-
P a g i n a | 1 Proiect Nanobiomateriale
Facultatea de Inginerie Medicala Anul III
Proiect Final
Nanobiomateriale
Tema: Nanoparticule de Fe3O4 Sinteza si aplicatii in medicina
Student: Craciun Andreea-Ioana Profesor Coordonator: Prof.
Andronescu Ecaterina Grupa: 1432B
-
P a g i n a | 2 Proiect Nanobiomateriale
I. Introducere
II. Subiect
2.1. Structura si proprietati magnetice 2.2.1. Sinteza si
caracterizarea nanoparticulelor de Fe3O4
2.2.2. Influenta diferitelor conditii de sinteza asupra
nanoparticulelor de Fe3O4
2.2.3. Comparatie intre sinteza nanoparticulelor a doua
aplicatii diferite
2.2.4. Concluzii
2.2. Aplicatii 2.2.1. Sinteza fluidului magnetic de Fe3O4
utilizat pentru imagistica de rezonanta
magnetica
2.2.2. Sticle ceramice feromagnetice cu un continut mare de
magnetita
2.2.3. Materiale compozite COL/HA-Fe3O4 pentru tratamentul
cancerului osos
2.2.4. Caracterizarea particulelor pentru o aplicatie specifica:
Fe3O4/SiO2 pentru
afisaj electroforetic
2.3. Concluzii generale
III. Bibliografie
IV. Anexa
-
P a g i n a | 3 Proiect Nanobiomateriale
-
P a g i n a | 4 Proiect Nanobiomateriale
I. Introducere Nanomedicina si localizarea in
domeniul implanturilor De ce nano [1] Noutati
domeniu
Nanotehnologie este un termen colectiv pentru dezvoltariile
tehnologice la scara nanometrica. In sens larg, nanotehnologia
reprezinta orice tehnologie al carei rezultat finit e de ordin
nanometric: particule fine, sinteza chimica, microlitografie
avansata, s.a.m.d. Intr-un sens restrans, nanotehnologia reprezinta
orice tehnologie ce se bazeaza pe abilitatea de a construi
structuri complexe respectand specificatii la nivel atomic
folosindu-se de sinteza mecanica. Structurile nanometrice nu numai
ca sunt foarte mici,
ajungandu-se chiar pana la scara atomica, dar ele poseda unele
proprietati total deosebite si neasteptate, in comparatie cu
aceeasi substanta luata la nivel macroscopic.
Domeniul nanomedicinei este asadar interdisciplinar si complex,
implicand folosirea simultana a cunostintelor din mai multe arii si
discipline stiintifice, cum sunt cercetarea din zona
clinica/medicala, biologia, chimia, fizica, electronica,
matematica, robotica.
Nanomedicina cuprinde mai multe arii care se intrepatrund si se
consolideaza reciproc:
nanomateriale si nanodispozitive; nanotehnologie moleculara;
imagistica la nivel nanometric; sisteme inovative de administrare a
medicamentelor; nanotoxicologie.
Chirurgie, implanturi pasive si implanturi active - Un accent
important al rolului nanomaterialelor in domeniul chirurgiei,
implanturi pasive si implanturi active este pus pe proprietatile
materialelor pentru producerea de instrumente sau de acoperiri.
Instrumentele din materiale nanostructurate, sunt mai uoare i
prezinta posibilitatea de a muta celule individuale. Acoperirile
prezinta bune proprietati de biocompatibilitate, sterilitate,
antitoxicitate, antiinflamatie si anticoroziune.
-
P a g i n a | 5 Proiect Nanobiomateriale
Nanotehnologia si nanomaterialele nu sunt utilizate in toate
aceste categorii de implanturi. Nanotehnologia joac un rol
important in imbunatatirea implanturilor active, prin acoperiri
antimicrobiene, tratamente de suprafata si materiale pentru baterii
reincarcabile noi. Pentru acoperiri se pot folosi materiale
inteligente care incorporeaza medicamente cu eliberare lenta sau
particule (cum ar fi ionii de argint) care impiedica reactiile de
respingere sau inflamatie.
Ingineria tisulara - este un domeniu interdisciplinar, care are
rolul de a crea organe artificiale (folosind materiale
biocompatibile) pentru pacientii care au nevoie de transplant de
organe. Abilitatea de a repara sau reconstrui tesuturile
deteriorate, sau chiar pentru a regenera organe intregi in viitor,
a suscitat interes inca de la mijlocul anilor 1980.
Exemple de produse obtinute prin inginerie tisulara sunt:
inlocuitori ai pielii, piele umana, cartilaj, implanturi osoase,
sisteme vasculare, valve cardiace si tesuturile cardiace, tesuturi
neurologice, regenerarea nervilor, tendoane, ligamente.
Nanomaterialele utilizate pentru ingineria tisulara sunt:
- Hidroxiapatita - pentru formarea unui material compozit, in
asociere cu un sablon nanostructurat de tip tija. Hidroxiapatita
este utilizata ca material osos artificial (inlocuire os).
Hidroxiapatita nanodimensionata prezinta proprietati de
citocompatibilitate si creste aderenta osteoblastelor.
- Supramolecule pentru realizare de sabloane/schelete.
- Acoperiri nanostructurate.
- Ciment nanostructurat de fosfat de calciu pentru regenerarea
osoasa.
- Nanoparticule core-shell.
- ADN-legat de nanoparticule.
- Nanofibre de poli (L-acid lactic)
- Poli (N-izopropil acril amida).
- Poli (N-izopropil acril amida) etc.
Nanotehnologii imaginabile in viitor [2]
faruri auto eficiente lacuri de automobile care-si pot schimba
culoarea caroserii de automobile, precum si aripi de avion care-si
pot modifica forma dupa
cerintele aerodinamice momentane amortizoare auto la care
viscozitatea lichidului se las reglata instantaneu dupa
necesitati motoare fara uzura/frecri; motoare cu consum redus de
combustibil catalizatoare si acumultoare auto mai eficiente
ferestre auto care se pot intuneca dupa dorinta materiale usor de
intretinut, de ex. stofe care nu se murdaresc, nu se imbacsesc,
nu
prind miros sau nu se uda noi metode de fabricare a LED-urilor,
pentru marirea eficientei si durabilitatii computerul molecular
-
P a g i n a | 6 Proiect Nanobiomateriale
Frumusete la scara nano[3]
De-a lungul anilor, cerecetatorii din domeniul nanotehnologiei
au folosit metode mai mult sau mai putin complicate pentru a
construi structuri simple la scara nanometrica. Iata ca
cerecetatorii de la Universitatea Harvard au publicat in revista
Science, prin care demonstreaza ca folosind numai creta si sticla,
pot crea structuri complexe (si extrem de frumoase) la scara
nano.
Pentru aceasta ei folosesc o anumit solutie lichida careia ii
modifica ph-ul si continutul de bioxid de carbon. Citez din
abstractul lucrarii Rationally Designed Complex, Hierarchical
Microarchitectures, publicate de revista Science in 17 mai:
Dezvoltarea din ultima vreme a structurilor complexe, la scara nano
si micro, prezinta un interes fundamental, iar capacitatea de a le
programa forma ar putea avea aplicatii practice in domenii cum ar
fi optica, electronica, catalizatorii. Am reusit sa dezvoltam
microstructuri, pe baza de carbonati si bioxid de siliciu, in
sisteme dinamice de reactie-difuzie, ceea ce ne permite s realizam
proceduri pentru sculptarea unei mari varietati de forme, prin
difuzia de bioxid de carbon intr-o solutie de clorura de bariu si
metasilicat de sodiu. Am identificat doua moduri distincte de
crestere si am aratat cum prin
modificarea, continua sau discreta, a concentratiei de bioxid de
carbon, a ph-ului si a temperaturii putem [...] creea o gama de
microstructuri, cu o precizie si o complexitate fara precedent.
[]
Microbuchet: Pentru a obtine aceasta imagine, au fost crescute
mai intai tulpinile florilor, dupa care au fost modificate
conditiile de crestere, pentru a obtine petalele. (Credit: Wim L.
Noorduin)
-
P a g i n a | 7 Proiect Nanobiomateriale
Floarea: Mai ntai a fost creeata baza (de culoare rosie) apoi
s-au modificat conditiile pentru a creste tulpinele spiralate. In
final, prin adaugarea de dioxid de carbon in solutie, se deschid si
petalele. (Credit: Wim L. Noorduin)
Un altfel de trandafir: Schimband conditiile de precipitare din
solutie s-a putut obtine acest minunat trandafir. (Credit: Wim L.
Noorduin)
Surse: Universitatea Harvard, Science, Rationally Designed
Complex, Hierarchical Microarchitectures (rezumatul lucrrii
publicate de Science n 17 mai 2013)
-
P a g i n a | 8 Proiect Nanobiomateriale
Suprafata hidrofoba nanostructurata [3]
Titlul acesta poate sa para un pic cam tehnic. De fapt este
vorba despre ceva simplu. Oamenii de stiinta incearca sa imite
frunzele de nufar, pentru a realiza suprafete care sa nu se
ude.
Cercetari in aceasta directie de desfasoara de mai mult vreme,
unele dintre ele fiind incununate cu succes. Pentru a obtine o
suprafata hidrofoba este nevoie sa ii controlam structura pana la
scara nano, altfel spus, trebuie sa apelam la nanotehnologie.
Un grup de cercettori de la Brookhaven National Laboratory (SUA)
a studiat in detaliu felul in care structura suprafetei
influenteaza calitile hidrofobice ale acesteia. Concluziile au fost
publicate pe 21 octombrie n Advanced Materials.
Antonio Checco, cercetator la Brookhaven National Laboratory si
principalul autor al studiului explica: Pentru studiul nostru am
dezvoltat o tehnica de fabricatie care se bazeaza pe nanostructuri
care se autoasambleaza. Astfel am putut controla foarte precis
geometria texturii suprafetei.
