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NPs magnéticas são de um grande interesse dos pesquisadores e abrangem uma vasta área disciplinar, incluindo fluidos magnéticos, catalisadores, biotecnologia/biomedicina, imagens por ressonância magnética, prevenção do meio ambiente, entre outros. [171]

Embora uma quantidade razoável de métodos têm sido desenvolvidos para a síntese de NPs magnéticas com uma ampla variedade de diferentes composições, o sucesso na aplicação destas NPs magnéticas dependem da estabilidade destas partículas sob diversas condições. Na maior parte das aplicações, as partículas desempenham melhor desenvolvimento quando apresentam dimensões na faixa de 10-20 nm. No entanto, dependendo da aplicação, um problema inevitável associado com o tamanho das partículas é a sua intrínseca instabilidade ao longo do tempo. Algumas partículas menores tendem a formar aglomerados para reduzir a energia associada a grande área superficial em relação ao volume das partículas nanométricas. Além disso, NPs metálicas são quimicamente ativas e são facilmente oxidadas pelo ar, conduzindo geralmente à perda do magnetismo. [171]

Para a maioria das aplicações é de crucial importância o desenvolvimento de estratégias visando proteger a estabilidade química das NPs magnéticas em relação à degradação durante e após a síntese. Estas estratégias compreendem o revestimento com espécies orgânicas, incluindo surfactantes ou polímeros, ou um recobrimento com uma camada inorgânica, como sílica ou carbono. É notável que em muitos casos, a proteção ou o revestimento destas partículas não somente estabilizam as NPs, mas podem igualmente serem usados para uma funcionalidade adicional, como por exemplo, com outras NPs ou ligantes, dependendo da aplicação desejada. [171]

Diversas sínteses de Fe, Co, FePt e NCs de FexCoyPt100-x-y foram recentemente

desenvolvidas produzindo partículas de tamanhos controlados, e distribuições estreitas de tamanho. Elas são atualmente o foco da investigação científica com o objetivo de compreender o mecanismo da formação dos NCs monodispersos e a influência do tamanho e da forma em seu comportamento magnético. [172]

As ligas magnéticas apresentam diversas vantagens, entre elas, destacam-se a anisotropia magnética e um aumento na susceptibilidade magnética. Ao lado de CoPt3 e de FePt, [173,172] _{os fosforetos metálicos são atualmente de grande interesse científico.} [171]

A literatura reporta a preparação de NPs polidispersas de uma liga de Co-Pt de 2 nm de diâmetro a partir de precursores organometálicos na presença de um polímero. [174-176]

Por outro lado, pesquisadores da Universidade de Ohio relataram o desenvolvimento de NPs magnéticas que promete uma rápida detecção e eliminação da bactéria Escherichia coli (E.coli), antraz (Bacillus anthracis), e outras bactérias prejudiciais à saúde humana. [177] Os incidentes decorrentes da contaminação bacteriana e ameaças de ataques terroristas têm criado uma mais rápida, urgente necessidade e meios mais efetivos de detectar a descontaminação bacteriana. Para este fim, foi desenvolvido um composto único que combina NPs magnéticas com açúcares (MGNP, do inglês magnectic glyco-nanoparticle). Açúcares (ou carboidratos) na superfície celular são usados por muitas bactérias para atacar as células hospedeiras visando facilitar a infecção.

Os testes mostraram que após a incubação das NPs magnéticas com a solução contendo cepas de E.coli por alguns minutos, um campo magnético foi aplicado separando as NPs magnéticas contendo os agregados do microorganismo E.coli, conforme ilustrado na Figura 2.38. O sobrenadante foi cuidadosamente removido e os agregados restantes foram completamente lavados, e tingidos com uma tintura fluorescente e transferida para uma placa de vidro. A imagem microscópica fluorescente mostrou que o E.coli pode ser confiantemente detectado com um limite de 104 células/mL (Figura 2.39).

Figura 2.39. (a) Imagens de microscopia de fluorescência da captura do E. coli. A concentração (células/mL) da bactéria incubada com NPs magnéticas está indicada em cada imagem. (b-d) Imagens obtidas por TEM dos agregados de NPs magnéticas/E.coli. [177]

Estes estudos mostraram o potencial das NPs magnéticas estudadas no rápido auxílio da detecção das cepas de E.coli, em aproximadamente, cinco minutos, e remoção de 88% das bactérias, fornecendo um campo muito atrativo para a descontaminação dos micróbios patogênicos e aplicações diagnósticas. [177] Estes estudos foram pioneiros em usar NPs magnéticas para detectar, quantificar e diferenciar células E.coli.

Uma aplicação promissora de NPs magnéticas é a liberação de drogas bem como de carreadores de drogas, ou seja, em processos de “liberação magnética de drogas”, proposto inicialmente por Widder et al nos anos 70. [178] Este conceito basicamente guia ou direciona magneticamente as NPs com as moléculas da droga que são localizadas por um campo magnético, prendendo-as até que a terapia seja completada, e em seguida, removendo-as. Os carreadores magnéticos de drogas tem um potencial para levar uma grande quantidade do medicamento no local certo, evitando assim a toxicidade e reações adversas pelo uso excessivo de uma grande dosagem de drogas no organismo. Embora haja uma avanço até o momento em aplicações in-vivo, os estudos clínicos em situações reais são ainda problemáticos. Muitos tópicos fundamentais em sistemas de liberação controlada de drogas precisam ser resolvidos, como o tamanho controlado na síntese e a estabilidade das NPs magnéticas, a biocompatibilidade de camadas de

revestimento (polimérica ou sílica), ligações entre droga-partícula, dentre outros parâmetros fisiológicos. [171]

A literatura relata vários métodos de síntese interessantes para o desenvolvimento de novos nanocompósitos magnéticos para bio-aplicações. [179-181] Entretanto, alguns destes métodos propostos sugerem uma etapa pós-sintética a fim de evitar a liberação das NPs magnéticas. Para isso foi proposto investigar um método sintético em que a incorporação das NPs magnéticas ocorrem durante a síntese do nanocompósito. Neste capítulo serão apresentados os resultados obtidos na preparação e caracterização de NPs magnéticas de CoPt3 e a incorporação in-situ destas partículas na matriz polimérica de poli-{trans-[RuCl2(vpy)4]-sty}. Apesar de estes nanocompósitos não serem de aplicação direta em Nanomedicina, podem fornecer pistas úteis na formulação de outros materiais.