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http://rid.unrn.edu.ar/handle/20.500.12049/13506
Título: | Cytotoxic Impact of Catalytic Activity and Heating Efficiency of Manganese Ferrite Nanoparticles With Different Particle Sizes for Magnetic Fluid Hyperthermia |
Autor(es): | Morales Ovalle, Marcos Antonio Raineri, Mariana Vazquez Mansilla, Marcelo Winkler, Elin Liliana Zysler, Roberto Daniel Lima, Enio Torres, Teobaldo Enrique |
Fecha de publicación: | 23-ago-2025 |
Editorial: | Wiley |
Citación: | M. A. Morales Ovalle, M. Raineri, M. Vasquez Mansilla, et al., “ Cytotoxic Impact of Catalytic Activity and Heating Efficiency of Manganese Ferrite Nanoparticles With Different Particle Sizes for Magnetic Fluid Hyperthermia,” Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials 113, no. 9 (2025): e35638, https://doi.org/10.1002/jbm.b.35638. |
Revista: | Journal of Biomedical Materials Research |
Abstract: | Magnetic nanoparticles have garnered significant attention in cancer treatment for their dual ability to generate localized heat under an alternating magnetic field and catalyze heterogeneous Fenton-based reactions on their surface. These reactions produce free radicals in mildly acidic and reducing environments, such as the tumor microenvironment, leading to oxidative stress in cancer cells. The synergistic combination of magnetic hyperthermia and catalytic activity enhances oxidative stress induction, underscoring the importance of understanding the cytotoxic effects of this approach. In this study, we performed in vitro toxicity assays on the HepG2 cell line to evaluate cytotoxicity and lipid peroxidation induced by hyperthermia using manganese ferrite nanoparticles with mean sizes of 12 and 28 nm. Magnetic hyperthermia efficiency, quantified by Specific Loss Power (SLP), and catalytic activity, assessed through free radical generation using electron paramagnetic resonance (EPR) and substrate oxidation rates via UV–visible spectroscopy, were characterized prior to the biological experiments. Our results showed that the 28 nm nanoparticles achieved a temperature increase of approximately 11.5°C, compared to 3.6°C for the 12 nm particles. Correspondingly, higher cell death was observed for the 28 nm nanoparticles following magnetic fluid hyperthermia treatment. However, lipid peroxidation was more pronounced with the 12 nm nanoparticles, attributed to their larger surface-to-volume ratio enhancing catalytic performance. In conclusion, nanoparticle size critically influences both magnetic and catalytic properties, and optimizing these parameters is essential for maximizing therapeutic efficacy in magnetic fluid hyperthermia |
Resumen: | Las nanopartículas magnéticas han atraído gran atención en el tratamiento del cáncer por su doble capacidad de generar calor localizado bajo un campo magnético alterno y catalizar reacciones heterogéneas basadas en Fenton en su superficie. Estas reacciones producen radicales libres en entornos ligeramente ácidos y reductores, como el microambiente tumoral, lo que provoca estrés oxidativo en las células cancerosas. La combinación sinérgica de hipertermia magnética y actividad catalítica potencia la inducción de estrés oxidativo, lo que subraya la importancia de comprender los efectos citotóxicos de este enfoque. En este estudio, realizamos ensayos de toxicidad in vitro en la línea celular HepG2 para evaluar la citotoxicidad y la peroxidación lipídica inducidas por hipertermia utilizando nanopartículas de ferrita de manganeso con tamaños medios de 12 y 28 nm. La eficiencia de la hipertermia magnética, cuantificada mediante potencia de pérdida específica (SLP), y la actividad catalítica, evaluada mediante la generación de radicales libres mediante resonancia paramagnética electrónica (EPR), y las tasas de oxidación del sustrato mediante espectroscopia UV-visible, se caracterizaron antes de los experimentos biológicos. Nuestros resultados mostraron que las nanopartículas de 28 nm lograron un aumento de temperatura de aproximadamente 11,5 °C, en comparación con los 3,6 °C de las partículas de 12 nm. En consecuencia, se observó una mayor muerte celular en las nanopartículas de 28 nm tras el tratamiento con hipertermia con fluido magnético. Sin embargo, la peroxidación lipídica fue más pronunciada con las nanopartículas de 12 nm, debido a su mayor relación superficie-volumen, lo que mejora el rendimiento catalítico. En conclusión, el tamaño de las nanopartículas influye de forma crucial en las propiedades magnéticas y catalíticas, y optimizar estos parámetros es esencial para maximizar la eficacia terapéutica en la hipertermia con fluido magnético |
URI: | http://rid.unrn.edu.ar/handle/20.500.12049/13506 |
Identificador DOI: | https://doi.org/10.1002/jbm.b.35638 |
ISSN: | 1552-4965 |
Aparece en las colecciones: | Artículos |
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