aplicaciones en hipertermia magnética
El cáncer es una de las enfermedades que tienen un alto índice de mortalidad; existen más de 100 tipos diferentes. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), tan solo en América se registran 3 millones de nuevos casos anualmente. Por tal motivo, se buscan tratamientos alternativos que puedan ayudar a combatir esta enfermedad. El desarrollo de nuevos materiales ha conducido a una mejora en los tratamientos existentes, ejemplo de ello es el tratamiento de la hipertermia. En un principio, consistía en elevar la temperatura de todo el cuerpo entre 42 y 47 °C para eliminar el cáncer; esto ocurrió a finales de 1800.
En los últimos años, mediante el uso de los nuevos materiales y la nanotecnología, este tratamiento ha cambiado, y hoy se utilizan nanopartículas magnéticas que pueden ser transportadas a la cercanía de los tejidos cancerosos para realizar un tratamiento de hipertermia más localizado. El campo magnético no es absorbido por los tejidos vivos y puede ser aplicado en una región profunda del cuerpo. Por ello, las nanopartículas magnéticas (NPM) han recibido mayor atención, dada su potencial aplicación biomédica.
Cuando las nanopartículas se someten a un campo magnético variable, se libera calor, debido, entre otros fenómenos, a la pérdida de histéresis. La cantidad de calor generado depende de la naturaleza de los materiales magnéticos. Para su aplicación en el tratamiento de tumores de hueso, este tipo de materiales deben ser no solo biocompatibles, sino también bioactivos. Se han realizado numerosos trabajos de investigación utilizando nanopartículas magnéticas con el fin de manifestar el efecto terapéutico en varios tipos de tumores, dichos experimentos se han realizado en animales o en cultivos de células cancerosas.
Existe una amplia gama de nanopartículas magnéticas que se están utilizando para desarrollar tratamientos médicos; se han investigado óxidos simples y complejos, en virtud de su potencial aplicación para el tratamiento de hipertermia. La magnetita (Fe3O4) es uno de los nanomateriales más investigados; también se encuentran las ferritas complejas, tales como las de cobalto (CoFe2O4 ), las de manganeso (MnFe2O4 ), las de níquel (NiFe2O4 ), las de litio (Li 0.5 Fe 2.5 O4 ), las mixtas de níquel-zinc-cobre (Ni 0.65 Zn 0.35 Cu 0.1 Fe 1.9 O4 ), las de cobalto-níquel (Co x Ni (1-x) Fe2 O4 ) y las de cobalto-zinc (Ni x Zn (1−x) Fe 2 O4 ).
El tamaño de las nanopartículas juega un papel importante para aplicaciones biomédicas, ya que, de acuerdo con la literatura, se pueden utilizar nanoparticulas con un tamaño entre 10 y 100 nm; si se excede este tamaño, las NPM pueden causar problemas al introducirse en el cuerpo. Otro de los aspectos por considerar es la citotoxicidad del material.
Por ejemplo para evaluar esta capacidad de calentamiento de las nanopartriculas, para ferritas de calcio-zinc (Zn 0.50 Ca 0.50 Fe2O4) de 12 nm, se utilizó un equipo de inducción magnética en estado sólido (Ambrell, EasyHeat, 0224), operado a 10.2 kA/m y una frecuencia de 362 kHz, el líquido de enfriamiento utilizado es agua desionizada [1].
Fig. 1. Imágenes de MET de Zn 0.50 Ca 0.50 Fe2O4
Fig 2. Resultados de hipertermia magnética de un tamaño promedio de 12 nm
En la Fig. 2 es posible observar que las muestras fueron incrementando su temperatura de manera gradual, conforme transcurría el tiempo de la prueba. La única muestra que alcanzó una temperatura dentro del rango requerido para hipertermia magnética (41-46 °C) fue la de 20 mg en 2 ml, con una temperatura de 41.2 °C.
[1] Jasso-Terán et al. Nanopartículas magnéticas de zinc y calcio para aplicaciones en hipertermia magnética. Facultad de Ingeniería (Fac. Ing.) Vol. 25 (42), pp. 89-98. Mayo-Agosto, 2016. Tunja-Boyacá, Colombia.
