Síntese e caracterização de nanoesferas mesoporosas de magnetita e ferrita de cobalto para aplicações biomédicas

Abstract

Nanopartículas magnéticas têm despertado um considerável interesse na área biomédica devido às suas propriedades singulares, como o tamanho comparável às estruturas celulares e a habilidade de responder a gradientes de magnetização. No contexto médico, essas aplicações abrangem uma ampla gama de funcionalidades, que variam desde seu uso como agentes de contraste até sua utilização como veículos para o transporte de medicamentos. O principal objetivo deste estudo centra- se na síntese e caracterização de nanopartículas esféricas e mesoporosas de Ferrita de Cobalto e Magnetita. Essas nanopartículas são destinadas a aplicações biomédicas, incluindo sua ação como sistemas de liberação de fármacos, sensores biológicos e na terapia de hipertermia magnética. A síntese das partículas foi realizada pelo método solvotérmico assistido por brometo de Cetiltrimetilamônio, que atua como agente direcionador, criando mesoporos nas nanopartículas. A morfologia das partículas foi caracterizada por Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia Eletrônica de Transmissão. Observou-se a formação de esferas mesoporosas com um tamanho médio de 132,49 ± 21 nm para as amostras de Ferrita de Cobalto e 75,90 ± 12,55 nm para as amostras de Magnetita. A caracterização da composição química e estrutura cristalina foi realizada por Difração de Raios-X, revelando a formação de uma estrutura de espinélio inverso, que é característica dos materiais de Ferrita de Cobalto e Magnetita. Além disso, a análise por Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier revelou um pico em torno de 580 cm-1, correspondente à ligação metal-oxigênio na estrutura de Ferrita e Magnetita, confirmada pela difração. O ensaio de absorção da droga, baseado na expressão da absorbância, permitiu avaliar a capacidade de armazenamento das nanopartículas. Verificou-se que as nanoesferas de Ferrita de Cobalto foram capazes de armazenar 46,85% da droga em solução, enquanto as de Magnetita armazenaram 36,91%. Notavelmente, em relação à liberação da droga, observou-se uma eficiência significativa a uma temperatura de 43 °C, com liberação de 62,68% da droga para as partículas de Ferrita de Cobalto e 88,12% para as partículas de Magnetita. No ensaio de hipertermia, as partículas de Ferrita de Cobalto demonstraram eficácia como agentes geradores de hipertermia, apresentando uma variação de temperatura de 9,2°C. O perfil magnético das partículas foi confirmado por meio da técnica que quantificou os valores de magnetização de saturação. As partículas de Ferrita de Cobalto mostraram potencial como componentes de um sistema de biossensor devido à resposta positiva obtida quando anticorpos foram imobilizados sobre elas. O ensaio de conjugação das nanopartículas de cobalto com imunoglobulinas e sua aplicação nos testes de tira lateral demonstram promissoras perspectivas para o desenvolvimento de um biossensor de tira lateral.