Imagini obtinute cu ajutorul microscopului electronic are dou
tipuri de suprafete: una acoperita cu nanoconuri, cealalta cu
nanocilindri. (Credit: Brookhaven National Laboratory)
Un videoclip, inregistrat cu 30.000 de cadre pe secunda, n care
este ilustrat comportamentul hidrofob al unei suprafete acoperite
cu nanoconuri. [18]
Surse PhysOrg, Robust Superhydrophobicity in Large-Area
Nanostructured Surfaces Defined by Block-Copolymer Self Assembly
(rezumatul articolului publicat pe 21 octombrie n Advanced
Materials)
-
P a g i n a | 9 Proiect Nanobiomateriale
II. Subiect
-
P a g i n a | 10 Proiect Nanobiomateriale
2.1. Structura si proprietati magnetice
-
P a g i n a | 11 Proiect Nanobiomateriale
2.1.1. Sinteza nanoparticulelor de Fe3O4 [19]
Comparativ cu structurile voluminoase, materialele cu dimensiuni
nanometrice datoreaza
proprietati fizico-chimice superioare din cauza efectului lor
mezoscopice, efectul de obiect mic,
efectul dimensiunilor cuantice si efectul de suprafata. Recent,
au fost investigate nanoparticule
de Fe3O4 (MNPs) din cauza proprietatilor superparamagnetice,
coercitivitate inaintata si
temperatura Curie* scazuta. In plus, Fe3O4 este netoxic si
biocompatibil.
Prin urmare, Fe3O4 MNPs s-au utilizat pentru noi tipuri de
aplicatii biomedicale, cum ar fi
biosenzori, agent de contrast in imagistica de rezonanta
magnetica si altele mentionate in
capitolele urmatoare. Le mentionam doar pentru a aminti
importanta acestor particule pe care
le vom prezenta in diverse forme, prin diverse metode de
obtinere.
Este important a se asigura distributia dimensionala ingusta,
dispersie buna si un raspuns
magnetic ridicat in lichidul tisular pentru aceste aplicatii. Cu
toate acestea, fortele de atractie
magnetice combinate cu energii de suprafata mari (>100dyn/cm)
fac usoara agregarea Fe3O4
MNPs in fluide.
Prin urmare, o multime de polimeri sintetizati au fost utilizati
ca agenti de acoperire pentru a
modifica suprafata particulei de oxid de fier, asa cu vom
prezenta in sectiunile urmatoare:
Dispersii coloidale de nanoparticule de magnetita monodisperse
modificate cu polietilen glicol
Desi acoperirile polimerice pot reduce agregarea de MNPs, ele
cresc de asemenea dimensiunea
totala a particulelor si astfel limiteaza exprimarea
proprietatilor magnetice, distributia in
tesuturi si capacitatea de penetrare in spatii interstitiale.
Asadar este importanta dezvoltarea
de o metoda eficienta de a modifica suprafata pentru o
distributie a dimensiunilor ingusta si o
dispersie excelenta in solutie aposa sau neapoasa folosind
compusi moleculari mici.
Voi prezenta metoda de modificare folosind citrat de sodiu si
acid oleic pentru sinteza Fe3O4
MNPs cu o distributie a dimensiunii ingusta si dispersie
excelelnta in fluide. Fe3O4 MNPs au fost
sintetizate prin metoda co-precipitarii la temperaturi diferite,
modificata cu citrat de sodiu si
acid oleic. Efectul temperaturii si modificarii de structura
cristalina, morologia, dispersia si
distributia marimilor si a proprietatilor magnetice ale Fe3O4
MNPs au fost investigate in detaliu.
*temperatura Curie in fizica si stiinta materialelor,
temperatura Curie (Tc) sau punctul Curie
este temperatura in care magnetismul permanent al unui material
se schimba in magnetism
indus. Tc este punctul critic in care momentele magnetic
intrinseci ale materialului isi schimba
directia.
-
P a g i n a | 12 Proiect Nanobiomateriale
Experimental [4]
Reactivii de grad analitic (FeCl36H2O, FeCl24H2O si C2H6O) au
fost utilizati ca materii prime.
Citratul de sodiu chimic (Na3C6H5O72H2O) si acidul oleic (C17H33
COOH) au fost utilizate ca
modificatori. Patru probe au fost preparate in functie de
conditiile de sinteza.
In primul rand, FeCl36H2O si FeCl24H2O cu procentul molar 1:2 au
fost dizolvate in etanol si apa deionizata si mentinuta la
temperaturi diferite, adaugand mai apoi o solutie de NaOH (3
mol*L-1) sub agitare magnetica constanta timp de 30 minute, iar
pH-ul final a fost 10. Ulterior, citratul de sodiu si acidul oleic
s-au adaugat in suspensii pentru a modifica Fe3O4 MNPs obtinute
(12h). Substanta obtinuta a fost lasata la temperatura pentru
imbatranirea acesteia timp de 30 minute, apoi racita si adusa la
temperatura camerei. Particulele rezultate au fost separate
magnetic si spalate in mod repetat cu apa deionizata si etanol pana
la pH=7. Produsul a fost uscat la 60C in vid timp de 6h, in scopul
caracterizarii suplimentare.
Rezultate si discutii
Analiza XRD a fost utilizata pentru identificarea structurii
cristaline a produselor dupa cum se observa in figura alaturata,
peak-urile indicand faptul ca structura cristalina Fe3O4 MNPs poate
ramane dupa modificarile cu citrat de sodiu si acid oleic.
Dimensiunea medie a cristalitelor este de aproximativ 12.6 nm
(a), 13.4 nm (b), 14.2 nm (c) si respectiv 13.8 nm (d), calcule pe
baza relatiei Debye-Scherrer (d=k*/(*cos)).
In figura urmatoare se vor prezenta spectrele FT-IR ale Fe3O4
MNPs din toate probele. Se poate observa caracteristica de
absorbtie a legaturii Fe-O la aproximativ 580 cm-1 si 634 cm-1, in
timp ce legatura OH este la aproximativ 3398 cm-1. Peak-urile
similare se observa si in figura b. Comparativ cu figura b, putem
observa peak-uri noi in figura c. Absorbtia la 1393 cm-1 si 1587
cm-1 sunt varfuri caracteristice legaturii COO-Fe, care se poate
datora gruparilor radicale hidroxil de la suprafata Fe3O4
reactionate cu anioni carboxilat de la citratul de sodiu.
Peak-urile de 2855 cm-1 si 2924 cm-1 sunt vibratiile legaturilor
lungi alchil CH2 si CH3.
-
P a g i n a | 13 Proiect Nanobiomateriale
In plus, varful caracteristic al legaturii OH la 3378 cm-1 este
evident imbunatatit. Aceste varfuri arata ca citratul de sodiu a
fost grefat cu succes pe suprafata de Fe3O4 MNPs prin reactia
chimica dintre gruparile radical hidroxil de pe suprafata Fe3O4
MNPs si gruparile de acid carboxilic din acidul oleic.
Abele varfuri de 598 cm-1 in figura c si 581 cm-1 in figura d
confirma existenta legaturii Fe-O.
Morfologia si distributia acestor probe a fost in continuare
caracterizata cu TEM. Toate Fe3O4 MNPs prezinta o forma sferica
omogena cu diametru de aproximativ 12-15 nm, care este in
concordanta cu rezultatele analizei XRD. Cele pregatite fara
modificarea agregatelor in apa deionizata sunt prezentate in figura
a. Citratul de
sodiu si acidul oleic au modificat Fe3O4 MNPs, care vor prezenta
o capacitate buna de dispersie in apa deionizata si solutie de acid
oleic, putand fi datorat faptului ca energia de suprafata este mare
si atractiile dipolare ale Fe3O4 MNPs au fost reduse foarte mult
dupa modificarea cu citrat de sodiu si acid oleic.
In concluzie, s-a prezentat pe scurt o alta tehnica simpla si
eficienta de a pregati si modica Fe3O4 MNPs. Rezultate indica
faptul ca citratul de sodiu si acidul oleic au un efect mic asupra
cristalizarii. Spectrele indica faptul ca acestea s-au grefat cu
succes pe suprafata Fe3O4 MNPs. Modificarile duc la o capacitate de
dispersie in solutie apoasa/neapoasa, ceea ce face Fe3O4 MNPs un
material promitator in domeniul biomaterialelor.
-
P a g i n a | 14 Proiect Nanobiomateriale
Modificari aduse nanoparticulelor de magnetita
Dispersii coloidale de nanoparticule de magnetita modificate cu
polietilen glicol
Design-ul nanoparticulelor dispersabile in solutii apoase este
in curs de investigare datorita cresterii interesului in potentiale
aplicati precum tratamentul cancerului, agent de contrast si de
orientare, biosenzori si bioseparari, asa cum am amintit si mai sus
sau la obtinerea de nanoflori de Fe3O4. In cele mai multe aplicatii
este de preferat sa se obtina dispersii coloidale apoase stabile,
formate din nanoparticule cu dimensiuni si proprietati uniforme.
Polimerii si materialele polimerice naturale au fost folositi ca
agenti activi de suprafata pentru a stabiliza particulele. Exemple
ar include dextranul, chitosanul, acoolul polivinilic,
policaprolactona si polietilen glicolul. Printre polimerii
mentionati, polietilen glicolul (PEG) este de mare interes in
special in aplicatii biologice intrucat s-a dovedit ca se poate
spori stabilitatea particulelor in apa datorita solubilitatii sale
ridicate. Acesta reduce aglomerarea particulelor care ar putea duce
la absorbtia specifica a proteinelor plasmatice si o eliminare
rapida a particulelor de catre sistemul imunitar.
Alte potentiale aplicati ale nanoparticulelr magnetice
modificate cu PEG include nanocompozite cum ar fi nanofibrele
magnetice care pot fi utilizate pentru imbracamintea de protectie,
fibre magnetice, stocare si imagistica.
Au fost utilizate mai multe tehnici pentru a obtine
nanoparticule modificate cu PEG utilizand PEG functional sau
copolimeri ai PEG cu grupari functionale de tipul OH, -COOH care
pot interactiona cu suprafata particulei.
