Javascript on tällä hetkellä poissa käytöstä selaimessasi.Kun javascript on poistettu käytöstä, jotkin tämän sivuston toiminnot eivät toimi.
Rekisteröi tarkat tietosi ja kiinnostavat lääkkeet, niin yhdistämme antamasi tiedot laajan tietokantamme artikkeleihin ja lähetämme sinulle PDF-kopion sähköpostitse oikea-aikaisesti.
Ohjaa magneettisten rautaoksidinanohiukkasten liikettä sytostaattien kohdennetulle toimitukselle
Kirjailija Toropova Y, Korolev D, Istomina M, Shulmeyster G, Petukhov A, Mishanin V, Gorshkov A, Podyacheva E, Gareev K, Bagrov A, Demidov O
Yana Toropova, 1 Dmitri Korolev, 1 Maria Istomina, 1, 2 Galina Shulmeyster, 1 Aleksei Petuhov, 1, 3 Vladimir Mishanin, 1 Andrey Gorshkov, 4 Jekaterina Podyacheva, 1 Kamil Gareev, 2 Aleksei Bagrov, 5 Oleg Demidov 6, 71 Almazov National Medical Venäjän federaation terveysministeriön tutkimuskeskus, Pietari, 197341, Venäjän federaatio;2 Pietarin sähkötekninen yliopisto "LETI", Pietari, 197376, Venäjän federaatio;3 Center for Personal Medicine, Almazov State Medical Research Center, Venäjän federaation terveysministeriö, Pietari, 197341, Venäjän federaatio;4FSBI "AA Smorodintsevin nimetty influenssatutkimuslaitos" Venäjän federaation terveysministeriö, Pietari, Venäjän federaatio;5 Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Venäjän tiedeakatemia, Pietari, Venäjän federaatio;6 RAS Institute of Sytology, Pietari, 194064, Venäjän federaatio;7INSERM U1231, Lääketieteellinen ja farmasian tiedekunta, Bourgogne-Franche Comté, Dijonin yliopisto, Ranska Viestintä: Yana ToropovaAlmazov Kansallinen lääketieteellinen tutkimuskeskus, Venäjän federaation terveysministeriö, Pietari, 197341, Venäjä Puh +7 981 952649800 69499800 [sähköposti suojattu] Tausta: Lupaava lähestymistapa sytostaattisen toksisuuden ongelmaan on magneettisten nanopartikkelien (MNP) käyttö kohdennetussa lääkkeen annostelussa.Tarkoitus: Käyttää laskelmia MNP:itä säätelevän magneettikentän parhaiden ominaisuuksien määrittämiseksi in vivo ja arvioida MNP:iden magnetronin kuljetuksen tehokkuutta hiiren kasvaimiin in vitro ja in vivo.(MNPs-ICG) käytetään.In vivo -luminesenssin intensiteettitutkimukset suoritettiin kasvainhiirillä, joilla oli tai ei ollut magneettikenttää kiinnostavassa kohdassa.Nämä tutkimukset suoritettiin hydrodynaamisella telineellä, jonka on kehittänyt Venäjän terveysministeriön Almazovin valtion lääketieteellisen tutkimuskeskuksen kokeellisen lääketieteen instituutti.Tulos: Neodyymimagneettien käyttö edisti MNP:n selektiivistä kertymistä.Minuutti MNPs-ICG:n annon jälkeen kasvaimia kantaville hiirille MNPs-ICG kerääntyy pääasiassa maksaan.Magneettikentän puuttuessa ja läsnä ollessa tämä osoittaa sen aineenvaihduntareitin.Vaikka kasvaimen fluoresenssin lisääntyminen havaittiin magneettikentän läsnä ollessa, fluoresenssin intensiteetti eläimen maksassa ei muuttunut ajan myötä.Johtopäätös: Tämän tyyppinen MNP yhdistettynä laskettuun magneettikentän voimakkuuteen voi olla perusta sytostaattisten lääkkeiden magneettisesti ohjatun toimituksen kehittämiselle kasvainkudoksiin.Avainsanat: fluoresenssianalyysi, indosyaniini, rautaoksidin nanohiukkaset, sytostaattien magnetronin anto, kasvaimen kohdentaminen
