Optimalizace magnetických nanočástic pro hypertermii ve viskózních prostředích

Simple item page
but.defenceDisertační práce Mgr. Sojkové se zabývá optimalizací magnetických nanočástic pro hypertermii ve viskózních prostředích. Cílem této práce je vyvinout protokol syntézy pro přípravu nanočástic oxidů železa o stejné velikosti, které vykazují vysoké hodnoty SAR a dobrou koloidní stabilitu. Tato práce rozšiřuje znalosti o nanočásticích oxidu železa v závislosti na velikosti pro biomedicínské aplikace. Cíle výzkumu byly formulovány jasně a byly plně splněny. Vědecká komunita se snaží objevit magnetické nanočástice, které mohou maximalizovat účinnost biomedicínských aplikací, a proto je disertační práce aktuální a přímo se zabývá aktuálními potřebami komunity. O kvalitě práce vypovídají i recenzované publikace a přední mezinárodní konference, kterých se studentka účastnila, včetně výzkumné stáže v Itálii. Výsledkem práce jsou vylepšené magnetické nanočástice s vynikajícími vlastnostmi při hypertermii magnetických částic a MPI, což je významnou přidanou hodnotou pro výzkumnou komunitu. V průběhu obhajoby Mgr. Sojková prokázala vysokou odbornost a na dotazy oponentů a členů komise odpověděla výborně.cs
but.jazykangličtina (English)
but.programPokročilé materiály a nanovědycs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorGröger, Romanen
dc.contributor.authorSojková, Terezaen
dc.contributor.refereeFabián,, Martinen
dc.contributor.refereeHovorka,, Ondrejen
dc.date.accessioned2023-07-17T08:09:29Z
dc.date.available2023-07-17T08:09:29Z
dc.date.created2023cs
dc.description.abstractJednodoménové superparamagnetické nanočástice oxidu železa hrají významnou roli v magnetické hypertermii, což je slibná terapeutická metoda, která může potenciálně léčit jakýkoli druh nádoru. Je obecně známo, že rakovinné buňky jsou citlivější na zvýšenou teplotu než buňky zdravé. Léčba rakoviny hypertermií se opírá o tuto skutečnost. Aplikace střídavého magnetického pole s frekvencemi o stovkách kHz způsobí rozptyl energie z nanočástic (10-50 nm) do okolní tkáně. Klíčovým parametrem, který určuje účinnost nanočástic, je specifická rychlost absorpce (SAR), která je komplexní funkcí tvaru, velikosti a povlaku těchto částic. Mimo to, je délka expozice AC polem omezena tendencí nanočástic k agregaci při použití in vivo. Cílem této práce je vyvinout protokol syntézy pro přípravu nanočástic oxidů železa o stejné velikosti, které vykazují vysoké hodnoty SAR a dobrou koloidní stabilitu. Nanočástice byly připraveny dvěma typy chemické syntézy, precipitací a tepelným rozkladem, a vliv reakčních podmínek na velikost, tvar a magnetické vlastnosti těchto nanočástic byl pečlivě prozkoumán. Tepelný rozklad se ukázal jako vhodnější varianta pro přípravu jednovelikostních nanočástic oxidů železa, kde byly podrobněji zkoumány zejména nanokrychle typu jádro-obálka. Jejich velikost, stupeň polydisperzity, koloidní stabilita a morfologie byly studovány dynamickým rozptylem světla ve spojení s transmisní a skenovací elektronovou mikroskopií. Fázové složení nanočástic bylo charakterizováno práškovou rentgenovou difrakcí a Mössbauerovou spektroskopií a spektroskopií ztráty energie elektronů. Rentgenová difrakce byla rovněž použita ke studiu fázových transformací v nanočásticích typu jádro-obálka. Jejich magnetické vlastnosti byly zkoumány pomocí vibrační magnetometrie a elektronové holografie. U nanočástic typu jádro-obálka byl posuzován take jejich aplikační potenciál pro použití při magnetické hypertermii, zobrazování technikou MPI a pro použití jako kontrast při magnetické rezonanci. Tato práce rozšiřuje znalosti o nanočásticích oxidu železa v závislosti na velikosti pro biomedicínské aplikace. Výsledky pro 20 nm nanokrychle po úplné fázové transformaci ukazují velmi dobré možnosti ohřevu pro použití při magnetické hypertermii a třikrát vyšší MPI signál ve srovnání s komerčně používaným indikátorem VivotraxTM.en
