- 學位論文
靜電紡絲製備磁性氧化鐵/聚二甲基矽氧烷纖維於熱療之研究
Electrospun magnetic iron oxide (Fe3O4)/polyaniline/polydimethylsiloxane nanofibers for application in magnetic hyperthermia therapy
摘要
癌症一直是人類主要死亡原因之一。目前現有幾種主流的治療方法，對於病患在接受治療後的後遺症，以及防止復發的效果，都還是存在許多缺陷。因此，學術界都一直在尋找更好的治療方法。磁性熱療是目前為止，被視為最有潛力的一種癌症治療方法，但是如果這些磁性粒子進入人體中，沒有加以固定於要熱療之區域，可能會隨著人體的血液循環遷移到其他部位，造成血管阻塞，或是健康細胞、肌肉組織的過敏或發炎反應。 有鑑於此，本研究發展表面修飾的Fe3O4奈米粒子，將其與聚己內酯 (PCL)、聚二甲基矽氧烷前驅物 (DMS)、聚苯胺(PANI)混合成靜電紡絲溶液，經由靜電紡絲製備出具有纖維型態的磁性複合材料，而使磁性奈米粒子可固定於罹癌區域，並藉由控制複合纖維材料的形貌與Fe3O4奈米粒子的含量，來達到最佳的熱療效果。磁性氧化鐵 (Fe3O4) 粒子於水熱法200 ̊C合成，使用聚醚胺 (Polyetheramine)作為界面活性劑，客製化Fe3O4奈米粒子的大小，並系統性研究其成長，調控粒徑於20nm，此Fe3O4奈米粒子為此超順磁之磁性奈米粒子。 並將水熱法合成之20 nm Fe3O4奈米粒子，與PANI、DMS混和為靜電紡絲液，製備成磁性奈米複合纖維膜。並改變Fe3O4奈米粒子與聚苯胺含量，並於不同製程時間，在高頻率交流磁場測試下，探討Fe3O4磁性奈米複合纖維膜，對加熱效果之影響。實驗結果證實：當複合纖維膜加入Fe3O4奈米粒子越多時，加熱效果越好；PANI具有導電的功能，可幫助提升複合纖維膜的纖維量；調整不同紡絲時間，對於纖維之形態有一定程度之影響。並綜合以上幾種實驗參數，發展出本研究中最佳的複合纖維材料。
並列摘要
Cancer is among the major causes to human deaths. Magnetic hyperthermia therapy is one of the promising technologies to treat cancer. Therefore, the goal of this research is to develop electrospun magnetic iron oxide /polyaniline nanofibers for application in hyperthermia therapy. In this study, we synthesized iron oxide (Fe3O4) nanoparticles at 200OC with assistance of polyetheramine to control their particle size. The Fe3O4 nanoparticles were subsequently incorporated with both conducting polyaniline (PANI) and polydimethylsiloxane(PDMS) to form Fe3O4 / PANI / PDMS nanofibers by using electrospinning technique. The PANI increases the electrical conductivity of nanofibers and further enhances the hyperthermia effect, benefiting from the high conductivity of the PANI polymer. Furthermore, PDMS could improve the mechanical strength and ductility of the resulting nanofibers. Experimental results confirmed that the resulting composite nanofibers showed applicable heating performance. The method developed in this study could provide a new method to design magnetic nanocomposites with enhanced hyperthermia effect to treat cancers.