Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 97-123.

The rapid development and deployment of nanomaterials in the biomedical area present a great possibility to increase the effectiveness of radiotherapy and photothermal therapy.
During this study, iron oxide nanoparticles and silica-coated iron oxide nanoparticles were successfully prepared. All prepared nanoparticles were characterized using TEM, AFM, VSM, DLS, zeta potential, UV-VIS spectrum, and the energy gap.
A size control manner was illustrated for preparing silica-coated iron oxide nanoparticles by changing TEOS concentration. Silica shell thickness increased with increased TEOS concentration. With an increase in the thickness (beyond 26.13 nm), Surface roughness, saturation magnetization, and zeta potential decreased.

1-SCINPs enhanced the photothermal therapeutic behavior compared to INPs approximately 2-fold. Remarkably, cells treated with 1-SCINPs and exposed to NIR laser show significantly more serious DNA damage than cells treated with INPs. This is due to increased cell internalization by SCINPs, which increases light-to-heat conversion and heat stress, producing more free radicals.
1-SCINPs hold great promise as novel photothermal therapeutic agent.
With increased silica shell thickness, the photothermal activity decreased. This is due to blocking the thermal diffusion as the silica layer has a lower thermal conductivity than water.
2-SCINPs had the most potent effect when combined with radio treatment compared to the other prepared nano formulas.
There is no significant improvement in the radiosensitizing effect of 3-SCINPs and 4-SCINPs compared to INPs. This is due to a lower volumetric secondary electron output generated in the thicker coated formulas of INPs than free INPs, which lowers the enhancement effect.
Silica coating should be kept to the bare minimum thickness required to serve its biological function. The potential benefits of thicker coatings, such as reduced biological clearance or improved biological nano-stability, must be weighed against the loss of photothermal and radio enhancement effects.

نتيجة للنمو الهائل الأخير لعلم النانو في تفاعله مع علم الأحياء والعلوم الطبية ظهر موضوع جديد متعدد التخصصات يسمى "الطب النانومتري". أحدثت تقنية النانو ثورة في العلوم الطبية من خلال توفير تحسينات في العديد من المجالات الطبية يشمل ذلك تشخيص الأورام وعلاجها، التصوير بالرنين المغناطيسي، الفصل البيولوجي و توصيل الادوية المستهدفة. على عكس العديد من الجسيمات النانوية الأخرى، فإن جزيئات أكسيد الحديد النانومترية مفيدة وغير ضارة ويمكن للجسم التأقلم معها. يعتبر تكتل الجزيئات هو العقبة الرئيسية أمام استخدام جسيمات أكسيد الحديد النانومترية في المجالات الطبية. تعتبر السيليكا واحدة من أكثر طبقات الطلاء ملاءمة لجسيمات أكسيد الحديد النانومترية نظرًا لاستقرارها الكيميائي والحراري الممتاز والتوافق الجيد وتحسين ثبات وتشتت الجسيمات النانومترية المغناطيسية في المحلول.
في هذه الرسالة، تم دراسة طريقة التحكم في الحجم لتحضير جسيمات أكسيد الحديد النانومترية المطلية بالسيليكا عن طريق تغيير تركيز TEOS. تم تحضير الجسيمات النانوية المغناطيسية لأكسيد الحديد (INPs) والجسيمات النانوية المغناطيسية لأكسيد الحديد المغلفة بالسيليكا بسماكات غلاف مختلفة (SCINPs-1 وSCINPs-2 و SCINPs-3 و SCINPs-4). تم توصيف الجسيمات النانومترية بواسطة المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) ، ومجهر القوة الذرية (AFM) ومقياس مغناطيسية عينة الاهتزاز (VSM). تم فحص التأثيرات العلاجية الحرارية الضوئية لـ INPs و SCINPs-1 في خلايا سرطان الثدي (MCF7) بواسطة فحص بقاء الخلايا
(MTT assay) و فحص سمية المادة الوراثية (Comet assay) وقياسات الإجهاد التأكسدي.
تم فحص تأثيرات التعزيز الإشعاعي لـ INPs وSCINPs-1 وSCINPs-2 و SCINPs-3 و SCINPs-4 في خلايا سرطان الثدي (MCF7) بواسطة فحص بقاء الخلايا
(MTT assay) و فحص سمية المادة الوراثية (Comet assay) وقياسات الإجهاد التأكسدي.
كانت سماكة غلاف السيليكا ل SCINPs-1 وSCINPs-2 و SCINPs-3 و SCINPs-4 علي الترتيب هي 3.51 ± 22.58، 26.13 ± 1.4 ،46.95 ± 3.1 ،60.3 ± 4.3 نانومتر.
كانت خشونة السطح حوالي 0.042 ± 2.017، 0.023 ± 2.674 ، 0.018 ± 3.138 ، 0.022 ± 2.42 و 0.02 ± 2.117 نانومتر لكل من INPs و SCINPs-1 وSCINPs-2 و SCINPs-3 و SCINPs-4 علي الترتيب.
كانت قيم معامل التحسين الحراري الضوئي (PTEF) للخلايا المعالجة بـ 10 و30 و 60 و 100 ميكروغرام / مل من INPs هي 1.3 و 1.63 و 1.82 و 1.95 على الترتيب. بينما كانت قيم PTEF للخلايا المعالجة بـ SCINPs-1 بنفس التركيزات 1.91 و2.53 و3.06 و3.66 على الترتيب.
كانت قيم عامل تعزيز الجرعة الاشعاعية (DEF) للخلايا المعالجة بـ 5 ميكروغرام / مل من INPs و SCINPs-1 و SCINPs-2 و SCINPs-3 و SCINPs-4 هي 1.32 و 1.55 و 1.72 و 1.34 و 1.1 على الترتيب. تُظهر الخلايا المعالجة ب SCINPs-2 مجتمعة مع العلاج بالأشعة السينية نسبة أعلى في تضرر الحمض النووي للخلايا المعالجة مقارنةً بالتحضيرات النانومترية الأخرى.
تحمل SCINPs-1 وعدًا كبيرًا كعامل علاجي ضوئي حراري. بينما كان لـ SCINPs-2 التأثير الأقوى عندما يقترن بالمعالجة الإشعاعية مقارنة بالصيغ النانومترية الأخرى المحضرة.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.