Kasvaintaudit ovat yksi tärkeimmistä kuolinsyistä maailmanlaajuisesti.Samaan aikaan kasvainsairauksien lisääntyvän sairastuvuuden ja kuolleisuuden dynamiikka on edelleen olemassa.1 Nykyään käytetty kemoterapia on edelleen yksi tärkeimmistä eri kasvainten hoidoista.Samaan aikaan menetelmien kehittäminen sytostaattien systeemisen toksisuuden vähentämiseksi on edelleen merkityksellistä.Lupaava menetelmä sen myrkyllisyysongelman ratkaisemiseksi on käyttää nanomittakaavan kantajia kohdistamaan lääkeannostelumenetelmiä, jotka voivat tarjota lääkkeiden paikallista kertymistä kasvainkudoksiin lisäämättä niiden kertymistä terveisiin elimiin ja kudoksiin.keskittyminen.2 Tällä menetelmällä voidaan parantaa kemoterapeuttisten lääkkeiden tehokkuutta ja kohdentamista kasvainkudoksiin ja samalla vähentää niiden systeemistä toksisuutta.
Erilaisten sytostaattisten aineiden kohdennetussa annostelussa harkittujen nanohiukkasten joukossa magneettiset nanopartikkelit (MNP:t) ovat erityisen kiinnostavia niiden ainutlaatuisten kemiallisten, biologisten ja magneettisten ominaisuuksiensa vuoksi, jotka varmistavat niiden monipuolisuuden.Siksi magneettisia nanohiukkasia voidaan käyttää lämmitysjärjestelmänä hoitamaan kasvaimia, joilla on hypertermia (magneettinen hypertermia).Niitä voidaan käyttää myös diagnostisina aineina (magneettiresonanssidiagnoosi).3-5 Käyttämällä näitä ominaisuuksia yhdistettynä mahdollisuuteen MNP:n kerääntymiseen tietylle alueelle ulkoisen magneettikentän avulla kohdennettujen farmaseuttisten valmisteiden toimittaminen avaa monitoimisen magnetronijärjestelmän luomisen sytostaattien kohdistamiseksi kasvainkohtaan. Näkymät.Tällainen järjestelmä sisältäisi MNP:n ja magneettikentät ohjaamaan niiden liikettä kehossa.Tällöin magneettikentän lähteenä voidaan käyttää sekä ulkoisia magneettikenttiä että kasvaimen sisältävälle kehon alueelle sijoitettuja magneettisia implantteja.6 Ensimmäisessä menetelmässä on vakavia puutteita, kuten tarve käyttää erikoislaitteita lääkkeiden magneettiseen kohdistukseen ja tarve kouluttaa henkilökuntaa suorittamaan leikkauksia.Lisäksi tätä menetelmää rajoittavat korkeat kustannukset ja se soveltuu vain "pinnallisiin" kasvaimiin lähellä kehon pintaa.Vaihtoehtoinen menetelmä käyttää magneettisia implantteja laajentaa tämän tekniikan soveltamisalaa helpottaen sen käyttöä kehon eri osissa sijaitsevissa kasvaimissa.Sekä yksittäisiä magneetteja että intraluminaaliseen stenttiin integroituja magneetteja voidaan käyttää implantteina onttojen elinten kasvainvaurioiden yhteydessä niiden läpinäkyvyyden varmistamiseksi.Oman julkaisemattoman tutkimuksemme mukaan nämä eivät kuitenkaan ole riittävän magneettisia varmistamaan MNP:n pysymistä verenkierrosta.
