Approcher les limites physiques du taux d'absorption spécifique dans les applications d'hyperthermie

L'hyperthermie à base de nanoparticules magnétiques a émergé comme une modalité thérapeutique prometteuse pour le traitement des tumeurs solides malignes qui présentent une résistance aux traitements anticancéreux conventionnels, y compris la chimiothérapie et la radiothérapie. Malgré l'approbation clinique des nanoparticules d'oxyde de fer superparamagnétique (SPION) pour le traitement complémentaire du glioblastome récurrent, leur potentiel thérapeutique est contrebalancé par des limitations inhérentes à la synthèse chimique telles que la faible aimantation de saturation, les caractéristiques superparamagnétiques et une large distribution des tailles de nanoparticules. Ici, nous introduisons un design SAF-MDP basé sur une modélisation micromagnétique avec une aimantation dans le plan, optimisé par des ajustements spécifiques d'anisotropie uniaxiale pour éviter le phénomène de basculement des spins et éliminer les boucles d'aimantation sur l'axe dur sans hystérésis, associé à une approche de modélisation mécano-fluide pour évaluer l'alignement du SAF-MDP au champ magnétique alternatif appliqué (AMF). La caractérisation par microscopie à force magnétique fournit des informations sans précédent sur le comportement de commutation des particules à l'échelle d'une seule particule. Cette stratégie globale englobant la micromagnétique et la caractérisation magnétique avancée permet de concevoir des particules avec des rendements thermiques approchant le maximum théorique, dicté par l'aimantation de saturation des matériaux utilisés et limité uniquement par les fréquences et amplitudes biologiquement acceptables du champ magnétique oscillant. Notre travail aborde non seulement les limitations rencontrées par les méthodologies précédentes, mais pose également les bases pour le développement de conceptions avancées de SAF-MDP et de techniques d'alignement. Cela ouvre une nouvelle avenue pour la thérapie cancéreuse basée sur l'hyperthermie, délimitée uniquement par les frontières des lois physiques et des normes de sécurité biologique.