Cel mai adesea aceste grupari sunt adsorbite fizic pe suprafata
particulei, limitand stabilitatea in anumite intervale de timp si
pH.
In situatiile unde stabilitatea particulelor este de maxima
importanta, cum ar fi in cazul aplicatiilor biomedicale, chimia
silanului este explorata ca o alternativa de functionalizare
deoarece moleculele se pot lega pe suprafata particulei,
imbunatatind stabilitatea in suspensii in conditii fiziologice.
[5]
Pregatirea nanoparticulelor magnetice modificate cu PEG pentru
sintetizarea prin bine cunoscuta tehnica de co-precipitare a fost
raportata utilizand PEG-silani comerciali, care sunt foarte scumpi
si greu de obtinuti. Tehnica de co-precipitare este potrivita
pentru producerea de cantitati mari de nanoparticule magnetice, dar
nu asigura controlul asupra nucleatiei si etapelor de crestere care
guverneaza formarea de nanoparticule.
Acest lucru duce la particule cu o dimensiune si distributie
larga (intre 5 si 30 nm in diametru) si sunt de obicei aglomerate,
chiar si dupa modificarea suprafetei cu surfactanti sau polimeri.
Polidispersia si aglomerarea ar putea afecta uniformitatea si
reproductibilitatea proprietatilor magnetice si fizico-chimice a
suspensiilor magnetice in diferite medii, ceea ce nu este de dorit
in unele aplicatii. O alternativa pentru a controla dimensiunile
nanoparticulelor si distributia dimensiunilor este utilizarea
tehnicii de descompunere termica unde precursori de fier se vor
descompune in prezenta unui surfactant nepolar utilizand solventi
cu punct de fierbere ridicat.
-
P a g i n a | 15 Proiect Nanobiomateriale
Aceasta tehnica produce nanoparticule magnetice puternic
monodisperse cu aproape nicio aglomerare in timpul sintezei.
Totusi, particulele rezultate sunt hidrofobe, asadar sunt necesare
masuri suplimentare dupa sinteza pentru a face particulele
dispersabile in apa prin inlocuirea surfactantului nepolar de pe
suprafata particulei cu o molecula hidrofila.
PEG grefat pe suprafata nanoparticulelor ofera stabilitate
sterica care concureaza cu efectele destabilizatoare ale fortelor
Van de Waals si ale energiilor de atractie. Acest lucru poate fi
modelat utilizand teoria DLVO care descrie fortele intre particule
ce afecteaza stabilitatea acestora in suspensii.
Aceasta teorie nu a fost pe larg aplicata nanoparticulelor
magnetice acoperite cu lanturi de polimeri din moment ce
majoritatea aplicatiilor derivate sunt in situatii in care stratul
de polimer pe suprafata este foarte subtire in comparatie cu raza
de curbura a particulei (aproximarea Derjaguin).
Aceste conditii nu sunt de multe ori si cazul experimental,
deoarece razele particulelor sunt de aproximativ 5 nm, iar
acoperirile de 2-10 nm in grosime. Expresii sunt acum disponibile
si pot fi utilizate pentru a descrie volumul efectiv al
suprapunerii intre cele 2 sfere cu lanturile de polimer grefate,
fara a recurge la aproximarea Derjaguin, care tinde sa
supraestimeze energia sterica de interectie atunci cand particulele
se apropie la o distanta egala cu grosimea stratului de polimer. In
acest caz, potentialul de interactiune intre particule este evaluat
folosind volumul exact de suprapunere, calculat presupunand ca
polimerul/stratul de polimer de pe suprafata particulelor se
caracterizeaza printr-o latime fixata si o distributie uniforma a
segmentelor polimerice.
Contributia prezentata descrie sinteza si stabilitatea de
dispersii coloidale a nanoparticulelor magnetice monodisperse
modificate cu PEG-silani. PEG-silanul a fost preparat utilizand
tehnici accesibile prin reactia mPEG-COOH cu 2-aminopropil
trietoxilan (APS). Stabilitatea particulelor in solutie apoasa a
fost studiata prin difuzia dinamica a luminii si alte
masuratori.
Teoria DLVO a fost utilizata pentru a modela efectul
PEG-silanului asupra stabilitati particulelor folosind expresii
analitice derivate pentru repulsie sterica aplicabile in cazul in
care raza particulei este comparabila cu grosimea stratului de
polimer asa cum este cazul in care nanoparticulele de magnetita
aoperite cu PEG-silani. Tehnici dezvoltate ca parte din aceasta pot
fi aplicate in functionalizarea altor oxizi de silani sau metal
cand stabilitatea particulelor in apa este de maxima
importanta.
-
P a g i n a | 16 Proiect Nanobiomateriale
Obtinerea de forme diverse utile alegerii aplicatiei:
Sinteza de nanoflori de Fe3O4
Materialele magnetice de oxid de fier au acaparat atentia larga
datorita potentialelor aplicatii in bioseparari, tratament prin
hipertermie, teste imunologice, transport cu eliberare controlata
de medicamente sau de gene. Pentru a obtine diferite forme ale
nanoparticulelor de Fe3O4 ca de exemplu sfere, tije, fire, forme
triunghiulare, tuburi, octaedrica sau de tip floare, ele au fost
sintetizate prin metode diferite cum ar fi de exemplu procese
mediate prin pirosol, procese hidrotermale, gravura chimica umeda,
prin inductie in camp magnetic sau descompunere termina.
Nanoparticulele cu forma bine definita si o foarte buna
cristalinitate de Fe3O4 au fost sintetizate prin metoda de
descompunere termica utilizand Fe(CO)5 , fie acetilacetonat si
oleat de fier ca precursori. Totusi, productia pe scara larga nu a
fost posibila deoarece precursorii sunt de natura toxica si in
acelasi timp sunt foarte scumpi. Mai mult decat atat, temperatura
de reactie mare si atmosfera inerta sunt cerinte necesare obtinerii
de nanoparticule de Fe3O4 ca unica faza. Deoarece o metoda mai
accesibila a obtinerii de nanoparticule prin metode hidrotermale
asistate de surfactant au fost dezvoltate, acestea vor aduce
avantaje prin factori caracteristici metodei: netoxica, realizata
la temperatura mica si economica.
Vom prezenta asadar aceasta metoda, proprietatile structurale
ale acestor nanoparticule fiind identificate prin masuratori XRD si
respectiv TEM pentru studierea evolutiei morfologiei
nanoparticulelor.
Materiale si metode [6]
Nanoparticulele de tip floare de Fe3O4 au fost sintetizate prin
metoda hidrotermala asistata se surfactant. Toti reactivii chimici
au fost de calitate/clasa analitica si utilizare fara alta
purificare suplimentara. Intr-o procedura tipica, FeCl36H2O (0.9 g)
au fost dizolvate cu etilen glicol (50 ml) pentru a forma o solutie
curata, urmata prin adaugarea de tetraetilen glicol tetramina
(TETA) sub agitare. Compozitia a fost agitata continuu pentru 30
minute si apoi transferata la autoclava infasurata in teflon.
Autoclava a fost apoi inchisa etans si mentinuta in cuptor la 230C
pentru 24h pentru ca in final sa fie racita si adusa la temperatura
camerei. Precipitatul negru a fost colectat prin centrifugare
urmand spalarea cu apa distilata si etanol absolut de cateva ori,
iar apoi uscat la 60C peste noapte.
Au fost efectuate 3 experimente diferite prin variatia
concentratia de TETA in sinteza si anume: 2 ml, 5 ml si respectiv
10 ml, obtinand in final probele A, B si respectiv C.
-
P a g i n a | 17 Proiect Nanobiomateriale
Caracterizare Rezultate si discutii
Studii structurale
Structura cristalografica a produselor sintetizate a fost
identificata prin masurarea difractiei raxei X pe pulbere. Analiza
XRD a produselor sintetizate sunt prezentate in figura alturata.
Toate varfurile din analiza pot fi indexate structurii cubice
invers spinala a fazei magnetita din toate produsele sintetizate.
Nici o impuritate nu a fost detectata in peak-urile analizei XRD a
produselor sintetizate.
Studii de morfologie
Morfologia cristalina si calitatea problelor sintetizate au fost
investigate prin TEM. Imaginile TEM reprezentative penru probele A,
B si C sunt prezentate in figura alatura, subpunctele a, c si e.
Imaginile TEM prezinta evolutia formei nanoparticulelor de la
poiedru spre structura de tip floare. Figura a prezinta existenta
nanostructurii de tip poliedru si foarte putin de tip tija.
Dimensiunea medie a particulelor poliedrice este de aproximativ 35
nm. Figura c prezinta structuri de tip sfera poroasa cu dimensiuni
de aproximativ 50 nm. Figura e prezinta nanoparticule de tip floare
cu dimensiuni de aproximativ 30 nm cu anumite aglomerari. Se
prezinta asadar nanoparticulele individuale de Fe3O4. Figura d, e
si f prezinta imaginile HRTEM ale probelor A, B si C. Analiza HRTEM
prezinta faptul ca particulele
se afla la distante unice cristaline si interplanare, plecand in
franjuri, ceea ce corespunde planului de magnetita.
-
P a g i n a | 18 Proiect Nanobiomateriale
Mecanism de formare
Posibilul mecanism de formare a unei nanoflori este descris ca
asamblarea orientata a nanoparticulelor sferice, conducand in final
la formarea de nanoparticule tip floare de Fe3O4. In mod normal
orientarea perfecta a nanocristalelor poate fi formata in solutie
EG comparativ cu solutia apoasa, lucru datorat gruparilor hidroxil
de la suprafata foarte putine si vascozitatii EG care permite
nanocristalelor sa se roteasca in mod adecvat pana la gasirea
configuratiei de energie minima. Datorita polaritatii diferite
intre TETA si EG, TETA poate actiona ca surfactant pentru a forma
micelii stabile si a induce cresterea si asamblarea
nanoparticulelor de Fe3O4, in mod similar cu surfactantul utilizat
in sistemele hidrotermale pentru controlul cresterii
nanostructurilor, lucru confirmat prin efectul dramatic asupra
schimbarilor morfologiei produsilor finali.
