Desenvolvimento de vidros bioativos contendo óxido de hólmio e nanopartículas de óxido de ferro sintetizados pelo método sol-gel visando tratamento de câncer por hipertermia e braquiterapia

Orientadora: Profa. Dra. Juliana Marchi Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Santo André, 2019. A hipertermia é uma terapia de tratamento de câncer que consiste em aumentar a temperatura do tecido biológico contendo células cancerígenas a temperaturas até 43 °C, a qual afeta as células cancerígenas e causa mínimos danos a células saudáveis. A braquiterapia é um tipo de radioterapia interna onde são implantadas in situ fontes radioativas diretamente ou próximas ao tumor, tais como sementes ou fios radioativos. Estes dois tipos de tratamento apresentam as vantagens de serem procedimentos menos invasivos em relação aos tratamentos de câncer convencionais, de curta duração e capazes de atingir locais pequenos e/ou de difíceis acessos no corpo humano, com menores danos às células saudáveis. Este trabalho visou sintetizar, pelo método sol-gel, vidros bioativos do sistema 58SiO2-33CaO-9P2O5 contendo nanopartículas de óxido de ferro e óxido de hólmio a fim de obter um material com propriedades magnéticas e radioativas promissoras para o tratamento de câncer por hipertermia e braquiterapia e com propriedades osteocondutoras promissoras para regeneração óssea, podendo assim ser promissoras no tratamento de câncer ósseo. As nanopartículas de óxido de ferro (em diferentes proporções) e o nitrato de hólmio (10 % em massa) foram adicionadas aos vidros durante a síntese sol-gel. Os materiais foram caracterizados por calorimetria diferencial de varredura (DSC), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raio X por dispersão de energia (EDS), espalhamento de luz dinâmica (DLS), espectroscopia de fotoemissão de raios X (XPS), magnetização através de dispositivo supercondutor de interferência quântica (SQUID) e ativação neutrônica. Os resultados indicaram que a estrutura do material é composta de vidros tipicamente amorfos com fases cristalinas referentes à presença de óxido de ferro e carbonato de cálcio, com transições térmicas condizentes com literatura, de tamanho de partícula micrométricos, com propriedades superparamagnéticas e radioativas adequadas à potencial aplicação no tratamento de câncer ósseo por hipertermia e braquiterapia. The hyperthermia treatment is an alternative cancer treatment consisting of the temperature increase in the biological tissue with cancer cells until 43 celsius degrees affecting only malignant cells and preserving healthy cells. The brachytherapy is a kind of internal radiotherapy where the radiotherapy sources are directly implanted in situ or close to the tumor region, through radioactive seeds. These two methods show advantages in comparison to the regular cancer treatment methods, due the fact of being non-invasive, short duration and able to achieve small and difficult access places in the human body, with less damage to the healthy cells. This work was focused in synthetize biocompatible glasses through sol-gel quick-alkali method in the system SiO2-CaO-P2O5, containing magnetite nanoparticles and holmium oxide. The main goal of this work is obtain materials with magnetic and radioactive properties and with bone regeneration properties, being a promising material to be used in bone cancer treatment, through hyperthermia and brachytherapy. The iron oxide nanoparticles and holmium nitrate were dispersed in the glass matrix during the sol-gel synthesis. The materials obtained were characterized by differential scanning calorimeter (DSC), X ray diffraction (XRD, spectroscopy by x ray dispersion (EDS), dynamic light scattering (DLS), spectroscopy by X ray photo emission (XPS) and superconducting quantum interference device (SQUID). The results show that structure of the synthesized materials are consisted of amorphous glasses with crystalline phases of magnetite and calcium carbonate, consistent thermal transactions, micrometric particle size and suitable superparamagnetic and radioactive properties. In conclusion, the material obtained is potentially suitable for bone cancer treatment by hyperthermia and brachytherapy.