Síntese e caracterização de ferritas de manganês e zinco visando aplicação como agente de contraste em diagnóstico médico (biosusceptometria de corrente alternada)

Abstract

Para o aprimoramento de técnicas de diagnóstico e tratamentos de doenças o desenvolvimento de materiais magnéticos é de primordial importância. Neste trabalho as ferritas de manganês e zindo de fórmula geral Mn(1-x)ZNxFe204, onde x assume os valores entre 0,15 e 0,30, foram preparadas pelo método dos precursores poliméricos e caracterizadas por: análises térmicas (termogravimetria associada com análise térmica diferencial (TG/DTA), análise composicional semi-quantitativa por energia dispersiva de raios X (EDX), difratometria de raios X (DRX), refinamento estrutural (Método de Rietveld), adsorção de N2 a 77K (BET), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia óptica, espectroscopia de absorção atômica (testes de lixiviação) e medidas de susceptibilidade e permeabilidade magnética. As amostras de ferritas foram também revestidas com quitosana e analisadas com algumas dessas técnicas. Os materiais foram desenvolvidos com o objetivo de utilizá-los como rastreador em biosusceptometria de corrente alternada(BAC), um método de diagnóstico. O método de síntese empregado proporcionou materiais monofásicos em ferrita com baixa porosidade e área superficial. Os materiais apresentaram baixa lixiviação de metais em soluções que simulam os meios fisiológicos do trato gastrointestinal. O revestimento com quitosana foi eficiente suprimindo a dissolução de metais em meios com pHs 7,5 e 6,8. Em pH 1,2, o revestimento se mostrou menos eficiente, porém, ainda assim foi capaz de reduzir a dissolução das espécies que constituem a ferrita. Quanto ao comportamento magnético, as amostras apresentaram magnetizações satisfatórias em 10K e em temperatura ambiente. A amostra contendo zinco a x=0,15 apresentou a mais alta saturação magnética em temperatura ambiente e foi utilizada em um teste com a técnica de BAC apresentando resultados satisfatórios

The development of magnetic materials is of primary importance for the improvement of diagnostic techniques and treatments of diseases. In this work, the manganese and zinc ferrites with general formula of Mn(1-x)ZNxFe204 and 0,15< x <0,30, was prepared by polymeric precursor method and characterized by the physical techniques as: thermal analysis [thermogravimetry and differential thermal analysis (TG/DTA)], ssemi-quantitative analysis of the composition by energy dispersive X ray (EDX), X ray diffractometry (XRD), structural refinement (Rietveld Method), N2 adsorption analysis at 77k (BET), scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy, atomic absorption spectroscopy (lixiviation test) and magnetic susceptibility measurements. Chitosan coated samples were also prepared which were analyzed by some of those technique. The materials were developed to be used as a tracer in the alternating current biosusceptometry (ACB), a diagnostic method. The employed synthesis method provided monophasic samples of ferrites with low porosity and surface area. The materials showed low metal solubility in the media that simulate gastrointestinal tract solutions. The chitosan coating was efficient to suppress the metal dissolution in solutions with pHs 7.5 and 6.8. In pH=1.2 medium, the coating was not efficient, but still reduced the resolution of ferrite components. The magnetic measurements showed that the samples have satisfactory magnetizations at 10K and room temperature. The sample with x=0.15 exhibited the highest magnetic saturation at room temperature and it was applied in an ACB technique which showed satisfactory results