Pentru a studia mecanismul de crestere a nanoflorilor in
detaliu, experimentele au fost realizate folosind diferite
cantitati de TETA in domeniul 2-10 ml, mentinand celelalte conditii
constante. Evolutia morfologiei a fost semnificativ afectata de
variatia TETA. Particulele de tip tija au fost formate la cantitati
mici de TETA. Odata cu cresterea cantitatii de TETA la 5 ml, mai
multe nanosfere poroase au fost formate cu mai putine particule
poliedrice. Cand cantitatea de TETA a fost crescuta la 10 ml,
nanostructuri unice de tip floare de Fe3O4 au fost obtinute. S-a
confirmat asadar importanta cantitatii de TETA din experiment,
afectand dramatic evolutia morfologiei cristalelor.
Proprietati magnetice
Proprietatile magnetice ale nanostructurilor de magnetita
sintetizate au fost investigate folosind studii VSM, la temperatura
camerei. Rezultatele arata ca toate probele sintetizate cu diferite
morfologii prezinta proprietati magnetice.
Concluzii
Nanoflorile cristaline de Fe3O4 cu dimensiuni de 30 nm au fost
sintetizate cu succes printr-o metoda usoara - hidrotermala
asistata de surfactant. Evolutia morfologiei nanoparticulelor de
Fe3O4 de la poliedru spre floare au fost realizate prin variatia
cantitatii de TETA. Au fost propuse in experimentul prezentat
posibile mecanisme de crestere pentru a explica aceste tranzitii
morfologice cu ajutorul TETA. Proprietatile magnetice ale
structurilor obtinute au fost confirmate.
-
P a g i n a | 19 Proiect Nanobiomateriale
2.1.2. Influenta diferitelor
conditii de sinteza
asupra
nanoparticulelor de
Fe3O4
Pentru a intelege mai bine cele ce urmeaza, vom prelua foarte pe
scurt cateva date despre
magnetita, putand accent pe proprietati de interes si de
structura.
Magnetita este asadar un oxid de fier mixt (FeOFe2O3) cu o
structura cristalina spinal inversa.
In aceasta structura, jumatate din ionii de Fe3+ sunt coordonati
tetraedric, in timp ce cealalta
jumatate de ioni de Fe3+ si ionii de Fe2+ sunt coordonati
octaedric. Fiecare parte octaedrica are
6 vecini ioni de O2- dispusi la colturile octaedrului, in timp
ce fiecare parte tetraedrica are 4
vecini de O2- aranjati in colturile tetraedrului. S-au prezentat
proprietati magnetice si electrice
unice bazate pe transferul electronilor intre ionii de Fe2+ si
ionii de Fe3+ in situatiile octaedrice.
Cu toate acestea, nanoparticulele magnetice arata ca
proprietatile teoretice sunt diferite de cele
ale materialului brut datorita dimensiunii mici si a
schimbarilor fundamentale in coordonate si
simetrie. Nivelul de interes pe particule de magnetita ca
nanoparticule a crescut mult recent si
impactului potentialului sau tehnologic si avantajele pe care le
aduce sunt in curs de utilizare.
Particulele superparamagnetice sunt compatibile pentru
bioaplicatii, asa cum am amintit si in
subcapitolele anterioare. Ele pot fi sintetizate prin diverse
metode, unele prezentate mai pe
larg si altele doar mentionate in acest proiect si anume
co-precipitare in solutie apoasa de ioni
ferici si ferosi ca baza, metoda sol-gel, metoda coloidata, rute
neapoase si piroliza, etc.
Vor fi prezentate pe scurt influenta cantitatii de AOT si
N2H4H2O, temperatura de reactie si
respectiv timpul asupra dimensiunii, proprietatilor magnetice si
de dispersie ale
nanoparticulelor.
Experimental [7]
Toti reactivii prezentati sunt de calitate analitica si
utilizati fara alta purificare. In mod uzual, 2
mmol de FeCl3 si cantitatea corespunzatoare de AOT au fost
dizolvate in 5 ml si respectiv 15 ml
de apa. Apoi o cantitate de N2H4H2O (50%) a fost adaugata in
solutia de AOT. Dupa agitare
magnetica timp de 15 minute, a fost adaugata solutia de Fe Cl3.
Inainte sa fie transferata solutia
in autoclava inoxidabila captusita cu teflon, s-a lasat sub
agitare magnetica inca 15 minute.
Autoclava a fost pusa in cuptor la temperaturi diferite, apoi
racita la temperatura camerei in
mod natural. Nanoparticulelel negre de Fe3O4 au fost spalate
prin centrifugare si uscate in aer.
-
P a g i n a | 20 Proiect Nanobiomateriale
Caracterizare FT-IR
Spectrul FT-IR al probei sintetizate in
solutia AOT 0.10M si N2H4H2O (20%)
la 150C pentru 10h este prezentat
alaturat.
Peak-ul la proximativ 577 cm-1 este
legat de vibratia grupei functionale
Fe-O, ceea ce se potriveste bine cu
caracteristica de varf a Fe3O4. Totusi
peak-ul a fost usor mutat ca rezultat a
existentei surfactantului pe suprafata
particulei. Peal-urile de aproximativ 1047 cm-1 si 1629 cm-1 se
datoreaza vibratiei legaturii C-O
si respectiv C=O. 3422 cm-1 este probabil atribuit legaturii O-H
si 1399 cm-1 poate fi asociat
vibratiei legaturii C-H. Se demonstreaza ca surfactantul (AOT)
are molecule legate pe suprafata
nanoparticulelor.
Efectele concentratiei de AOT
Difractogramele XRD ale
nanoparticulelor obtinute difera prin
concentratiile AOT in curbele a, b, c si
respectiv d: 0.10M, 0.05M, 0.02M si
respectiv 0M. Totusi exista si
parametri fixati si anume
temperatura de 150C, timpul de 10h
si concentratia de N2H4H2O de 20%.
Pentru o mai buna intelegere,
prezentam 3 tipuri de interactii intre
particule: Van der Waals, forte
magnetice, forte de reactie a stratului
electric dublu. Cele doua afinitati existente intre particule
sunt contracarate doar de forta de
respingere pentru a face particulele stabile in solvent. Dar
aceste forte repulsive sunt mici. In
general, pentru o mai buna dispersie a particulelor in solvent,
nanoparticulelor li se modifica
suprafata pentru a absorbi un strat de surfactant pe suprafata.
Astfel, spatiul respingator de la
surfactant poate contracara afinitatile intre particule. In
acelasi timp, proprietatea de umectare
si unghiul de contact ale nanoparticulelor cu mediul poate fi
imbunatatit prin modificarea
suprafetei particulelor, iar proprietatile de dispersie pot fi
imbunatatile, asa cum am amintit si
detaliat in unele subcapitole ale acestui proiect.
-
P a g i n a | 21 Proiect Nanobiomateriale
In acest experiment, AOT s-a folosit ca surfactant pentru a
forma micelii pe suprafata
nanoparticulelor dupa nucleare, ceea ce impiedica cresterea in
continuare. Abilitatea miceliilor
de a opri marirea particulelor devine mai puternica odata cu
cresterea cantitatii de surfactant,
astfel incat dimensiunile particulelor scad, ducand in final la
o dispersie omogena a acestora.
Mai mult decat atat, cantitatea mare de surfactant aduce
oportunitati de contact cu suprafata in
toate directiile nanoparticulelor sferice de Fe3O4. Aceasta
inseamna de asemenea ca distributia
surfactantului pe diferite directii ale suprafetei
nanoparticulelor de Fe3O4 este puternic
izotropa. Se poate gasi astfel distributia marimii mai bune in
procesul de crestere cristalina cu
o cantitate
optima de
surfactant.
Imaginile TEM
ale particulelor
sunt afisate in
figura
alaturata. Cand
concentratia de
AOT este
0.10M,
dimensiunea
medie a
particulelor este 11.0 nm si distributia este relativ omogena
(figura a). Se poate observa de
asemenea dispersia nanoparticulelor de Fe3O4 mult mai buna. In
contrast, la concentratia AOT
de 0.02M, dimensiunea medie este de 17.5 nm (figura b) si
distributia pe dimensiunea
particulelor este mai proasta decat in cazul cu concentratia AOT
de 0.10M , agregarea
nanoparticulelor putand fi observata.
Pe baza celor de mai sus, rezulta ca dimensiunea medie (11.0 si
17.5 nm) sunt in concordanta
cu rezultatele XRD (12.10 si 17.5 nm).
Figura urmatoare prezinta buclele de histerezis ale probelor
sintetizate cu diferite concentratii
AOT (0M, 0.02M, 0.05M si respectiv 0.10M figurile a, b, c si
respectiv d), masurate la
temperatura camerei. Rezultatele indica faptul ca particulele
prezinta proprietati
superparamagnetice la temperatura camerei, deoarece remanenta
particulelor este zero si
coercivitatea neglijabila in absenta de camp magnetic
exterior.
Motivul superparamagnetismului particulelor este faptul ca
dimensiunea lor este prea mica,
astfel incat fiecare particula este un domeniu magnetic unic si
energia de bariera pentru rotirea
inversa este usor de depasit prin vibratii termice.
-
P a g i n a | 22 Proiect Nanobiomateriale
Morrish si colaboratorii
au verificat ca particulele
de Fe3O4 au un singur
domeniu cand
dimensiunea lor este de
50 nm sau mai putin.
Intrucat dimensiunea
medie a probelor
preparate este mai mic
decat dimensiunea critica
a superpara-
magnetismului pentru
nanoparticulele de Fe3O4
la temperatura camerei
se considera ca
particulele sunt aduse la
superparamagnetism.
Efectele concentratiilor de N2H4H2O
Este bine de stiut faptul ca pregatirea nanoparticulelor este in
general dificila deoarece sarurile
de fier sunt usor de hidrolizat si transformat in hidroxizi
stabili, ceea ce prezinta uneori
probleme in cadrul unui astfel de experiment. In experimentul
prezentat s-a folosit N2H4H2O ca
agent de reducere a sarurilor de fier din solutie. Avantajele
utilizarii N2H4H2O sunt: capacitatea
puternica de reducere, mai putine impuritati introduse, pret mai
mic.