Magnetronlääkkeen annostelun tehokkuus riippuu monista tekijöistä: itse magneettisen kantajan ominaisuuksista ja magneettikentän lähteen ominaisuuksista (mukaan lukien kestomagneettien geometriset parametrit ja niiden tuottaman magneettikentän voimakkuus).Onnistuneen magneettisesti ohjatun solu-inhibiittorin annosteluteknologian kehittämiseen tulisi sisältyä sopivien magneettisten nanomittakaavan lääkekantajien kehittäminen, niiden turvallisuuden arvioiminen ja visualisointiprotokollan kehittäminen, jonka avulla voidaan seurata niiden liikkeitä kehossa.
Tässä tutkimuksessa laskimme matemaattisesti optimaaliset magneettikentän ominaisuudet kontrolloidaksemme magneettista nanomittakaavan lääkekantajaa kehossa.Mahdollisuutta pitää MNP:tä verisuonen seinämän läpi käytetyn magneettikentän vaikutuksesta näillä laskennallisilla ominaisuuksilla tutkittiin myös eristetyissä rotan verisuonissa.Lisäksi syntetisoimme MNP:iden ja fluoresoivien aineiden konjugaatteja ja kehitimme protokollan niiden visualisoimiseksi in vivo.In vivo -olosuhteissa kasvainmallihiirillä tutkittiin MNP:iden kertymistehokkuutta kasvainkudoksissa, kun niitä annettiin systeemisesti magneettikentän vaikutuksen alaisena.
In vitro -tutkimuksessa käytimme referenssi-MNP:tä ja in vivo -tutkimuksessa MNP:tä, joka oli päällystetty maitohappopolyesterillä (polymaitohappo, PLA), joka sisältää fluoresoivaa ainetta (indolesyaniini; ICG).MNP-ICG sisältyy tapaukseen, käytä (MNP-PLA-EDA-ICG).
MNP:n synteesi ja fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet on kuvattu yksityiskohtaisesti muualla.7,8
MNPs-ICG:n syntetisoimiseksi valmistettiin ensin PLA-ICG-konjugaatteja.Käytettiin PLA-D:n ja PLA-L:n raseemista jauheseosta, jonka molekyylipaino oli 60 kDa.
Koska PLA ja ICG ovat molemmat happoja, PLA-ICG-konjugaattien syntetisoimiseksi on ensin syntetisoitava aminopäätteinen välikappale PLA:lle, joka auttaa ICG:tä kemisorboimaan välikappaleeseen.Välike syntetisoitiin käyttämällä etyleenidiamiinia (EDA), karbodi-imidimenetelmää ja vesiliukoista karbodi-imidiä, 1-etyyli-3-(3-dimetyyliaminopropyyli)karbodi-imidiä (EDAC).PLA-EDA-välike syntetisoidaan seuraavasti.Lisää 20-kertainen molaarinen ylimäärä EDA:ta ja 20-kertainen molaarinen ylimäärä EDAC:ta 2 ml:aan 0,1 g/ml PLA-kloroformiliuosta.Synteesi suoritettiin 15 ml:n polypropeenikoeputkessa ravistelijalla nopeudella 300 min-1 2 tunnin ajan.Synteesikaavio on esitetty kuvassa 1. Toista synteesi 200-kertaisella reagenssiylimäärällä synteesikaavion optimoimiseksi.
Synteesin lopussa liuosta sentrifugoitiin nopeudella 3000 min-1 5 minuuttia ylimääräisten saostuneiden polyeteenijohdannaisten poistamiseksi.Sitten 2 ml 0,5 mg/ml ICG-liuosta dimetyylisulfoksidissa (DMSO) lisättiin 2 ml:n liuokseen.Sekoitin kiinnitetään sekoitusnopeuteen 300 min-1 2 tunnin ajan.Kaavamainen kaavio saadusta konjugaatista on esitetty kuvassa 2.
