Thesis Diseño, fabricación y caracterización de nanodiscos magnéticos para su uso en terapias contra el cáncer
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Date
2023
Authors
Radic Brito, Ignacio Iván
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Abstract
Las nanopartículas magnéticas han despertado un gran interés en el área de la biomedicina debido a su potencial uso en terapias contra el cáncer, reparto de fármacos en ambientes biológicos, manipulación celular y agentes de contraste. Gracias a su fácil manipulación con un campo magnético externo, es posible aplicar torques y procesos de hipertermia, propiedades críticas al momento de ser utilizadas en células cancerígenas para su destrucción.
Dentro de las nanopartículas existentes se destacan las de tipo superparamagne-tic iron oxide nanoparticles (SPION), synthetic anti-ferromagnetic (SAF) y del tipo vórtice (vortex), las cuales son el principal enfoque en este trabajo de investigación. Los métodos de patronaje y de deposición varían dependiendo del tipo de nanopartícula a fabricar, abarcando métodos como son los de fotolitografía, na-noimprinting, hole-mask colloidal lithography, evaporación solvotermal, deposición por sputtering o mediante haz de electrones.
En el presente trabajo, se fabricaron dos discos ferromagnéticos de Fe (hierro) y Py (permalloy) con estructura magnética tipo vórtice la cual previene la aglomeración de los mismos. Para fabricar estos nanodiscos, se siguió la ruta de patronaje con resina negativa y deposición por haz de electrones. Discos con diámetros de 790[nm] y 260[nm] fueron creados con espesores de 50[nm] y 100[nm] de material respectivamente, dando como resultado un total de ocho muestras. Imágenes SEM (scanning electron microscope) fueron tomadas como soporte para observar la calidad de los nanodiscos.
Posteriormente se realizó una caracterización magnética completa la cual fue comparada con modelos de microsimulación magnética. Medidas de VSM (Vibrating Sample Magnetometer) fueron tomadas como película nanoestructurada y tras completar las medidas, los discos fueron liberados en agua dentro de eppendorfs para realizar una segunda caracterización con VSM y comparar los resultados. Tras las mediciones, dos tipos de discos fueron seleccionados por sus mejores propiedades magnéticas, los de menor remanencia y coercitividad para un posterior análisis, los de Fe de 260[nm] de diámetro y 50[nm] de espesor y los de Py de 790[nm] de diámetro
y 50[nm] de espesor.
La simulación micromagnética fué llevada a cabo con el uso de Mumax, la cual realiza cálculos a partir de elementos _nitos. Las imágenes SEM tomadas anteriormente fueron usadas como matriz para este propósito. Los ocho tipo de discos fabricados fueron simulados y se observó su estado magnético y sus características. Teniendo los resultados experimentales y simulados, se hizo una comparación y análisis de los
resultados.
Para la observación de la dinámica de los discos en solución acuosa, fué montado un láser con un fotodetector capaz de medir los cambios en intensidad luminosa producido por el movimiento de los discos frente a un campo magnético externo.
Se realizaron medidas a discos de Py de 790[nm] de diámetro y 50[nm] de espesor para observar su comportamiento y evolución temporal frente al campo magnético aplicado. Para apoyar estas observaciones, discos de mayor diámetro capaces de ser observados en un microscopio óptico, fueron sometidos bajo un campo magnético para observar su interacción y también bajo MFM para ver el estado vórtice magnético.
Description
Keywords
Nanodiscos , Magnetismo , Caracterización , Vórtice , Litografía