Pentru a discuta efectele N2H4H2O asupra nanoparticulelor, s-au
ales diferite rapoarte ale
concentratiilor de N2H4H2O si anume: 10%, 20%, 30% si respectiv
40% din volumul total al
amestecului ca proba de testare, in timp ce concentratia de AOT
a fost fixata la 0.10M,
temperatura la 150C si timpul de 10h.
Rezultate XRD prezentate in figura alaturata
se protrivesc cu standardul model al Fe3O4. Se
poate observa ca prin cresterea concentratiei
de N2H4H2O se va ajunge la scaderea
dimensiunii particulelor in mod dreptat.
Posibilul motiv este forta de respingere intre
ionii hidroxil care impiedica cresterea
boabelor de cristal cand sunt in exces ionii
hidroxil produsi de N2H4H2O si sunt adsorbiti
pe suprafata cristalelor. Atunci cand
concentratia de N2H4H2O > 30%,
cristalinitatea Fe3O4 este slaba si sunt
-
P a g i n a | 23 Proiect Nanobiomateriale
detectate unele peak-uri de impuritati, probabil datorita
acestui exces de ioni hidroxil produsi
de N2H4H2O, ducand la existenta unui produs intermediar de tipul
FeO(OH) sau altele. Datorita
complicatiilor aduse de impuritati, acestea nu sunt marcate.
Efectele temperaturii
Pentru a studia efetele temperaturii de reactie
asupra fazei cristaline, s-au ales temperaturi de
120C, 150C, 180C si respectiv 200C ca
temperatura de reactie, ceilalti parametrii
ramanand fixati la 10h timp de reactie, N2H4H2O
20% si concentratia de AOT 0.10M.
Difractiile XRD sunt redate in figura alaturata .
Comparand rezultatele cu alte date raportate se
constata ca principala faza cristalina este la
a=8.40. In timp ce se observa cristalinitatea
coborata a Fe3O4, unele varfuri de impuritati sunt
detectate la temperaturile de 180C si respectiv
200C. Investigatiile suplimentare pot arata faptul ca varfurile
impuritatilor sunt datorate unor
produsi intermediari de tipul FeO(OH), implicand faptul ca
temperatura de reactie mai mare
este impotriva reactiei de obtinere a produsului final de
Fe3O4.
Cu ecuatia Debye-Scherrer, dimensiunea
cristalitelor se poate calcula. Rezultatele
colectate in figura alaturata indica faptul ca
dimensiunea particulelor creste odata cu
cresterea temperaturii de reactie. Motivul
este faptul ca moleculele mari de pe suprafata
particulelor sunt mai putin stabile energetic
decat cele deja ordonate si agregate in
interior. Particulele mari, cu raportul
suprafetei la volum mic rezulta intr-o energie
mica. Deoarece sistemul incearca sa reduca
energia sa totala, moleculele de pe suprafata
particulelor mici tind sa se dizolve si difuzeze prin solutie.
In final precipita pe suprafata
particulei mai mari. (conform Oswald)
Prin urmare, particulele mai mari vor creste si mai mult pe
costul celor mici. Deoarece
dizolvarea este un proces endotermic, temparatura mai mare poate
imbunatati cresterea de
boabe de cristal. In acelasi timp, procesul de difuzie poate fi
accelerat cu cresterea temperaturii
de reactie, promovand cresterea dimensiunii cristalelor mai
eficient. Dimensiunea particulelor
si dependenta de temperatura joasa are un rol important.
-
P a g i n a | 24 Proiect Nanobiomateriale
Efectul timpului de reactie
You si colaboratorii au folosit aceasta metoda
pentru a obtine nanoparticule de Fe3O4 , dar
timpul de reactie diferit: 3h, 5h, 7h, 10h si
respectiv 13h conform rezultatelor XRD
prezentate in figura alaturata (a, b, c, d si
respectiv e). Rezultatele prezinta peak-uri pe
baza carora se pot estima dimensiunea
nanoparticulelor pe baza relatiei Debye-Scherrer,
in tabelul de mai jos:
Pe baza acestor rezultate putem observa tendinta de crestere a
dimensiunii nanoparticulelor odata cu cresterea timpului de
reactie, tendinta fiind evidenta.
Concluzie
Nanoparticulele de Fe3O4 au fost sintetizate cu succes prin
utilizarea AOT ca surfactant, acestea jucand un rol important in
procesul de sinteza. Cantitatea de AOT si N2H4H2O, in aceiasi
masura cu temperatura si timpul de reactie sunt parametri cu un
impact deosebit asupra dimensiuni nanoparticulelor, proprietarilor
dispersive, proprietatilor magnetice, etc.
Cand concentratia de AOT este 0.10M, N2H4H2O 20%, temperatura de
150C si respectiv timpul de 10h, nanoparticulele prezinta o
distributie buna a marimii.
-
P a g i n a | 25 Proiect Nanobiomateriale
2.1.3. Comparatie intre sinteza nanoparticulelor a doua
aplicatii diferite
Nanoparticule magnetice Fe3O4 acoperite cu siliu si Ag
Nanoparticulele de metal au fost subiectul de cercetare intens
in ultima perioada datorita proprietatilor unice fizice, chimice si
biologice. In special nanoparticulele metalice sunt atractive
pentru cataliza, in conditii blande, deoarece raportul suprafetei
la volum permite utilizarea eficienta a metalelor scumpe.
Reducerea catalitica cu p-nitrofenol a fost intens studiata,
implicand diverse metale nobile nanocatalizatoare cum ar fi Au, Ag,
Pt si Pd. Comparativ cu Au, Pt si Pd, Ag este mai ieftin, precum si
poseda proprietati fizice si chimice mai bune. Mai mult decat atat,
nanoparticulele de argint drept catalizator au atras un mare
interes stiintific datorita proprietatilor catalitice precum si a
unei varietati de reactii organice. [8]
Nanoparticulele necesita un suport stabil pentru a preveni
agregarea in timpul reactiei astfel incat nanoparticulele
catalitice sunt de obicei imobilizate pe suporturi solide, ca de
exemplu carbon, oxizi de metal; totusi aceste materiale catalitice
sunt de obicei separate prin centrifugari si filtrari consumatoare
de timp. Cu toate acestea, metodele de separare traditionale ar
putea deveni ineficiente pentru dimensiunile particulelor de suport
mai mici de 100 nm, impiedicand astfel recuperea si reutilizarea
catalizatorilor din solutia apoasa.
Cu o clasa importanta de materiale de separare, nanoparticulele
magnetice (Fe3O4 MNPs) au aparut recent ca o alternatica viabila a
materialelor conventionale pentru suporturi catalitice.
Proprietatile lor superparamagnetice si insolubilitatea permite
catalizatorilor sa fie usor separati cu un camp magnetic exterior,
ceea ce elimina necesitatea de filtrare. S-au facut anumite
strategii pentru a combina nanoparticule de Ag si nanoparticule
magnetice, formand nanocompozite care poseda functionalitati duale
magnetice si catalitice.
Duo si colaboratorii au preparat Ag-Ag/Fe3O4@SiO2
(fotocatalizator plasmonic) prin metoda de depunere-precipitare si
fotoreducere pentru fotodegradarea rodaminei B si 4-clorfenol. [9]
Li si colaboratorii raporteaza si ei prepararea nanoparticulelor
reciclabile de Fe3O4/SiO2 cu Ag/Au. [10]
Cu toate acestea, procedurile de sinteza sunt complicate
datorita miezului gol de Fe3O4 MNPs. Silicea este unul dintre cele
mai ideale straturi de acoperire pentru nanoparticulele de Fe3O4
datorita stabilitatii chimice si termice ridicate, a
compatibilitatii bune pe suprafete intinse.
Pe de alta parte, dioxidul de siliciu a fost raportat ca fiind o
matrice adecvata de suport pentru a imobiliza nanoparticule de Ag
si a evita agregarea acestor nanoparticule.
Prin urmare, in cazul in care un strat de dioxid de siliciu este
format pe suprafata de Fe3O4, stratul de siliciu este nu numai un
substrat eficient pentru imobilizarea nanoparticulelor de Ag, ci si
imbunatateste stabilitatea miezului/nucleului de Fe3O4.
-
P a g i n a | 26 Proiect Nanobiomateriale
Sinteza de Fe3O4@ZnS si Fe3O4@Au@ZnS
Recent a existat un mare interes pentru fabricarea materialelor
compozite cu nucleu scheletic (core-shell), in timp ce
proprietatile fizice, chimice si functionale ale acestor materiale
nanocompozite pot fi reglate prin controlul compozitiei lor,
dimensiunii relative a nucleului si a scheletului, efecte de
interfata si atasari de grupe functionale diverse.
Combinatia de materiale magnetice cu materiale semiconductoare
luminescente in structuri de tip core-shell a atras considerabil
atentia din moment ce scheletul poate oferi protectie nucleelor,
introducand multiple functii si proprietati noi structurii hibride,
oferind si o bariera sterica pentru a preveni aglomerarea
nanoparticulelor. Mai multe tipuri de oxizi de fier au fost
utilizati in domeniul nanoparticulelor magnetice, printre care
magnetita este considerata a fi acoperit toate cerintele necesare
pentru aplicatii biomedicale. [11] Aceste cerinte includ momente
magnetice suficient de ridicate, stabilitate in medii fiziologice,
suprafata mare, toxicitate redusa si o pregatire usoare.
Aplicabilitatea nanoparticulelor de oxid de fier depind de
dimensiunea nanoparticulelor, functionalitatea, stabilitatea si
abilitatea de dispersie a suprafetei interfaciale. Sulfura de zinc
(ZnS) a atras atentia ca un semiconductor important cu benzile
II-VI datorita proprietatilor optice si semiconductoare excelente.
