High field, high frequency and temperature adjustable AC magnetometer for magnetic hyperthermia characterization

Abstract

La hipertermia magnética, es una terapia innovadora contra el cáncer, que consiste en destruir células cancerosas mediante el uso de nanopartículas magnéticas calentadas con campos magnéticos alternos. La tasa de absorción específica (en inglés, specific absorption rate (SAR)) es un parámetro crucial para optimizar la efectividad de las nanopartículas magnéticas en la hipertermia magnética. El SAR mide la cantidad de energía que absorben las nanopartículas por unidad de masa y es altamente dependiente de las propiedades intrínsecas de éstas. El SAR se puede calcular mediante magnetometría de corriente alterna (CA) a partir del área de los ciclos de histéresis CA. La presente Tesis proporciona un estudio completo del desarrollo de un nuevo magnetómetro CA y su potencial, tras haber realizado un estudio exhaustivo de las limitaciones de la instrumentación existente. Se ha podido observar que el régimen de saturación de las nanopartículas magnéticas está generalmente fuera de los límites experimentales, de campo magnético y frecuencia, de los magnetómetros CA actuales. Esto proporciona una información incompleta de las propiedades magnéticas de las nanopartículas. Con el fin de poder realizar estudios mas avanzados y completos del comportamiento de calentamiento de las nanopartículas magnéticas, se ha desarrollado un magnetómetro CA que es capaz de trabajar en un amplio rango de frecuencias (50kHz- 1 MHz) y generar campos magnéticos mas altos que los existentes hasta ahora: 90 mT a 50 kHz y 30 mT a 1 MHz. Además, este magnetómetro incorpora una sistema de temperatura que permite medir los ciclos de histéresis CA y el SAR entre 220 y 380 K. Finalmente, se ha estudiado el potencial del magnetómetro CA midiendo los ciclos de histéresis y el SAR en distintas nanoparticulas.