Reversible Ausrichtung von Nanopartikeln und intrazellulären Vesikeln während magnetischer Hyperthermie-Experimente

Zusammenfassung Das Erhitzen von magnetischen Nanopartikeln (MNPs) mit AC (Wechselstrom) Magnetfeldern hat in den letzten Jahren erhebliche Aufmerksamkeit auf sich gezogen, insbesondere für biomedizinische Anwendungen. Die meisten Studien konzentrieren sich jedoch auf die Charakterisierung der Wärmefreisetzung und übersehen dabei, dass die MNPs in der viskosen Zellumgebung ein dynamisches magnetisches Kolloid bilden, dessen Konfiguration mit der Zeit evolvieren kann, insbesondere wenn eine treibende Kraft wie das AC-Feld angewendet wird. Um dieses Thema zu beleuchten, werden in dieser Arbeit die Dynamiken der Kolloidstruktur während Hyperthermie-Experimenten untersucht. Durch die Kombination verschiedener experimenteller und theoretischer Werkzeuge wird zu dem Schluss gekommen, dass das AC-Feld die Bildung von ausgerichteten Strukturen antreiben kann, und der Einfluss solcher Strukturen auf die damit verbundene Erwärmung wird bewertet. Bemerkenswerterweise zeigen die Ergebnisse, dass diese felddribenen Strukturen für kleine Partikelgrößen hochinstabil sind und sich bei Entfernen des Feldes schnell auflösen. Darüber hinaus wird ein analoges Verhalten in vitro gefunden, wobei das AC-Magnetfeld ebenfalls eine reversible Ausrichtung der Vesikel, die die MNPs in den Zellen enthalten, fördert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die beobachtete Ausrichtung, sowohl der MNPs als auch der intrazellulären Vesikel, ein häufiges Phänomen in üblichen Hyperthermie-Experimenten sein könnte, aber unbemerkt bleibt aufgrund der intrinsisch instabilen Natur der ausgerichteten Strukturen.