Acesta a fost asadar larg investigat datorita potentialului sau
competitiv pentru dispozitive in infrarosu. In comparatie cu alte
materiale fotoluminescente (specii organice fotoluminescente), ZnS
are avantaje constand in proprietati intrinseci puternice si de
dopaj fluorescent, stabilitate buna sub raze ultraviolete, reglare
a emisiei lungimii de unda prin variatia atat a ionilor de dopaj,
cat si datorita efectelor cuantice, de dimensiune, respectiv de
diametru a particulelor. Este de mentionat ca acest material este
prietenos cu mediul si poate fi prelucrat prin procedee simple.
Pentru a combina proprietatile acestor doua materiale noi
decidem deci sa le combinam intr-o singura structura core-shell,
avand proprietati magnetice, optice si semiconductoare care pot fi
modelate prin interactii interfaciale intre schelete diferite. Cu
toate acestea, rapoartele cu privire la ambele functii: optice si
magnetice ale nanoparticulelor core-shell sunt limitate datorita
fenomenelor de interfata cu impact privind proprietati fizice si
chimice. Nanoparticulele compozite intefereaza mai multe functiii
intr-o singura entitate. Diferite componente au adesea interfete
care rezulta din interactiuni intercomponent puternice cu
proprietati si aplicatii noi. Pana in prezent, diferite abordari au
fost dezvoltate pentru a sintetiza nanocompozite magnetice
luminescente bifunctionale multi-schelet bazate pe Fe3O4 si
invelisul exterios de ZnS. [12]
-
P a g i n a | 27 Proiect Nanobiomateriale
Sinteza nanoparticulelor magnetice de Fe3O4 MNPs
1. Pentru aplicatia de Fe3O4 acoperite cu siliu si Ag [8]
Particulele magnetice au fost preparate prin metoda
solvotermala. Pe scurt, 2.70 g de FeCl36H2O si 7.20 g de acetat de
sodiu anhidru s-au dizolvat in 100 ml de etilen glicol sub agitare
puternica timp de 30 minute. S-a obtinut o solutie galbena omogena
care a fost transferata in autoclava din oxel inoxidabil si
sigilata la o temperatura de 200C. Dupa 8h de reactie, autoclava
este adusa la temperatura camerei. Particulele negre de magnetita
au fost spalate cu etanol de 6 ori si stocate la 60C pentru
12h.
Alaturi voi prezenta o schema cu procesul integral de obtinere a
aplicatiei, pe noi interesandu-ne a face o paralela intre
modalitati de obtinere Fe3O4 pentru doua aplicatii diferite si a le
compara.
2. Pentru aplicatia de Fe3O4 @ZnS si Fe3O4 @Au@ZnS [11]
Particulele de magnetita au fost obtinute si ele in conformitate
cu datele din literatura, cu modificari minore necerare in scopul
celor prezentate la descrierea aplicatiei.
Particulele au fost preparate prin co-precipitare din solutie
apoasa pornind de la FeCl2 si FeCl3 ca precursori la un pH puternic
bazic si o temperatura de 80C (pH=12 a fost relizat prin aditia
prin picurare a solutiei amoniac 25%). Raportul dintre precursori a
fost de Fe2+:Fe3+=1:2. Precipitatul negru a fost izolat cu magnet
si spalat cu apa deionizata de mai multe ori pana se ajunge la
pH=7. Mai jos avem conditiile necesare obtinerii aplicatiilor:
-
P a g i n a | 28 Proiect Nanobiomateriale
2.1.4.
Exista o importanta deosebita a diverselor metode de obtinere a
nanoparticulelor de Fe3O4 , in functie de aplicatia dorita:
biosenzori, agent de contrast pentru rezonanta magnetica,
bioseparari, afisaj electroforetic, etc.;
Conditiile de obtinere joaca si ele un rol prioritar in
caracterizarea nanoparticulelor, ajungandu-se in final la doze
optime de precursori si conditii predefinite; de mentionat faptul
ca acesta caracterizari ale nanobiomaterialelor sunt importante si
nelipsite inaintea dezvoltarii aplicatiei propriu-zise;
Sinteza diferita a nanoparticulelor de Fe3O4 tine cont si de
combinatiile ulerioare cu elemente precum Zn, Ag, etc.;
Raportul cost/proprietati este calculat in detaliu, materiale
precum Ag fiind de preferat in defavoarea Au, Pt sau Pd, care sunt
mai scumpe;
Ca o concluzie finala a acestui subcapitol, sinteza si
caracterizarea sunt parti esentiale in derularea dezvoltarii de noi
aplicatii.
-
P a g i n a | 29 Proiect Nanobiomateriale
2.2. Aplicatii
-
P a g i n a | 30 Proiect Nanobiomateriale
2.2.1. Sinteza fluidului magnetic de Fe3O4 utilizat pentru
imagistica prin rezonanta magnetica
Fluidul magnetic Fe3O4 (MF) este o suspensie coloidala formata
din nanoparticule magnetice cu o dimensiune in jur de 10 nm si un
lichid purtator cum ar fi apa sau hidrocarburi. Datorita
caracteristicilor unice, nanoparticulele detin un potential imens
de aplicare in diverse domenii, inclusiv etansare magnetica,
amortizare, rulmenti hidrodinamici si desigur biomedicina, cu
aplicatiile mentionate pana acum. Cu toate acestea, nanoparticulele
din MF sunt predispuse a se agrega, in special atunci cand
concentratia este mare, aducand un factor de descurajare
aplicatiilor. Prin urmare, multe incercari au fost facute pentru a
pregati MF in prezenta unor surfactanti si compusi polimerici cu
grupari functionale, in mod asemanator cu cele prezentate
anterior.
Shimoiizaka si colaboratorii au prezentat mecanismul de
stabilizare a bistratului MF la inceputul anilor 1980. Ei au
pregatit primii particule acoperite cu acid oleic, dispersate in
solutie apoasa in mod asemanator cu cele prezentate anterior.
Wooding si colaboratorii au pregatit o solutie apoasa de MF
stabil folosind acizi saturati si nesaturati ca surfactanti primari
si secundari. Lin si colaboratorii au sintetizat o varianta stabila
de MF continand nanoparticule magnetic de Fe3O4 prin co-precipitare
in prezenta acidului poliacrilic. MF nu a fost stabila dupa diluare
deoarece surfactantii anionici si cationici au fost folositi ca
stabilizatori.
O ruta a fost propusa pentru sinteza de MNPs sub continua
iradiere in domeniul microundelor, fara protectie de gaz. Pentru a
imbunatati rezistenta la oxidare a MNPs, au fost preparate Fe3O4
acoperite cu ZnO sau siliciu, respectiv BaSO4. De altfel, unele
nanoparticule magnetice functionalizate au fost pregatite pentru a
functiona ca agent de consolidare RMN. Deoarece proprietatile
reologice ale MF sunt importante pentru cercetarea de baza si
aplicatii de inginerie, s-a realizat un reometru capilar sub
presiune si s-a studiat comportamentul reologic al MF bazat pe apa.
Pentru a proteja precipitatele magnetice de la oxidare, argon si
alte gaze inerte au fost folosite pentru eliminarea oxigenului din
sistem. Prin urmare, sinteza si aparatura este complexa, iar pretul
de operare mare. Mai mult decat atat, NH3H2O a fost utilizat ca
agent de co-precipitare fiind daunator mediului inconjurator. In
investigatiile din prezent, MF a fost preparat prin co-precipitare.
Scopul este de a obtine MF stabil cu raspuns magneto-termic rapid,
ceea ce poate fi folosit atat in MRI cat si in MFH. Acidul oleic si
Tween 80 au fost folositi ca surfactanti. [13]
-
P a g i n a | 31 Proiect Nanobiomateriale
2.2.2. Sticle ceramice feromagnetice cu un continut mare de
magnetita
Hipertermia distruge celulele canceroase prin cresterea
temperaturii tumorii la o gama de inainta febra, in mod similar cu
modul in care corpul uman foloseste aceasta metoda in mod natural
pentru a combate diverse forme de boli. In general, tumorile sunt
mult mai usor de incalzit decat tesutul normal inconjurator
deoarece vasele de sange si sistemul nervos sunt slab dezvoltate in
tumora si celulele canceroase sunt usor de ucis prin tratament
termic, lucru sustinut si de faptul ca alimentarea cu oxigen prin
vasele de sange nu este suficienta in tumori. Prin urmare,
hipertermia este de asteptat a fi un tratament util pentru cancer,
neavand reactii adverse. Dimpotriva, aceste temperaturi sunt sigure
pentru tesuturile sanatoase inconjuratoare cu sistem sangvin normal
si sistem de racire eficient.
Se asteapta ca sticla ceramica bioactiva feromagnetica sa fie
utila pentru tratamentul hipertermic al cancerului, in special
pentru cancerul de profunzime, ca de exemplu tumoarea osoasa. Cand
biosticla feromagnetica este implantata in jurul tumorii sub forma
granulara, sunt legate una de alta astfel incat se va forma apatita
biologica activa pe ele si vor fi fixate stabil in jurul tumorii in
cazul in care sunt situate in apropiere de oase. Mai mult decat
atat, atunci cand sunt plasate in camp magnetic alternativ, ele
incalzesc in mod eficient celulele canceroase pana vor fi necrozate
de pierderea de histerezis magnetic. Dupa incalzire ele pot de
asemenea consolida oasele tumorale slabite prin lipirea de os.
Mai multe materiale care genereaza caldura prin pierderea de
histerezis au fost dezvoltate. Printre ele, biosticla feromagnetica
a fost investigata.
Pregatirea de ceramica de sticla cu un continut de magnetita a
fost raportata in mai multe lucrari unde biosticla atingea un maxim
de 45% de magnetita din greutatea sa.