dc.description.abstractSingle-domain superparamagnetic iron oxide nanoparticles play a significant role in magnetic hyperthermia, a promising therapeutic method that can potentially treat any kind of tumor. It is generally known that cancer cells are more sensitive to elevated temperatures than healthy cells. This observation makes the tumors particularly sensitive to localized overheating in the process of magnetic hyperthermia, where superparamagnetic nanoparticles with diameters of 10-50 nm serve as the carriers of heat under applied AC magnetic field with the frequency of hundreds of kHz. The key parameter that determines the efficiency of nanoparticles is the specific absorption rate, which is a complex function of the shape, size, and surface coating of these particles. Moreover, the duration of exposure to AC fields is limited by the tendency of these nanoparticles to aggregation when used in vivo. The aim of this thesis is to develop a synthesis protocol for the preparation of monodisperse iron oxide NPs, which exhibit high values of SAR and good colloidal stability. The nanoparticles were prepared by two types of chemical synthesis: coprecipitation and thermal decomposition. The impact of reaction conditions on the size, shape, and magnetic properties of these nanoparticles was investigated. Thermal decomposition was found to be a better option for the preparation of monodisperse iron oxide nanoparticles, where especially the core-shell nanocubes were examined in more detail. Dynamic light scattering in conjunction with transmission and scanning electron microscopies were used to investigate their size, degree of polydispersity, colloidal stability, and morphology. The phase composition of nanoparticles was characterized by powder X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, and electron energy loss spectroscopy. X-ray diffraction was used to study phase transformations in core-shell nanoparticles. Their magnetic properties were investigated using vibrating sample magnetometry and using electron holography. Moreover, the best candidates were evaluated for use in magnetic hyperthermia, magnetic particle imaging (MPI), and magnetic resonance imaging to inspect nanoparticles' broader application potential. This work expands the knowledge on size-dependent core-shell iron oxide nanoparticles for high-performance bio-applications. The results for 20 nm nanocubes after full phase transformation show very good heating capabilities for use in magnetic hyperthermia and three times higher MPI signal compared to the commercially used tracer.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationSOJKOVÁ, T. Optimalizace magnetických nanočástic pro hypertermii ve viskózních prostředích [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. 2023.cs
dc.identifier.other153292cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/212482
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. CEITEC VUTcs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectNanočástice oxidů železaen
dc.subjectnanokrychleen
dc.subjectmagnetiten
dc.subjectwüstiten
dc.subjectstruktura jádro-obálkaen
dc.subjectvelikostní efekten
dc.subjectfázová transformaceen
dc.subjectmagnetická hypertermieen
dc.subjectmagnetická rezonanceen
dc.subjectMPIen
dc.subjectIron oxide nanoparticlescs
dc.subjectnanocubescs
dc.subjectmagnetitecs
dc.subjectwüstitecs
dc.subjectcore-shell structurecs
dc.subjectsize effectcs
dc.subjectphase transformationcs
dc.subjectmagnetic hyperthermiacs
dc.subjectMPIcs
dc.subjectMRIcs
dc.titleOptimalizace magnetických nanočástic pro hypertermii ve viskózních prostředíchen
dc.title.alternativeOptimization of magnetic nanoparticles for hyperthermia in viscous environmentscs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2023-06-01cs
dcterms.modified2023-06-14-15:35:16cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyCEITEC VUTcs
sync.item.dbid153292en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2023.07.17 10:09:29en
sync.item.modts2023.07.17 09:38:18en
thesis.disciplinePokročilé nanotechnologie a mikrotechnologiecs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. Středoevropský technologický institut VUTcs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 6
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
7.15 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
4.45 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
thesis-1.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-Posudek_skolitele_bezpodpisu.pdf
Size:
131.98 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Vedouci prace-Posudek_skolitele_bezpodpisu.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Posudok Mgr Tereza Sojkova_bezpodpisu.pdf
Size:
142.66 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-Posudok Mgr Tereza Sojkova_bezpodpisu.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Posudek_Dr_Hovorka_bezpodpisu.pdf
Size:
83.96 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-Posudek_Dr_Hovorka_bezpodpisu.pdf
Download
Collections
2023