200 mg:aan MNP:tä lisäsimme 4 ml PLA-EDA-ICG-konjugaattia.Sekoita suspensiota LS-220-ravistelijalla (LOIP, Venäjä) 30 minuuttia 300 min-1 taajuudella.Sitten se pestiin isopropanolilla kolme kertaa ja erotettiin magneettisesti.Käytä UZD-2 Ultrasonic Disperser -laitetta (FSUE NII TVCH, Venäjä) lisätäksesi IPA:ta suspensioon 5-10 minuutin ajan jatkuvassa ultraäänitoiminnassa.Kolmannen IPA-pesun jälkeen sakka pestiin tislatulla vedellä ja suspendoitiin uudelleen fysiologiseen suolaliuokseen pitoisuutena 2 mg/ml.
ZetaSizer Ultra -laitteistoa (Malvern Instruments, UK) käytettiin saadun MNP:n kokojakauman tutkimiseen vesiliuoksessa.MNP:n muodon ja koon tutkimiseen käytettiin transmissioelektronimikroskooppia (TEM), jossa oli JEM-1400 STEM-kenttäemissiokatodi (JEOL, Japani).
Tässä tutkimuksessa käytämme sylinterimäisiä kestomagneetteja (N35-laatu; nikkelisuojapinnoite) ja seuraavia vakiokokoja (pitkän akselin pituus × sylinterin halkaisija): 0,5×2 mm, 2×2 mm, 3×2 mm ja 5×2 mm.
MNP-kuljetuksen in vitro -tutkimus mallijärjestelmässä suoritettiin Venäjän terveysministeriön Almazovin valtion lääketieteellisen tutkimuskeskuksen kokeellisen lääketieteen instituutin kehittämällä hydrodynaamisella telineellä.Kierrättävän nesteen (tislattua vettä tai Krebs-Henseleit-liuosta) tilavuus on 225 ml.Kestomagneetteina käytetään aksiaalisesti magnetoituja sylinterimäisiä magneetteja.Aseta magneetti pidikkeeseen 1,5 mm:n päähän keskilasiputken sisäseinästä siten, että sen pää on putken suuntaan (pystysuoraan).Nesteen virtausnopeus suljetussa kierrossa on 60 l/h (vastaa 0,225 m/s lineaarista nopeutta).Krebs-Henseleit-liuosta käytetään kiertonesteenä, koska se on plasmaanalogi.Plasman dynaaminen viskositeettikerroin on 1,1–1,3 mPa∙s.9 Magneettikenttään adsorboituneen MNP:n määrä määritetään spektrofotometrialla kokeen jälkeen kiertävän nesteen raudan pitoisuudesta.
Lisäksi parannetulla nestemekaniikkataulukolla on tehty kokeellisia tutkimuksia verisuonten suhteellisen läpäisevyyden määrittämiseksi.Hydrodynaamisen tuen pääkomponentit on esitetty kuvassa 3. Hydrodynaamisen stentin pääkomponentit ovat suljettu silmukka, joka simuloi mallin verisuonijärjestelmän poikkileikkausta ja varastosäiliö.Mallinesteen liike verisuonimoduulin ääriviivaa pitkin saadaan aikaan peristalttisella pumpulla.Säilytä kokeen aikana höyrystymistä ja vaadittua lämpötila-aluetta ja seuraa järjestelmän parametreja (lämpötila, paine, nesteen virtausnopeus ja pH-arvo).
Kuva 3 Lohkokaavio kaulavaltimon seinämän läpäisevyyden tutkimiseen käytetystä kokoonpanosta.1-varastosäiliö, 2-peristalttinen pumppu, 3-mekanismi MNP:tä sisältävän suspension syöttämiseksi silmukkaan, 4-virtausmittari, 5-paineanturi silmukassa, 6-lämmönvaihdin, 7-kammio säiliöllä, 8-lähde magneettikentästä, 9-ilmapallo hiilivedyillä.
