Effect of magnetic dipolar interactions on nanoparticle heating efficiency: implications for cancer hyperthermia.
Effect of magnetic dipolar interactions on nanoparticle heating efficiency: implications for cancer hyperthermia.
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DOI：
10.1038/srep02887
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发表时间：
2013-10-07
影响因子：
4.6
通讯作者：
Bakuzis, Andris F.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Branquinho, Luis C.;Carriao, Marcus S.;Costa, Anderson S.;Zufelato, Nicholas;Sousa, Marcelo H.;Miotto, Ronei;Ivkov, Robert;Bakuzis, Andris F.
纳米结构的磁性系统有许多应用，包括在癌症治疗中潜在的用途，因为它们在交变磁场中的加热能力。在这项工作中，我们探讨了颗粒链形成对低（球形）和高（平行六面体）各向异性铁氧体基磁流体的归一化加热性能或比损耗功率（SLP）的影响。铁磁共振（FMR）数据分析表明，高颗粒浓度与链长增加和SLP降低相关。蒙特卡罗模拟证实了FMR结果。我们提出了一个描述偶极相互作用的理论模型，该模型适用于线性响应机制来解释观测到的趋势。根据纳米颗粒参数和链大小，该模型预测热疗的最佳颗粒尺寸比先前预测的小30%左右。此外，最佳链长取决于纳米颗粒的表面距离。我们的结果可能对癌症治疗具有重要意义，并可能激发优化磁热疗的新策略。
Nanostructured magnetic systems have many applications, including potential use in cancer therapy deriving from their ability to heat in alternating magnetic fields. In this work we explore the influence of particle chain formation on the normalized heating properties, or specific loss power (SLP) of both low- (spherical) and high- (parallelepiped) anisotropy ferrite-based magnetic fluids. Analysis of ferromagnetic resonance (FMR) data shows that high particle concentrations correlate with increasing chain length producing decreasing SLP. Monte Carlo simulations corroborate the FMR results. We propose a theoretical model describing dipole interactions valid for the linear response regime to explain the observed trends. This model predicts optimum particle sizes for hyperthermia to about 30% smaller than those previously predicted, depending on the nanoparticle parameters and chain size. Also, optimum chain lengths depended on nanoparticle surface-to-surface distance. Our results might have important implications to cancer treatment and could motivate new strategies to optimize magnetic hyperthermia.
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影响因子：
3.5
作者：
Dennis CL;Jackson AJ;Borchers JA;Hoopes PJ;Strawbridge R;Foreman AR;van Lierop J;Grüttner C;Ivkov R
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Ivkov R
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作者：
Bakuzis, AF;Morais, PC;Pelegrini, F
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作者：
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作者：
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Butter, K;Bomans, PHH;Philipse, AP
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