In general, generarea de caldura depinde in principal de
proprietatile magnetice ale implantului, campul magnetic,
parametrii si caracteristicile tesuturilor. Conform importantei
ionilor de Zn din corpul uman, asa cu sunt raportate, ele sunt
implicate in metabolismul osos si ar putea stimula formarea osoasa
si cresterea de proteina osoasa, continutul in calciu si
activitatea fosfatazei alcaline la oameni. [14]
-
P a g i n a | 32 Proiect Nanobiomateriale
2.2.3. Materiale
compozite
COL/HA-Fe3O4
pentru
tratamentul
cancerului osos
Cancer de os sau cancerul osos este un termen general folosit
atunci cand celulele canceroase sunt gasite in os. Cancerul care
incepe in os este numit cancer de osos primar. Este gasit de cele
mai multe ori in oasele bratelor sau ale picioarelor, dar acesta
poate aparea in orice os din corp. Copiii si tinerii au un risc mai
mare sa aiba cancer la oase decat adultii.
Formele initiale ale cancerului osos sunt numite sarcoame.
Exista mai multe tipuri diferite de sarcom si fiecare dintre ele
incep intr-un alt fel de tesut osos. Cele mai comune sunt
osteosarcoma, sarcomul Ewings si chondrosarcoma.
In randul tinerilor, cel mai frecvent tip de cancer osos este
osteosarcoma; de obicei apare intre varstele de zece si douazeci si
cinci de ani. De cele mai multe ori, barbatii sunt mai afectati
decat femelele. Osteosarcoma incepe in capetele de oase; apar
tesuturi noi pe masura ce tanarul creste; de obicei, sunt afectate
oasele lungi ale mainilor si picioarelor. Sarcomul Ewings se
formeaza in mijlocul (axul) oaselor mari si de cele mai multe ori
afecteaza oase lungi ale soldului si oase din partea superioara a
bratului si a coapsei, dar poate aparea si in coaste.
Chondrosarcoma este un tip de tumoare care se formeaza in cartilaj
(tesut in jurul articulatiilor) si se gasesc in principal la
adulti. Alte tipuri de cancer osos includ fibrosarcoma (celule
tumorale maligne uriase) si chordoma. Aceste tipuri de cancer sunt
rare si cel mai adesea afecteaza oameni de peste treizeci de
ani.
Cea mai frecventa simptoma a bolii este durerea. Cu toate
acestea, simptomele pot varia in functie de locatie si marime a
cancerului. Uneori, deformari de pe os poate fi resimtite prin
piele.
-
P a g i n a | 33 Proiect Nanobiomateriale
Tumori care apar in articulatii sau in apropiere pot cauza
inflamatii si sensibilitate in zona afectata. Alte simptome pot
include oboseala, febra, pierdere in greutate, si anemie. [15]
Tratamentul pentru unele tumori osoase pot implica o interventie
chirurgicala, cum ar fi amputarea unui membru. Chimioterapia si
radioterapia sunt eficiente in unele tumori (cum ar fi sarcomul
Ewing), dar mai putin in altele (cum ar fi chondrosarcoma). Dupa ce
a fost facut tratamentul pentru cancerul de oase, este foarte
important ca verificarile si evaluarile periodice la medic sa fie
efectuate, pentru a fi sigur ca afectiunea nu a venit inapoi si
pentru a acorda tratamentul corespunzator in cazul in care o face.
Verificarile pot fi examenul fizic, raze X, analize de sange si
alte teste de laborator.
In cazul tratamentului cancerului osos, de obicei, prima etapa
consta in indepartarea chirurgicala a tesutului tumoral. Dupa
interventia chirurgicala, defectul osos rezultat in urma extirparii
chirurgicale a tumorii este umplut cu materiale cu rol regenativ
sau cu materiale regenative care contin si magnetita si
citostatice. In majoritatea cancerelor, gradul de recurenta este
destul de mare in special datorita indepartarii partiale a
tesutului tumoral. Acesta este scopul pentru care interventia
chirurgicala este asociata cu chimio/radioterapia. Etapele
tratamentului cancerului osos sunt prezentate in schema de mai jos:
[16]
Obtinerea nanoparticulelor de magnetita [16]
Nanoparticulele de magnetita se pot obtine prin precipitare
pornind de la precursori de Fe2+ si Fe3+, mediul de reactie slab
bazic fiind realizat prin adaugare de solutie diluata de NaOH. Se
obtine magnetita, cu caracteristici si functii de utilizare
diferite.
Biomaterialele cu continut de magnetita se utilizeaza in
tratarea tumorilor prin hipertermie. Implantate in spatiul sau in
imediata vecinatate a tumorii, in camp magnetic, prin pierderile de
histerezis, produc o crestere a temperaturii locale de pana la
43-45C. Prin hipertermie, tumoarea sau urmele acesteia sunt
distruse. Sub forma nanoparticulelor, magnetita poate fi
transportata prin fluidele biologice in zona in care este necesara
producerea hipertermiei.
-
P a g i n a | 34 Proiect Nanobiomateriale
Caracterizarea nanoparticulelor de magnetita [16]
Imaginile TEM evidentiaza morfologia nanoparticulelor de
magnetita.
Imaginile electronice de transmisie permit obinerea
informatiilor referitoare la forma si dimensiunea nanoparticulelor.
Sub aspectul morfologiei, pot fi astfel identificate doua tipuri de
magnetita: sferica si cilindrica. Obtinerea magnetitei cilindrice
poate fi pusa in evidenta doar in conditiile in care sinteza este
realizata in prezenta campului magnetic. Dimensiunea particulelor
sferice de magnetita variaza de la 5 nm pana la 20 nm, diametrul
mediu al acestor particule fiind de 10-12 nm, in timp ce, in cazul
particulelor cilindrice, acestea por atinge pana la 50 nm in
lungime, diametrul fiind apropiat de cel al particulelor
sferice.
Obtinerea si caracterizarea materialelor compozite
COL/HA-Fe3O4
Sinteza materialelor compozite COL/HA-Fe3O4 implica cel mai
adesea utilizarea gelului de colagen bovin obtinut prin extractie
chimica si enzimatica, la o concentratie a gelului de 0.5-5%, iar
pH-ul cuprins intre 2 si 7.
Mineralizarea gelului de colagen se poate realiza in doua etape,
pentru o mai buna reproducere a osteosintezei naturale. In prima
etapa, suspensia de hidroxid de calciu interactioneaza cu gelul de
colagen timp de 24h. In etapa a doua, se adauga solutia de fosfat
diacid de sodiu avand loc precipitarea hidroxiapatitei. Gelul de
colagen si precursori de hidroxiapatita corespund unui raport masic
COL:HA in materialul compozit de 1:4, iar pH-ul de precipitare este
9.
In cazul obtinerii biomaterialelor COL/HA-Fe3O4, compozitul
obtinut prin mineralizarea gelului de colagen i se adauga
cantitatea corespunzatoare de magnetita, sub forma de
nanoparticule.
Sinteza materialelor compozite de tip COL/HA-Fe3O4 se realizeaza
la 352C, iar uscarea prin liofilizare.
Biomaterialele COL/HA-Fe3O4 se pot caracteriza prin difractie de
raze X, spectroscopie IR si microscopie electronica de baleiaj.
-
P a g i n a | 35 Proiect Nanobiomateriale
Din imaginile SEM rezulta ca materialele prezinta o foarte buna
omogenitate, fiind foarte asemanatoare morfologic cu materialele
compozite COL/HA.
Este, de asemenea, de mentionat ca datorita interactiunilor ce
se dezvolta intre colagen si magnetita, in masa materialului
compozit se pot identifica cristale aciculare. Dimensional,
cristalele aciculare au lungimea in domeniul micronic, iar
diametrul este de 100-300nm.
Formarea structurilor cilindrice se realizeaza prin procesul de
fibrinogeneza in care moleculele de colagen sunt asociate in
fibrile si fibre si actioneaza drept surfactanti pentru
stabilizarea magnetitei. Daca stabilitatea magnetitei se realizeaza
cu anionul citrat, se modifica morfologia materialului compozit. In
cazul stabilizarii cu acid citric particulele de magnetita sunt
sferice; in prezenta de colagen, se obtine o morfologie aciculara
datorita faptului ca fibrilele si fibrele de colagen sunt mai mari
decat citratul si ca urmare in jurul particulelor de magnetita se
ataseaza doar cateva fibrile si fibre de colagen prin interactiuni
electrostatice.
Materialele compozite obtinute produc hipertermie prin
pierderile de histerezis magnetic. In toate cazurile se poate
determina temperatura produsa de pierderile de histerezis
magnetic.
Biomaterialele compozite pe baza de colagen si hidroxiapatita cu
continut variabil de nanoparticule de magnetita pot avea rol
regenerativ si antitumoral. Rolul nanoparticulelor de magnetita
este de a produce hipertermie si poate fi activata la comanda, in
conditii usor controlabile: timp de aplicare a campului
electromagnetic sau continutul de magnetita.
-
P a g i n a | 36 Proiect Nanobiomateriale
2.2.4. Caracterizarea particulelor pentru o aplicatie specifica:
Fe3O4/SiO2 pentru afisaj electroforetic
Afisajul imaginii electroforetice (EPID), datorita avantajelor
acestuia ce includ aspectul si evitarea costului ridicat al
hartiei, puterea de consum ultra-scazut, delicatete, flexibilitate,
etc., a atras atentia in ultimii ani. EPID este un ecran
reflectorizant pe baza miscarii de particule cu pignenti incarcate
intr-un suport dielectric slab sub efetul campului electric.
[17]
Eforturile de a realiza un display full color nu s-au oprit
inca. Majoritatea studiilor sunt concentrate pe imbunatatirea
proprietatilor particulelor de pigment alb, lucru aplicat in
sistemele electroforetice de o singura particula, in timp ce sunt
utilizati coloranti drept fundal.
Pentru a imbunatati contrastul afisajului electroforetic,
sistemul electroforetic cu particule duble a fost introdus, fiind
de asemenea esential pentru dezvoltarea culorii EPID. Astfel, o
mare atentie a fost acordata fabricarii de particule
electroforetice avand culoare. Yu si colaboratorii au fabricat
particule de polimer incarcate negativ continand un colorant negru
pentru utilizarea de EPID. Kim si colaboratorii au preparat
magnetita si polimeri galben/cyan pentru afisaj electroforetic
dual. Colorantii organici cum ar Acid Blue 25, Acid Red 8 si Acid
Yellow 76 au fost inveliti de nanoparticulele de copolimer
stiren-4vinilpirimidina obtinute prin metoda polimerizarii
radicalilor liberi.