Säiliön sisältävä kammio koostuu kolmesta säiliöstä: uloimmasta suuresta säiliöstä ja kahdesta pienestä säiliöstä, joiden läpi keskuspiirin varret kulkevat.Kanyyli työnnetään pieneen säiliöön, säiliö sidotaan pieneen astiaan ja kanyylin kärki sidotaan tiukasti ohuella langalla.Suuren ja pienen säiliön välinen tila täytetään tislatulla vedellä ja lämpötila pysyy vakiona lämmönvaihtimeen liittämisen ansiosta.Pienen säiliön tila on täytetty Krebs-Henseleit-liuoksella verisuonisolujen elinkyvyn ylläpitämiseksi.Säiliö on myös täytetty Krebs-Henseleit-liuoksella.Kaasun (hiilen) syöttöjärjestelmää käytetään liuoksen höyrystämiseen varastosäiliön pienessä säiliössä ja säiliön sisältävässä kammiossa (kuva 4).
Kuva 4 Kammio, johon säiliö on sijoitettu.1-kanyyli verisuonten alentamiseen, 2-ulkokammio, 3-pieni kammio.Nuoli osoittaa mallinesteen suunnan.
Suonen seinämän suhteellisen permeabiliteettiindeksin määrittämiseksi käytettiin rotan kaulavaltimoa.
MNP-suspension (0,5 ml) lisäämisellä järjestelmään on seuraavat ominaisuudet: säiliön ja silmukan yhdysputken sisäinen kokonaistilavuus on 20 ml ja kunkin kammion sisätilavuus on 120 ml.Ulkoinen magneettikentän lähde on kestomagneetti, jonka vakiokoko on 2×3 mm.Se asennetaan yhden pienen kammion yläpuolelle, 1 cm:n etäisyydelle säiliöstä, ja toinen pää on säiliön seinää vasten.Lämpötila pidetään 37°C:ssa.Rullapumpun teho on asetettu 50 %:iin, mikä vastaa 17 cm/s nopeutta.Kontrollina näytteet otettiin kennossa ilman kestomagneetteja.
Yksi tunti tietyn MNP-pitoisuuden antamisen jälkeen kammiosta otettiin nestenäyte.Hiukkaspitoisuus mitattiin spektrofotometrillä käyttäen Unico 2802S UV-Vis -spektrofotometriä (United Products & Instruments, USA).Ottaen huomioon MNP-suspension absorptiospektri, mittaus suoritettiin 450 nm:ssä.
Rus-LASA-FELASA-ohjeiden mukaan kaikki eläimet kasvatetaan ja kasvatetaan tietyissä taudinaiheuttajista vapaissa tiloissa.Tämä tutkimus noudattaa kaikkia asiaankuuluvia eläinkokeita ja -tutkimuksia koskevia eettisiä määräyksiä, ja se on saanut eettisen hyväksynnän Almazovin kansalliselta lääketieteelliseltä tutkimuskeskukselta (IACUC).Eläimet joivat vettä ad libitum ja ruokittiin säännöllisesti.
Tutkimus suoritettiin 10 nukutetulla 12 viikon ikäisellä urospuolisella immuunivajavalla NSG-hiirellä (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Jackson Laboratory, USA) 10, jotka painoivat 22 g ± 10 %.Koska immuunikatohiirten immuniteetti on tukahdutettu, tämän linjan immuunikatohiiret sallivat ihmissolujen ja -kudosten siirron ilman siirteen hylkimistä.Poikuemat eri häkeistä jaettiin satunnaisesti koeryhmään, ja heidät kasvatettiin yhdessä tai altistettiin systemaattisesti muiden ryhmien kuivikkeille, jotta varmistetaan tasa-arvoinen altistuminen yhteiselle mikrobiotalle.
