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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
The high complexity and the wide variation of cancer types make it impossible to find an optimal and generally applicable treatment. Conventional approaches, such as chemotherapy, radiotherapy, and surgery, remain the standard of therapy but are often limited by their severe side effects, cancer recurrence, and treatment resistance. These challenges underscore the importance of innovative therapeutic strategies, including stimuli-responsive systems that can provide localized and controlled cancer treatments. The combination of multiple stimuli-responsive mechanisms can yield multifunctional platforms with a broader range of applications, enabling more personalized and effective therapies.
This PhD project aims to develop a magneto-thermoresponsive 3D-printed device that combines magnetic hyperthermia and controlled drug release for cancer treatment, offering the possibility of localized treatment tailored to individual needs. This device consists of a thermoresponsive core with a transition temperature slightly above human body temperature, embedded with a chemotherapeutic drug, allowing for controlled and localized release. Drug release profiles can be adjusted by modifying crosslinking conditions, pH, and media temperature. The device’s shell is produced using stereolithography, incorporating magnetic nanoparticles that can induce localized hyperthermia to damage cancer cells and trigger the release of chemotherapeutic drugs from the thermoresponsive polymer. The proposed system enables synergistic and tailored treatment, aiming to minimize side effects on healthy tissues while offering the possibility of implantation with minimal invasion, improving patient care. The obtained results are essential for understanding how such systems can be designed and optimized for targeted therapeutic applications in the treatment of solid tumors.
A elevada complexidade e diversidade de diferentes tipos de cancro tornam impossível definir um tratamento universalmente eficaz. As abordagens convencionais, como quimioterapia, radioterapia e cirurgia, permanecem o padrão terapêutico, mas apresentam limitações devido a efeitos secundários graves, recorrência e resistência ao tratamento. Estes desafios realçam a necessidade de estratégias inovadoras, incluindo sistemas responsivos a estímulos, capazes de proporcionar tratamentos localizados e controlados. A combinação de múltiplos mecanismos responsivos permite o desenvolvimento plataformas multifuncionais com aplicações mais amplas, favorecendo terapias personalizadas e mais eficazes. Este projeto de doutoramento visa desenvolver um dispositivo 3D magneto-termoresponsivo, que combina hipertermia magnética e libertação controlada de fármacos, para tratamentos localizados adaptados a diferentes necessidades. O dispositivo possui um núcleo termoresponsivo, com temperatura de transição ligeiramente acima da temperatura corporal, incorporando um fármaco quimioterápico, permitindo libertação controlada e localizada. Os perfis de libertação podem ser ajustados através das condições de reticulação, do pH e da temperatura do meio. A cápsula, produzida por estereolitografia, incorpora nanopartículas magnéticas que induzem hipertermia localizada, danificando células cancerígenas e desencadeando a libertação do fármaco. O sistema permite um tratamento sinérgico e personalizado, minimizando efeitos nos tecidos saudáveis e possibilitando implantação minimamente invasiva. Os resultados obtidos são essenciais para compreender como estes sistemas podem ser desenvolvidos e otimizados para terapias direcionadas no tratamento de tumores sólidos.
A elevada complexidade e diversidade de diferentes tipos de cancro tornam impossível definir um tratamento universalmente eficaz. As abordagens convencionais, como quimioterapia, radioterapia e cirurgia, permanecem o padrão terapêutico, mas apresentam limitações devido a efeitos secundários graves, recorrência e resistência ao tratamento. Estes desafios realçam a necessidade de estratégias inovadoras, incluindo sistemas responsivos a estímulos, capazes de proporcionar tratamentos localizados e controlados. A combinação de múltiplos mecanismos responsivos permite o desenvolvimento plataformas multifuncionais com aplicações mais amplas, favorecendo terapias personalizadas e mais eficazes. Este projeto de doutoramento visa desenvolver um dispositivo 3D magneto-termoresponsivo, que combina hipertermia magnética e libertação controlada de fármacos, para tratamentos localizados adaptados a diferentes necessidades. O dispositivo possui um núcleo termoresponsivo, com temperatura de transição ligeiramente acima da temperatura corporal, incorporando um fármaco quimioterápico, permitindo libertação controlada e localizada. Os perfis de libertação podem ser ajustados através das condições de reticulação, do pH e da temperatura do meio. A cápsula, produzida por estereolitografia, incorpora nanopartículas magnéticas que induzem hipertermia localizada, danificando células cancerígenas e desencadeando a libertação do fármaco. O sistema permite um tratamento sinérgico e personalizado, minimizando efeitos nos tecidos saudáveis e possibilitando implantação minimamente invasiva. Os resultados obtidos são essenciais para compreender como estes sistemas podem ser desenvolvidos e otimizados para terapias direcionadas no tratamento de tumores sólidos.
Descrição
Palavras-chave
iron oxide nanoparticles magnetic hyperthermia on-demand localized drug release solid tumors thermoresponsive polymers