Frecvent, proprietatile optice si stabilitatea chimica a
particulelor organice nu sunt la fel de bune ca ale particulelor
anorganice, ceea ce limiteaza aplicarea lor practica. In special
dizolvarea si umflarea materialului organic in mediu organic ar
putea fi greu evitata. Desi densitatea de pigmenti anorganici este
prea mare pentru a se potrivi cu mediul, raman in continuare o
varianta mai atractiva datorita durabilitatii lor in medii precum
solventi, aer sau lumina soarelui.
Densitatea pigmentului anorganic poate fi scazuta pe doua cai:
una este prepararea particulelor compozite; a doua este selectarea
unui agent de dispersie adecvat, care poate fi adsorbit pe
suprafata particulei pentru a oferi o stabilitate sterica si de
repulsie electrostatica necesara stabilizarii suspensiei.
Oxidul metalic inclusiv cobalt albastru/verde, cobalt titanat
verde si titanat galben au fost pigmenti anoranici importanti
aplicati pe scara larga in diverse domenii. Cu toate acestea, pana
in prezent exista putine rapoarte cu privire la cercetarea
particulelor electroforetice bazate pe oxizi de metal, cu exceptia
pigmentilor albi ca TiO2, ZnO2, ZnO, Al2O3.
Particulele compozite de Fe3O4 au fost preparate prin
incapsularea Fe3O4 in scheletul de SiO2. Existenta scheletului SiO2
scade nu numai densitatea pigmentului asa cum se doreste, dar si
faciliteaza interactiunile intre particulele compozite si agentul
de dispersie datorita gruparii hidroxil abundente pe suprafata
SiO2.
-
P a g i n a | 37 Proiect Nanobiomateriale
Particulele compozite Fe3O4/SiO2 au fost tratate cu un agent de
dispersie comercial: OLOA 1200, care poate fi usor atasat pe
suprafata SiO2 prin gruparile sale polare. Apoi particulele
compozite tratate, comportandu-se precum particule electroforetice
negre, au fost aplicate in sistemul dual impreuna cu particulele de
TiO2 grefate pe polimer. Aceasta metoda de pregatire a unor
particule electroforetice poate fi usor aplicata pentru a modifica
alte particule de oxid colorate prin substituirea Fe3O4 cu o alta
nanoparticula dorita.
Caracterizare TEM
Imaginile TEM ale nanoparticulelor de Fe3O4 si Fe3O4/SiO2 sunt
prezentate in figura alaturata: a si respectiv b. Datorita gradului
de hidrofobie a nanoparticulelor tratate cu acid oleic, particulele
au tendinta de a fi prinse in picaturile de ulei. Cand emulsia a
fost adaugata intr-un amestec de amoniac si etanol, scheletul SiO2
s-a format prin hidroliza
TEOS si nanoparticulele de Fe3O4 au fost prinse. Contrastul
evident intre nucleu si schelet poate fi detectat in figura c,
indicandu-se formare straturilor core-shell. Se prezinta si
dimensiunea distributiei marimilor particulelor de Fe3O4 si
Fe3O4/SiO2 in diagrama din figura urmatoare.
Cand naoparticulele au mai putin de 20 nm, ele au fost
incapsulate in SiO2, diametru compozitului crescand la 250-350 nm.
Rezultatul este in concordanta cu imaginea TEM.
-
P a g i n a | 38 Proiect Nanobiomateriale
2.3.
Nanotehnologia despre care am amintit in acest referat joaca
asadar un rol prioritar in cercetarea, dezvoltarea si
infrastructurarea nanotehnologica a tuturor tarilor din lume,
fiind in continua crestere; chiar daca SUA conduce in domeniul
nanotehnologic la ora
actuala, Asia de Est a crescut in cativa ani de la 11.3% la o
pondere de 23.9% din
brevetele de nanotehnologii ale lumii; [22]
Viitorul rezerva multe in domeniul nano, nanitii putand fi
utilizati in medicina si programati sa inlocuiasca celulele
bolnave; se demonstreaza asadar utilitatea
intelegerii nanostructurii unor nanobiomateriale;
Aplicatiile multiple au ajuns pana la tratarea cancerului, fiind
una dintre marile probleme in domeniul sanatatii publice ( un
raport al Agentiei Internationale pentru
studiul Cancerului, agentie a Organizatiei Mondiale a Sanatatii,
arata ca pana in 2030 se
vor ajunde la 13.2 milioane de oameni ucisi anual de cancer,
aproape de 2 ori mai mult
ca in 2008; in Romania, ultimile statistici monitorizau 420 000
bolnavi; iar anual
diagnosticati 95 000 96 000 persoane, dintre care jumatate in
faza incurabila [23] ); se
confirma asadar necesitatea dezvoltarii acestor
nanobiomateriale cu aplicatii specifice;
Pentru depistare si tratare, este necesara de asemenea
dezvoltarea de aparatura cat mai performanta; si aici
nanotehnologia devine un mare contribuitor;
Ca o concluzie finala, nanoparticulele de Fe3O4 si-au confirmat
rolul in cele prezentate mai sus prin
aplicatiile sale, avand multe de aratat in viitor prin
aplicatii noi dezvoltate in acest domeniu inovator
numit nanotehnologie.
-
P a g i n a | 39 Proiect Nanobiomateriale
Convergence of micro-nano-biotechnologies pag.85-88 [19]
Autor(i): Maria Zaharescu, Emil Burzo, Lucia Dumitru, Irina
Kleps, Dan Dascalu
Editura: Ed. Academiei Romane [2006]
Biomateriale composite pe baza de colagen si
hidroxiapatita utilizate in reconstructia osoasa pag 23-26
[16]
Autor(i): Anton Ficai, Ecateriana Andronescu
Editura: Politehica [2011]
Surse Articole (Romana/Engleza)
Synthesis of Fe3O4 nanoflowers by one pot surfactant assisted
hydrothermal method and its properties (2012) (En)
[6]
Autori: R. Ramesh, M. Rajalakshmi, C. Muthamizhchelvan, S.
Ponnusamy
Colloidal dispersions of monodisperse magnetite nanoparticles
modified with poly(ethylene glycol) (2009) (En) [5]
Autori: Carola Barrera, Adriana P. Herrera, Carlos Rinaldi
Ag-deposited silica-coated Fe3O4 magnetic nanoparticles
catalyzed reduction of p-nitrophenol (2012) (En) [8]
Autori: Xiaoyan Du, Jiang He, Jie Zhu, Lijuan Sun, Songsong
An
Acta Mater. 58 (2010) (En) [9]
Autori: L. Li, E.S.G. Choo, X.S. Tang, J. Ding, J.M. Xue
-
P a g i n a | 40 Proiect Nanobiomateriale
Applied Catal.B101 (2011) (En) [10]
Autori: J.F. Guo, B. Ma, A.Y. Yin, K.N. Fan, W.L. Dai
Synthesis and characterization of Fe3O4@ZnS and
Fe3O4@Au@ZnScoreshell nanoparticles (2014) (En) [12]
Autori: M. Stefan, C. Leostean, O. Pana, M.L. Sorana, R.C.
Suciu, E. Gautron, O. Chauvet
Chem. Mater. 21 (2009) (En) [11]
Autori: X. Yu, J. Wan, Y. Shan, K. Chen
2011 Chinese Materials Conference - Synthesis of Fe3O4
nanoparticles and their magnetic properties (En) [4]
Autori: Yan Wei, Bing Han, Xiaoyang Hu, Yuanhua Lin, Xinzhi
Wang, Xuliang Deng
Preparation and characterization of some ferromagnetic
glassceramics contains high quantity of magnetite (2009)
(En) [14]
Autori: S.A.M. Abdel-Hameed, M.M. Hessien, M.A. Azooz
Synthesis of Fe3O4 magnetic fluid used for magnetic resonance
imaging and hyperthermia (2011) (En) [13]
Autori: Y.M. Wang, X.Cao, G.H.Liu, R.Y.Hong, Y.M.Chen, X.F.Chen,
H.Z.Li, B.Xu, D.G.Wei
Preparation and characterization of Fe3O4/SiO2 particles for
dual-particle electrophoretic display (2012) (En) [17]
Autori: Sheng Liu, Gang Wu, Hong-Zheng Chen, Mang Wang
Influences of different synthesis conditions on properties of
Fe3O4 nanoparticles (2009) (En) [7]
Autori: Hao Yan, Jiancheng Zhang, Chenxia You, Zhenwei Song,
Benwei Yu, Yue Shen
Surse Imagini si informatii medicale
(Romana/Engleza)
http://www.romedicale.ro/ (Ro) [15]
http://euromedic.ro/servicii/imagistica/rmn.aspx (Ro)
http://www.neuromed.ro/ (Ro) [20, 21]
-
P a g i n a | 41 Proiect Nanobiomateriale
Alte (Romana/Engleza)
http://ro.wikipedia.org/wiki/Nanotehnologie (Ro) [2]
http://stiintasitehnica.com/stiri (Ro) [3]
http://www.capital.ro/detalii-articole/stiri/nanotehnologie-de-unde-vin-inventatorii-care-ne-au-schimbat-viata-
182428.html (Ro) [22]
http://ro.wikipedia.org/wiki/Cancer#Epidemiologie (Ro) [23]
Video (Romana/Engleza)
http://www.youtube.com/watch?v=E5J5hzxgRbA (En) - How small can
you get? Entering and defining the Nano
world [1]
http://www.youtube.com/watch?v=3cxuCydjJSA (En) - Nano-Cone
Textures Generate Extremely "Robust" Water-
Repellent Surfaces [18]
-
P a g i n a | 42 Proiect Nanobiomateriale
[20][21]
-
P a g i n a | 43 Proiect Nanobiomateriale