Ihmisen HeLa-syöpäsolulinjaa käytetään ksenograftimallin luomiseen.Soluja viljeltiin DMEM:ssä, joka sisälsi glutamiinia (PanEco, Venäjä), jota oli täydennetty 10 % naudan sikiön seerumilla (Hyclone, USA), 100 CFU/ml penisilliiniä ja 100 µg/ml streptomysiiniä.Solulinjan tarjosi ystävällisesti Venäjän tiedeakatemian solututkimuksen instituutin geeniekspression säätelylaboratorio.Ennen injektiota HeLa-solut poistettiin viljelymuovista 1:1 trypsiini:Versene-liuoksella (Biolot, Venäjä).Pesun jälkeen solut suspendoitiin täydelliseen väliaineeseen pitoisuuteen 5 x 106 solua 200 µl:aa kohti ja laimennettiin tyvikalvomatriisilla (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, jäillä).Valmistettu solususpensio injektoitiin ihonalaisesti hiiren reiden ihoon.Käytä elektronisia mittasatureita kasvaimen kasvun seuraamiseen 3 päivän välein.
Kun kasvain saavutti 500 mm3:n, kestomagneetti istutettiin koe-eläimen lihaskudokseen kasvaimen lähelle.Koeryhmässä (MNPs-ICG + kasvain-M) injektoitiin 0,1 ml MNP-suspensiota ja altistettiin magneettikentälle.Käsittelemättömiä kokonaisia ​​eläimiä käytettiin kontrolleina (tausta).Lisäksi käytettiin eläimiä, joihin oli injektoitu 0,1 ml MNP:tä, mutta joihin ei istutettu magneetteja (MNPs-ICG + kasvain-BM).
In vivo- ja in vitro -näytteiden fluoresenssivisualisointi suoritettiin IVIS Lumina LT -sarjan III biokuvantajalla (PerkinElmer Inc., USA).In vitro -visualisointia varten levyn kuoppiin lisättiin tilavuus 1 ml synteettistä PLA-EDA-ICG- ja MNP-PLA-EDA-ICG-konjugaattia.Ottaen huomioon ICG-värin fluoresenssiominaisuudet valitaan paras suodatin, jota käytetään määrittämään näytteen valovoima: maksimi viritysaallonpituus on 745 nm ja emissioaallonpituus 815 nm.Living Image 4.5.5 -ohjelmistoa (PerkinElmer Inc.) käytettiin mittaamaan kvantitatiivisesti konjugaatin sisältävien kuoppien fluoresenssin intensiteetti.
MNP-PLA-EDA-ICG-konjugaatin fluoresenssin intensiteetti ja kerääntyminen mitattiin in vivo -tuumorimallihiirissä ilman magneettikentän läsnäoloa ja käyttöä kiinnostavassa kohdassa.Hiiret nukutettiin isofluraanilla ja sitten 0,1 ml MNP-PLA-EDA-ICG-konjugaattia injektoitiin häntälaskimon kautta.Käsittelemättömiä hiiriä käytettiin negatiivisena kontrollina fluoresoivan taustan saamiseksi.Kun konjugaatti on annettu suonensisäisesti, aseta eläin lämmitysvaiheeseen (37 °C) IVIS Lumina LT -sarjan III fluoresenssikuvauslaitteen (PerkinElmer Inc.) kammioon ja jatka inhalaatiota 2-prosenttisella isofluraanilla anestesialla.Käytä ICG:n sisäänrakennettua suodatinta (745–815 nm) signaalin havaitsemiseen 1 minuutti ja 15 minuuttia MNP:n käyttöönoton jälkeen.
Konjugaatin kertymisen arvioimiseksi kasvaimessa eläimen peritoneaalinen alue peitettiin paperilla, mikä mahdollisti kirkkaan fluoresenssin, joka liittyy hiukkasten kertymiseen maksaan.MNP-PLA-EDA-ICG:n biologisen jakautumisen tutkimisen jälkeen eläimet lopetettiin inhimillisesti yliannostuksella isofluraanianestesiaa myöhempää kasvainalueiden erottamista ja fluoresenssisäteilyn kvantitatiivista arviointia varten.Käytä Living Image 4.5.5 -ohjelmistoa (PerkinElmer Inc.) käsitelläksesi signaalianalyysin manuaalisesti valitulta kiinnostavalta alueelta.Kullekin eläimelle tehtiin kolme mittausta (n = 9).
