Tese de Doutorado

Cancer remains a critical global health issue, standing as the second leading cause of death worldwide. Traditional brachytherapy, which involves the implantation of radioactive sources, offers an effective but invasive treatment method. In response to its drawbacks, nanobrachytherapy has emerged as an innovative approach, utilizing nanoparticles to deliver radiation precisely and less invasively. Gold nanoparticles are particularly suitable for this purpose due to their short half-life and favorable physical properties. This study explores the production of chemically pure gold nanoparticles, specifically coated with gum arabic (AuNP@GA), polyethylene glycol (AuNP@PEG), and silica (AuNP@SiO₂) using femtosecond laser synthesis. This method involves only water, a solid gold target, and a stabilizing agent, avoiding any chemical reagents, making it a pioneering approach in the field of nanobrachytherapy. The research achieved the synthesis and nuclear activation of these nanoparticles in the IPEN IEA-R1 reactor. Among the variants, the silica-coated gold nanoparticles (AuNP@SiO₂) demonstrated superior stability following nuclear activation. The resultant AuNP@SiO₂ colloidal suspension was exceptionally stable, evidenced by a Zeta Potential of -72.0 mV. Transmission electron microscopy (TEM) confirmed the production of nanoparticles with an average size of 16 nm. These findings highlight the potential of AuNP@SiO₂ for use in nanobrachytherapy, offering a novel nanomaterial and highly stable for application in cancer treatment. This breakthrough sets a new possibility for producing nanoparticles in a sustainable manner and with high purity, aligning technological innovation with the crucial need for new nanomaterials for cancer treatment.

O câncer continua sendo um problema crítico de saúde global, posicionando-se como a segunda maior causa de morte em todo o mundo. A braquiterapia tradicional, que envolve a implantação de fontes radioativas, oferece um método de tratamento eficaz, mas invasivo. Em resposta às suas desvantagens, a nanobraquiterapia surgiu como uma abordagem inovadora, utilizando nanopartículas para entregar radiação de maneira precisa e menos invasiva. As nanopartículas de Ouro-198 são particularmente adequadas para esse propósito devido à sua meia-vida curta e propriedades físicas favoráveis. Este estudo explora a produção de nanopartículas de ouro quimicamente puras, especificamente revestidas com goma arábica (AuNP@GA), polietileno glicol (AuNP@PEG), e sílica (AuNP@SiO₂), utilizando síntese a laser de femtossegundos. Esse método de produção envolve apenas a utilização de água, um alvo sólido de ouro e um agente estabilizador, evitando quaisquer reagentes químicos, tornando-o uma abordagem pioneira no campo da nanobraquiterapia. A pesquisa alcançou a síntese e ativação nuclear dessas nanopartículas no reator IEA-R1 do IPEN. Entre as variantes, as nanopartículas de ouro revestidas com sílica (AuNP@SiO₂) demonstraram maior estabilidade após a ativação nuclear. A suspensão coloidal de AuNP@SiO₂ se mostrou excepcionalmente estável, evidenciada por um potencial zeta altamente negativo, de -72,0 mV. A microscopia eletrônica de transmissão (TEM) confirmou a produção de nanopartículas com tamanho médio de 16 nm. Esses achados destacam o potencial das AuNP@SiO₂ para uso em nanobraquiterapia, oferecendo um nanomaterial novo e altamente estável para aplicação no tratamento do câncer. Esse avanço estabelece uma nova possibilidade para a produção de nanopartículas de maneira sustentável e com alta pureza, alinhando inovação tecnológica com a necessidade crucial de novos nanomateriais para o tratamento do câncer.