Improved magnetic induction heating of nanoferrites for hyperthermia applications

Abstract

ABSTRACT

Hyperthermia is type of cancer treatment, most problem of this failure to heat the target without damaging the near cells and accurate control of temperature,magnetic induction heating by magnetic nanoferrites can solved most of this problems. In this work, nanoferrites with compositions Mn0.4Zn0.6Fe2O4, Co0.4Zn0.6 Fe 2 O4, Ni0.4Zn0.6Fe2O4 (MZF, CZF and NZF respectively)were prepared successfully by chemical co- precipitation method studied to improved magnetic induction heating for application in hyperthermia for treatment. All samples was annealing at 4500C, some of all samples coated with gum-Arabic (Senegal) to avoid the agglomeration of magnetic nanopartic when dissolved in distilled water, using UV-visible spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) to studystructural and opticalof samples. The FTIR spectra for the samples measured in the range of 400-4000 cm-1, the vibration of bands at the frequencyabout (600 cm-1 and 400 cm-1)exhibitedsymmetric stretching mode of vibration of tetrahedral and octahedral sites. For Gum Arabic (Senegal) coated magnetic nanoparticles clear bands are observed, thus, as-prepared nanoparticles are successfully coated with Gum Arabic (Senegal) and therefore dispersible in an aqueous medium like water. UV-Visible spectrum appeared optical absorption of the obtained materials and found to be at the range of the visible light spectrum, the energy band gaps of the materials werecalculated and werefound to bedecreased when added gum Arabicin samples CZF and NZF,whileincreased inMZF, and calculation size of samples found in range nanometer scale. Magnetic induction heating characteristics of these NPs have been studied as a function of at fixed frequency (50 Hz) and magnetic field strength (69kA m−1) and different concentration (2, 4, 6, 8,10mg) of nanoparticles plus gum Arabic (Senegal) (1:1)dissolved in 1ml of distilled water and put this samples in the center of coil of magnetic nanopatrticles heating system, heat generationincreased by increased concentration. Notable enhancement in specific absorption rate (SAR) (45.34Wg-1) by CZF and MZF but equal to (41.86Wg-1) in NZF has been observedin concentration 2mg/ml. المستخلص

الهيبرثيرميا هي نوع من انواع علاج السرطان ،من المشاكل التي تواجه هذه التقنية هى التاثير على الخلايا المجاورة للهدف ،والتحكم الدقيق فى درجة الحراره،التسخين الحثي بواسطة المواد النانويه المغناطىسية يمكن ان يحل اغلب هذه المشاكل. في هذاالعملالموادالنانويه ذات الصيغة الكيميائيةCo0.4Zn0.6Fe2O4),,Ni 0.4Zn0.6Fe2O Mn0.4Zn0.6Fe2O4(MZF, CZF and NZF)(على التوالى حضرتبنجاحبطريقة الترسيب الكيميائي المشترك،درستلتحسين التسخين الحثي للتطبيق في الهيبرثيرميا للعلاج ، كل العينات تم معالجتها حراريا في درجة الحرارة 4500م ،واخذ جزء من كل العينات وغطي بالصمغ العربي (السنيغال) لمنع تجمع المواد النانويه عند اذابتها في الماءالمقطر،وتم استخدام جهاز مطيافية الاشعةفوق البنفسجية و تحت الحمراء لدراسة بعض الخصائص التركيبية والضوئية للعينات المحضرة.مطيافية تحت الحمراء للعيناتقيست فى مدى 400الي4000سم-1، كانت ومواقع الاهتزاز فى التردد حول600-400سم-1 تشير الى المواقع الرباعية السطوح والثمانية السطوح .الاهتزاز عند اضافة الصمغ العربي(السنيغال) الي المواد النانويهتوكد غطاء الصمغ العربي للعيانات وبالتالي يمكن اذابتها في المحاليل مثل الماء،اظهرت نتائج جهاز مطيافية الاشعة فوق البنفسجية ان العينات تمتص في مدى الضوء المرئي وانفجوات نطاق الطاقة عند اضافة الصمغ العربي نقصت في العيناتCo0.4Zn0.6Fe2O4, Ni0.4Zn0.6Fe2O4وبينما ذادت فى Mn 0.4Zn0.6Fe2O4، وتم حساب الحجم للعيانات وجدت في مدى النانومتر . خصائص الحث المغناطيسي درست فيتردد ثابت (50 هيرتز) ومجال مغناطيسي ثابت ((69kA m−1 وتراكيز مختلفه (2,4,6,8,10 ملى جرام) من المواد النانويه المضافه الى الصمغ العربي بنفس التراكيز ومذابه في الماء المقطر واحد مليليتر’ وضعت العينات في مركز الملف لنظام تدفئة الجسيمات النانويه المغناطيسي, وجد ان الحراره الناتجه بواسطة تعريضالموادالنانويه المغناطيسية تذيد مع ذيادة التركيز.و التحسين في معدل الامتصاص(SAR )تساوى 45.34واط لكل جرام لكل من CZF و MZF بينما تساوى 41.86 واط لكل جرام عند NZFعند تركيز 2 ملى جرام لكل ملى لتر .