Nanopartículas magnéticas de zinc y calcio para aplicaciones en hipertermia magnética

Magnetic nanoparticles of zinc and calcium for magnetic hyperthermia application

El cáncer es la segunda causa de muerte en el mundo. El tratamiento alternativo de hipertermia magnética consiste en elevar la temperatura de las células cancerígenas por medio de nanopartículas magnéticas. En este trabajo se presenta  la  síntesis  y  la  caracterización  de  dos  ferritas  de  zinc-calcio  (Zn_0.50Ca_0.50Fe₂O₄  y  Zn_0.25Ca_0.75Fe₂O₄).  La  síntesis de estas ferritas se llevó a cabo por el método de sol-gel, con posterior calcinación a 400 °C. La ferrita Zn_0.50Ca_0.50Fe₂O₄ (ZCF050) presentó una magnetización de 31.31 emu/g, y la ferrita Zn_0.25Ca_0.75Fe₂O₄ (ZCF075), de  38.30  emu/g.  El  tamaño  de  partícula  promedio  fue  de  14  nm  para  la  ZCF050  y  de  12  nm  para  la  ZCF075.  Adicionalmente, se realizaron pruebas de bioactividad in vitro mediante la inmersión de muestras en un fluido fisiológico simulado por 21 días bajo condiciones fisiológicas de pH y temperatura. Se encontró que solo la ZCF075 fue bioactiva. La habilidad de calentamiento de las ferritas se evaluó utilizando un equipo de inducción magnética en estado sólido. Las condiciones de trabajo fueron las siguientes: un campo magnético de 10.2 kA/m y una frecuencia de 362 kHz. La ferrita ZCF050 alcanzó una temperatura de 41.2 °C, utilizando una concentración de ferrita/agua de 20 mg/2ml. La ferrita ZCF075 no logró alcanzar los 40 °C. Los resultados obtenidos del análisis de la ferrita ZCF050 indicaron que es un material potencial para su uso en tratamientos de cáncer por hipertermia magnética.​

I. INTRODUCCIÓN

El cáncer es una de las enfermedades que tienen un alto índice de mortalidad; de él, 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, que, 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 [1]. 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 [2]. Por ello, las nanopartículas magnéticas (NPM) han recibido mayor atención, dada su potencial aplicación biomédica [3]; cuando estas 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.