Skip to main content
SUPERVISOR
Dariush Shahbazi Gahroee,Ahmad Monshi,Mehdi Amirnasr
داریوش شهبازی گهرویی (استاد راهنما) احمد منشی (استاد راهنما) مهدی امیرنصر (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maryam Zahraee
مریم زهرائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389

TITLE

Synthesis and evaluation of manganese zinc ferrite nanoparticles as contrast agent in magnetic resonance imaging under in vitro conditions
The aim of this work is to synthesize manganese zinc ferrite nanoparticles () by the effective and environmental friendly hydrothermal method and investigate the effect of magnetic ferrofluids (MFFs) containing these on MRI contrast. Moreover, the effect of different parameters such as Zn substitution and citric acid presence as a chelator on spinel phase formation, magnetization and size were investigated. To improve colloidal stability of synthesized for biomedical applications, acid treatment were done followed by coating with different biocompatible polymers such as polyethylene glycol (PEG), dextran and chitosan. The prepared were characterized by X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermal gravimetric analysis (TGA), transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS) and vibrating sample magnetometer (VSM). The results showed prepared magnetic crystallized mainly in the spinel phase. Nevertheless, without citrate ions presence, hematite phase was appeared in product. Magnetic measurments showed that all samples have nearly zero remanence and coercivity at room temperature. Furthermore, synthesized magnetic with core size of 14 and 7 nm, had high saturation magnetizations (M s ) of 63.6 and 52.6 emu/g respectively. Relaxometric results revealed that proton relaxation rates strongly depend on the magnetic size, coating hydrophilicity and the aggregation state of the particles. Thus, while PEG coating reduces particle aggregation by increasing inter-particle spacing leading to reduction of both r 1 and r 2 relaxations, dextran and chitosan lead to an increase mainly in r 2 values due to the aggreation of particles in bigger clusters where they are in closed contact. Values of r 2 /r 1 , which are also indicative of contrast agent effectiveness, for all prepared MFFs are higher than the reported values for commercial samples. PEG-coated preincubated with Hela cells, were visualized mainly outside the cells, and their biocompatibility at 0.2 mg Fe/ml was demonstrated by alamar blue assay. In conclusion, PEG-coated which have suitable hydrodynamic size, high relaxivity, low cytotoxicity and cell internalization in Hela cell, could be the best potential as MRI contrast agent.
هدف از این پژوهش، ساخت نانوذرات فریت منگنز -روی با روش پربازده و دوستدار محیط زیست هیدروترمال و بررسی تأثیر شاره‌های مغناطیسی ساخته شده از این نانوذرات بر کنتراست MRI است. افزون بر این، تأثیر پارامترهای گوناگون مانند جانشانی روی و حضور سیتریک اسید به عنوان عامل کلیت کننده بر تشکیل ساختار اسپینل، مغناطش و اندازه‌ی نانوذرات بررسی شد. برای بهبود پایداری کلوئیدی نانوذرات ساخته شده برای کاربردهای بیومواد، عمل‌آوری اسیدی و سپس پوشش‌دهی با پلیمرهای زیست‌سازگار گوناگون شامل پلی اتیلن گلیکول (PEG)، دکستران وکیتوسان انجام شد. نانوذرات ساخته شده با پراش پرتو ایکس (XRD)، بیناب سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR)، آنالیز وزن سنجی گرمایی (TGA)، میکروسکوپ‌ الکترونی عبوری (TEM)، پراکندگی پویای نور (DLS) و مغناطیس‌سنج نوسانی (VSM) مشخصه‌یابی شدند. نتایج نشان داد که نانوذرات مغناطیسی تولید شده به‌طور عمده به‌صورت فاز اسپینلی تبلور یافتند. با‌ این وجود، بدون حضور یون‌های سیترات، فاز هماتیت در محصول پدیدار شد. اندازه‌گیری‌های مغناطیسی نشان داد همه‌ی نمونه‌ها در دمای اتاق پسماند و وادارندگی نزدیک به صفر دارند. همچنین نانوذرات مغناطیسی تولید شده با اندازه ذره‌ی 14 و 7 نانومتر دارای مغناطش اشباع به ترتیب برابر با emu/g 6/63 و 6/52 بودند. نتایج واهلش سنجی نشان داد که آهنگ‌های‌ واهلش پروتون به‌شدت به اندازه‌ی نانوذرات مغناطیسی، آب‌دوستی پوشش و چگونگی کلوخه شدگی ذرات وابسته است. بنابراین، در حالی‌که پوشش PEG با افزایش فاصله‌ی بین ذرات، کلوخه شدگی نانوذرات را کاهش و به کاهش هر دوی واهلش‌های r 1 و r 2 منجر می‌شود، دکستران و کیتوسان به دلیل گرد آوردن ذرات در خوشه‌های بزرگ‌تر که در تماس نزدیک با هم هستند، به افزایش واهلش عمدتاً r 2 می‌انجامد. همچنین مقدارهای r 2 /r 1 که معیاری برای کارایی عامل کنتراست هستند، برای همه‌ی شاره‌های مغناطیسی ساخته شده، بالاتر از مقادیر گزارش شده برای نمونه‌های تجاری است. نانوذرات پوشش داده شده با PEG که با سلول‌های هلا انکوبه شدند، به‌طور عمده خارج سلول‌ها دیده شدند و زیست سازگاری آن‌ها در mg Fe/ml 2/0 با آزمون آلاماربلو نشان داده شد. در نتیجه، نانوذرات پوشش داده شده با PEG که اندازه‌ی هیدرودینامیکی مناسب، واهلش بالاو سمیت و جذب سلولی اندکی در سلول‌های هلا دارند، می‌توانند بهترین گزینه به عنوان عامل کنتراست MRI باشند کلمات کلیدی: فریت منگنز- روی، روش هیدروترمال، روش‌های پوشش‌دهی، پلیمر زیست سازگار، عوامل کنتراست MRI، شاره مغناطیسی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی