Published January 1, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Synergistic effect of hydroxyapatite-magnetite nanocomposites in magnetic hyperthermia for bone cancer treatment

Creators

  • 1. University of Engineering and Technology Lahore
  • 2. University of Lahore
  • 3. University of the Punjab
  • 4. University of Swat
  • 5. King Saud University
  • 6. Korea Institute of Industrial Technology
  • 7. Kyung Hee University

Description

Abstract Hydroxyapatite/magnetite (HA-Fe 3 O 4 ) nanocomposite materials that have the synergistic ability to produce heat when in direct bonding with a bone through HA are regarded competent hyperthermia therapies of bone carcinoma treatment. HA-Fe 3 O 4 nanocomposites with various magnetite concentrations (10, 20, and 30 wt%) were quickly synthesized using a novel continuous microwave-assisted flow synthesis (CMFS) process in a 5 min residence duration at the conditions of pH 11. In this process, initially, phase pure hydroxyapatite and superparamagnetic magnetite nanoparticles followed by a series of HA-Fe 3 O 4 nanocomposites were formed, without a subsequent aging step. The obtained nano-product was physically analyzed using Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area analysis, transmission electron microscopy, and X-ray powder diffraction analysis. X-ray photoelectron spectroscopy was used for the chemical structure analysis of the final nanocomposite product. Zeta potential measurements were carried out to determine colloidal stability associated with the surface charge of the nanocomposites. The magnetic properties were determined using a vibrating sample magnetometer. The results indicated the high magnetization property of the obtained nanoproduct, suitable for hyperthermia application. HA-Fe 3 O 4 nanocomposites have shown remarkable antimicrobial properties against E. coli and S. cerevisiae . Thus, the CMFS system facilitated the rapid production of HA-Fe 3 O 4 nanocomposite particles with fine particle size.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تعتبر المواد المركبة النانوية المجردة من الهيدروكسيباتيت/الماغنيتيت (HA - Fe 3 O 4 ) التي لديها القدرة التآزرية على إنتاج الحرارة عندما تكون في ارتباط مباشر مع العظم من خلال HA علاجات ارتفاع الحرارة المختصة لعلاج سرطان العظام. تم تصنيع مركبات HA - Fe 3 O 4 النانوية بتركيزات مغنتيت مختلفة (10 و 20 و 30 ٪ بالوزن) بسرعة باستخدام عملية تخليق تدفق مستمر بمساعدة الميكروويف (CMFS) في مدة إقامة 5 دقائق في ظروف الأس الهيدروجيني 11. في هذه العملية، في البداية، تم تشكيل الجسيمات النانوية من الهيدروكسيباتيت النقي والجسيمات النانوية المغناطيسية الفائقة، متبوعة بسلسلة من المركبات النانوية HA - Fe 3 O 4، دون خطوة شيخوخة لاحقة. تم تحليل المنتج النانوي الذي تم الحصول عليه ماديًا باستخدام تحليل مساحة سطح Brunauer - Emmett - Teller (BET)، والمجهر الإلكتروني للإرسال، وتحليل حيود مسحوق الأشعة السينية. تم استخدام التحليل الطيفي الكهروضوئي بالأشعة السينية لتحليل التركيب الكيميائي للمنتج النهائي المركب النانوي. تم إجراء قياسات جهد زيتا لتحديد الاستقرار الغرواني المرتبط بالشحنة السطحية للمركبات النانوية. تم تحديد الخصائص المغناطيسية باستخدام مقياس مغناطيسية اهتزازي للعينة. أشارت النتائج إلى خاصية المغنطة العالية للمنتج النانوي الذي تم الحصول عليه، وهو مناسب لتطبيق فرط الحرارة. أظهرت المركبات النانوية HA - Fe 3 O 4 خصائص مضادة للميكروبات ملحوظة ضد E. coli و S. cerevisiae . وهكذا، سهل نظام CMFS الإنتاج السريع للجسيمات المركبة النانوية HA - Fe 3 O 4 ذات حجم الجسيمات الدقيقة.

Translated Description (French)

Résumé Les matériaux nanocomposites d'hydroxyapatite/magnétite (HA-Fe 3 O 4 ) qui ont la capacité synergique de produire de la chaleur lorsqu'ils sont en liaison directe avec un os par le biais de l'HA sont considérés comme des thérapies d'hyperthermie compétentes pour le traitement du carcinome osseux. Les nanocomposites HA-Fe 3 O 4 avec diverses concentrations de magnétite (10, 20 et 30 % en poids) ont été rapidement synthétisés en utilisant un nouveau procédé de synthèse en flux continu assisté par micro-ondes (CMFS) dans une durée de résidence de 5 min aux conditions de pH 11. Dans ce processus, initialement, des nanoparticules d'hydroxyapatite pure et de magnétite superparamagnétique suivies d'une série de nanocomposites HA-Fe 3 O 4 ont été formées, sans étape de vieillissement ultérieure. Le nanoproduit obtenu a été analysé physiquement à l'aide de l'analyse de surface Brunauer-Emmett-Teller (BET), de la microscopie électronique à transmission et de l'analyse par diffraction des rayons X sur poudre. La spectroscopie photoélectronique aux rayons X a été utilisée pour l'analyse de la structure chimique du produit nanocomposite final. Des mesures de potentiel zêta ont été effectuées pour déterminer la stabilité colloïdale associée à la charge de surface des nanocomposites. Les propriétés magnétiques ont été déterminées à l'aide d'un magnétomètre à échantillon vibrant. Les résultats ont indiqué la propriété de magnétisation élevée du nanoproduit obtenu, adapté à l'application de l'hyperthermie. Les nanocomposites HA-Fe 3 O 4 ont montré des propriétés antimicrobiennes remarquables contre E. coli et S. cerevisiae . Ainsi, le système CMFS a facilité la production rapide de particules nanocomposites HA-Fe 3 O 4 avec une granulométrie fine.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los materiales nanocompuestos de hidroxiapatita/magnetita (HA-Fe 3 O 4 ) que tienen la capacidad sinérgica de producir calor cuando están en unión directa con un hueso a través de HA se consideran terapias de hipertermia competentes para el tratamiento del carcinoma óseo. Los nanocompuestos de HA-Fe 3 O 4 con diversas concentraciones de magnetita (10, 20 y 30% en peso) se sintetizaron rápidamente utilizando un nuevo proceso de síntesis de flujo continuo asistido por microondas (CMFS) en una duración de residencia de 5 minutos en las condiciones de pH 11. En este proceso, inicialmente, se formaron nanopartículas de hidroxiapatita pura de fase y magnetita superparamagnética seguidas de una serie de nanocompuestos de HA-Fe 3 O 4, sin una etapa de envejecimiento posterior. El nanoproducto obtenido se analizó físicamente utilizando análisis de área superficial Brunauer-Emmett-Teller (BET), microscopía electrónica de transmisión y análisis de difracción de rayos X en polvo. Se utilizó la espectroscopia fotoelectrónica de rayos X para el análisis de la estructura química del producto nanocompuesto final. Se realizaron mediciones del potencial zeta para determinar la estabilidad coloidal asociada a la carga superficial de los nanocompuestos. Las propiedades magnéticas se determinaron utilizando un magnetómetro de muestra vibratorio. Los resultados indicaron la alta propiedad de magnetización del nanoproducto obtenido, adecuado para la aplicación de hipertermia. Los nanocompuestos HA-Fe 3 O 4 han mostrado notables propiedades antimicrobianas contra E. coli y S. cerevisiae . Por lo tanto, el sistema CMFS facilitó la rápida producción de partículas de nanocompuesto HA-Fe 3 O 4 con un tamaño de partícula fino.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التأثير التآزري لمركبات نانوية هيدروكسي أباتيت- ماغنيتيت في ارتفاع الحرارة المغناطيسية لعلاج سرطان العظام
Translated title (French)
Effet synergique des nanocomposites hydroxyapatite-magnétite dans l'hyperthermie magnétique pour le traitement du cancer des os
Translated title (Spanish)
Efecto sinérgico de los nanocompuestos de hidroxiapatita-magnetita en la hipertermia magnética para el tratamiento del cáncer de hueso

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4399707506
DOI
10.1515/ntrev-2023-0225

Is supplement to
https://openalex.org/W4213010266 (Other)
https://openalex.org/W3208296187 (Other)
https://openalex.org/W3094999831 (Other)
https://openalex.org/W3042125645 (Other)
https://openalex.org/W2594882953 (Other)
https://openalex.org/W2327717811 (Other)
https://openalex.org/W2141533011 (Other)
https://openalex.org/W2126475008 (Other)
https://openalex.org/W2074435038 (Other)
https://openalex.org/W2017269499 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1510966405
  • https://openalex.org/W1926220930
  • https://openalex.org/W1965997941
  • https://openalex.org/W1971807131
  • https://openalex.org/W1988403531
  • https://openalex.org/W1995562673
  • https://openalex.org/W2002144894
  • https://openalex.org/W2041457465
  • https://openalex.org/W2047777111
  • https://openalex.org/W2072219797
  • https://openalex.org/W2074309774
  • https://openalex.org/W2079914197
  • https://openalex.org/W2133220884
  • https://openalex.org/W2146629016
  • https://openalex.org/W2153844978
  • https://openalex.org/W2156124327
  • https://openalex.org/W2165586946
  • https://openalex.org/W2170027413
  • https://openalex.org/W2338033613
  • https://openalex.org/W2469276018
  • https://openalex.org/W2478708780
  • https://openalex.org/W2566400747
  • https://openalex.org/W2599630533
  • https://openalex.org/W2606304188
  • https://openalex.org/W2606667065
  • https://openalex.org/W2768857398
  • https://openalex.org/W2773185569
  • https://openalex.org/W2775361697
  • https://openalex.org/W2789653499
  • https://openalex.org/W2790754931
  • https://openalex.org/W2791046344
  • https://openalex.org/W2791256749
  • https://openalex.org/W2799297231
  • https://openalex.org/W2887591192
  • https://openalex.org/W2899865898
  • https://openalex.org/W2912290945
  • https://openalex.org/W2912339694
  • https://openalex.org/W2918560273
  • https://openalex.org/W2933146822
  • https://openalex.org/W2942331147
  • https://openalex.org/W2969289721
  • https://openalex.org/W2993536313
  • https://openalex.org/W2997490566
  • https://openalex.org/W3007210350
  • https://openalex.org/W3047242543
  • https://openalex.org/W3083274752
  • https://openalex.org/W3086100388
  • https://openalex.org/W3095973870
  • https://openalex.org/W3108545247
  • https://openalex.org/W3111607770
  • https://openalex.org/W3127017659
  • https://openalex.org/W3132055085
  • https://openalex.org/W3134520797
  • https://openalex.org/W3136820536
  • https://openalex.org/W3138338468
  • https://openalex.org/W3158918200
  • https://openalex.org/W3172022623
  • https://openalex.org/W3178685918
  • https://openalex.org/W3179190067
  • https://openalex.org/W3195695724
  • https://openalex.org/W3212192837
  • https://openalex.org/W4234617395
  • https://openalex.org/W4281915875
  • https://openalex.org/W4308332633
  • https://openalex.org/W4318542617
  • https://openalex.org/W4321096181
  • https://openalex.org/W4322628497
  • https://openalex.org/W832788160