Search

A multistep procedure, employing akaganeite FeO(OH,Cl) as a precursor, was developed for the preparation of rod-like maghemite particles for medical applications. At first, akaganeite rods with length of several hundred nm and width of approximate to 85 nm were prepared under hydrothermal conditions and were subsequently coated with mesoporous silica. Such coating enabled to maintain the shape of rods during the following steps that involved structural transformation of akaganeite to maghemite, i.e. gamma-Fe2O3. Then the original protective coating was removed by alkaline leaching, bare maghemite rods were isolated, and their structure and ferrimagnetic order were characterized by X-ray diffraction, TEM inspection, Mossbauer spectroscopy and SQUID magnetometry. The magnetization of the bare maghemite rods, that were formed by elongated clusters of approximate to 10-20 nm crystallites, made 47.0 and 41.7 Am-2/kg in magnetic field of 3 T at 5 K and 300 K, respectively. The hysteresis loops of both the bare and coated products at 300 K and ZFC/FC studies showed that the maghemite particles were largely blocked at room temperature in spite of the small size of crystallites. Finally, the particles were equipped with standard silica coating for biological studies. An evaluation of cytotoxicity of this silica-coated product was performed on two cell lines, namely A549 and MCF-7. The viability of cells incubated with particles at the concentration of 0.10, 0.21 and 0.42 mmol(Fe)/L was determined after 24 h and 48 h of incubation, and the values normalized to the viability of negative control were generally higher than 95%. Moreover, the real-time monitoring of cell adhesion, proliferation, and cytotoxicity by an xCELLigence system during 72 h of the incubation with particles revealed only some decrease of the cell index for the MCF-7 cells at the high concentration., Pro přípravu tyčovitých maghemitových částic pro lékařské aplikace byl vyvinut vícestupňový postup využívající akaganeit FeO (OH, Cl) jako prekurzor. Nejprve byly za hydrotermálních podmínek připraveny akaganeitové tyče s délkou několika stovek nm a šířkou přibližně 85 nm a následně byly potaženy mesoporézním oxidem křemičitým. Takový povlak umožnil udržet tvar tyčinek v následujících krocích, které zahrnovaly strukturální přeměnu akaganeitu na maghemit, tj. gama-Fe203. Poté byl původní ochranný povlak odstraněn alkalickým vyluhováním, byly izolovány holé maghemitové tyčinky a jejich struktura a ferrimagnetické uspořádání byly charakterizovány rentgenovou difrakcí, TEM kontrolou, Mossbauerovou spektroskopií a SQUID magnetometrií. Magnetizace holých maghemitových tyčí, které byly vytvořeny protáhlými shluky přibližně 10 až 20 nm krystalů, vytvořila 47,0 a 41,7 Am-2 / kg v magnetickém poli 3 T při 5 K a 300 K. Hysterezní smyčky holých i potažených produktů při 300 K a ZFC / FC studie ukázaly, že částice maghemitu byly z velké části blokovány při pokojové teplotě navzdory malé velikosti krystalů. Nakonec byly částice potaženy silikou pro účely biologických testů. Vyhodnocení cytotoxicity bylo provedeno na dvou buněčných liniích, konkrétně A549 a MCF-7. Viabilita buněk inkubovaných s částicemi v koncentraci 0,10, 0,21 a 0,42 mmol (Fe) / l byla stanovena po 24 hodinách a 48 hodinách a hodnoty byly vztaženy k viabilitě negativní kontroly. Viabilita byla vyšší než 95%. Kromě toho, monitorování buněčné adheze, proliferace a cytotoxicity v reálném čase pomocí systému xCELLigence po dobu 72 hodin, ukázalo pouze nepatrné snížení buněčného indexu u buněčné linie MCF-7 při vysoké koncentraci částic.