en English is Íslenska

Thesis (Master's)

University of Iceland > Heilbrigðisvísindasvið > Meistaraprófsritgerðir - Heilbrigðisvísindasvið >

Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/1946/27053

Title: 
  • Developing Multifunctional Selenium and Iron Oxide Nanocomposites for Targeted Cancer Applications
  • Title is in Icelandic Þróun fjölvirkra seleníum og járnoxíð nanóagna til sértækra krabbameinsmeðferða
Degree: 
  • Master's
Abstract: 
  • Iron oxide nanoparticles (IONP) already have established use within the medical field. Most of the products available utilize the superparamagnetic properties of these IONP to improve contrast in magnetic resonance imaging (MRI). However, these particles have multiple properties of interest and represent possibe vehicles with multifunctional roles in cancer treatment. IONP offer possibilities in therapy, i.e. as drug carriers and in hyperthermia therapy. However, iron by itself, does not posess any anticancer properties.
    Selenium is a trace mineral and an essential nutrient in the human body. Selenium is considered to have both cancer preventive and cancer treatment properties. Furthermore, l studies suggest that selenium concentration in blood is inversely related to the cancer risk.
    The goal of this project was to combine the above approaches to develop composite nano-vehicles of iron oxide and selenium for targeted cancer therapy. In the most basic form, they represent a vehicle that could deliver cancer suppressing selenium to suspicious malignancies through magnetic manipulation.
    The suggested design was an IONP core, stabilized by chitosan and decorated selenium. Two different types of IONP cores were produced. This was followed by attempting different methods of chitosan and selenium coating. The particles were characterized for size, shape, zeta potental and magnetic properties at different stages of development. Finally, the most promising products were tested for cancer killing properties on MB-231 breast cancer cells.
    The restults of this thesis showed for the first time that the most promising composite poducts were nanoparticles consisting of an iron oxide core produced by thermal decomposition, followed by silane ligand exchange, chitosan coating and selenium decoration. The particles were 5-9nm in diameter, with Zp=-29.59mV and ms=35.932emu/g.
    The particles were confirmed for concentration dependent cancer killing properties. After a 1 day incubation with 1mg/ml concentration the cell viability was reduced to 40.5%. Although these composite nanoparticles require further development, they showed promising results for magnetically targeted cancer therapy.

  • Abstract is in Icelandic

    Járnoxíð nanóagnir hafa nú þegar þekkta notkun innan læknisfræðinnar. Flestar afurðir nýta sterka meðseglandi eiginleika þeirra til auka skerpu við segulómun (MRI). Hins vegar hafa þessar agnir fjölmarga áhugaverða eiginleika sem gætu nýst í fjölþættri krabbameinsmeðferð. Járnoxíð nanóagnir gætu þar nýst sem lyfjaferjur og sem hluti af ofhitunarmeðferð. Hins vegar ber járn eitt of sér enga krabbameinsdrepandi eiginleika.
    Seleníum er lífsnauðsynlegt snefilefni í mannslíkamanum. Það er talið vinna fyrirbyggjandi gegn þróun krabbameina auk þess að hafa krabbameinsdrepandi eiginleika. Faraldsrannsóknir benda til þess að styrkur seleníums í blóði sé í öfugu hlutfalli við tíðni krabbameins.
    Markið þessa verkefnis var að sameina fyrrnefnda eiginleika og þróa sameiginlegar járnoxíð og seleníum nanóagnir til sértækrar krabbameinsmeðferðar. Þessar agnir gætu þá nýst sem lyfjaferjur til að flytja krabbameinshemjandi seleníum sértækt að grunsamlegum meinum með aðstoð segla.
    Markmiðið var að framleiða nanóagnir sem samanstóðu af járnoxíð kjarna, stöðguðum með kítósanlagi og seleníum húð. Tvær mismunandi gerðir af járnoxíð nanókjörnum voru framleiddar og mismunandi aðferðir til kítósan og seleníumhúðunar reyndar. Eiginleikar agnanna, þ.m.t. stærð, lögun, yfirborðshleðsla og segulmögnun, voru greindir á mismunandi stigum þróunar. Krabbameinsdrepandi virkni þeirra agna sem þóttu sýna ákjósanlegasta eignleika var metin geng MB-231 brjóstakrabbameinsfrumum.
    Niðurstöður þessa verkefnis sýndu fram á í fyrsta sinn að þær agnir sem sýndu besta eiginleika voru samsettar úr járnoxíð nanókjarna framleiddum með hitaniðurbrotsaðferð (thermal decomposition), fylgt var eftir með tengihópaskiptum (silane ligand exchange), húðun með kítósan og loks húðun með seleníum. Agnirnar reyndust vera 5-9nm í þvermál, með yfirborðshleðslu -29.59mV og segulmögnun upp á 35.932emu/g.
    Sýnt var fram á styrkháða krabbameinsdrepandi virkni. Eftir eins dags meðferð með 1mg/ml nanóagnalausn fækkaði lífvænlegum frumum í 40,5% af upphaflegum styrk. Agnirnar krefjast frekari þróunar en sýna áhugaverðar niðurstöður þegar kemur að hnitmiðaðri krabbameinsmeðferð. 

Accepted: 
  • May 2, 2017
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/27053


Files in This Item:
Filename Size VisibilityDescriptionFormat 
Developing multifunctional selenium and iron oxide composites for targeted cancer therapy.pdf2,87 MBLocked Until...2027/05/02HeildartextiPDF
Yfirlýsing - Halla Laufey.pdf412,55 kBLockedYfirlýsingPDF