Tässä tutkimuksessa emme kvantifioineet ICG:n onnistunutta lataamista MNP-ICG:hen.Emme myöskään vertailleet nanohiukkasten retentiotehokkuutta erimuotoisten kestomagneettien vaikutuksesta.Emme myöskään arvioineet magneettikentän pitkäaikaista vaikutusta nanopartikkelien pidättymiseen kasvainkudoksissa.
Nanohiukkaset hallitsevat, joiden keskikoko on 195,4 nm.Lisäksi suspensio sisälsi agglomeraatteja, joiden keskikoko oli 1176,0 nm (kuvio 5A).Tämän jälkeen osa suodatettiin keskipakosuodattimen läpi.Hiukkasten zeta-potentiaali on -15,69 mV (kuvio 5B).
Kuva 5 Suspension fysikaaliset ominaisuudet: (A) hiukkaskokojakauma;(B) hiukkasten jakautuminen zeta-potentiaalissa;(C) TEM-valokuva nanopartikkeleista.
Hiukkaskoko on periaatteessa 200 nm (kuvio 5C), joka koostuu yhdestä 20 nm:n MNP:stä ja PLA-EDA-ICG-konjugoidusta orgaanisesta kuoresta, jolla on pienempi elektronitiheys.Agglomeraattien muodostuminen vesiliuoksissa voidaan selittää yksittäisten nanopartikkelien sähkömotorisen voiman suhteellisen alhaisella moduulilla.
Kestomagneeteilla, kun magnetointi keskittyy tilavuuteen V, integraalilauseke jaetaan kahteen integraaliin, nimittäin tilavuuteen ja pintaan:
Jos näytteessä on jatkuva magnetointi, virrantiheys on nolla.Sitten magneettisen induktiovektorin ilmaisu saa seuraavan muodon:
Käytä numeeriseen laskemiseen MATLAB-ohjelmaa (MathWorks, Inc., USA), ETU “LETI” akateeminen lisenssinumero 40502181.
Kuten kuvassa 7 kuva 8 kuva 9 kuva-10, voimakkaimman magneettikentän muodostaa magneetti, joka on suunnattu aksiaalisesti sylinterin päästä.Tehollinen toimintasäde vastaa magneetin geometriaa.Sylinterimäisissä magneeteissa, joissa on sylinteri, jonka pituus on suurempi kuin sen halkaisija, voimakkain magneettikenttä havaitaan aksiaalisäteen suunnassa (vastaavalle komponentille);siksi sylinteripari, jolla on suurempi sivusuhde (halkaisija ja pituus) MNP-adsorptio, on tehokkain.
Kuva 7 Magneettisen induktion intensiteetin komponentti Bz pitkin magneetin Oz-akselia;magneetin vakiokoko: musta viiva 0,5×2mm, sininen viiva 2×2mm, vihreä viiva 3×2mm, punainen viiva 5×2mm.
Kuva 8 Magneettisen induktion komponentti Br on kohtisuorassa magneetin akseliin Oz nähden;magneetin vakiokoko: musta viiva 0,5×2mm, sininen viiva 2×2mm, vihreä viiva 3×2mm, punainen viiva 5×2mm.
Kuva 9 Magneettisen induktion intensiteetin Bz komponentti etäisyydellä r magneetin päätyakselista (z=0);magneetin vakiokoko: musta viiva 0,5×2mm, sininen viiva 2×2mm, vihreä viiva 3×2mm, punainen viiva 5×2mm.
Kuva 10 Magneettinen induktiokomponentti säteen suunnassa;magneetin vakiokoko: musta viiva 0,5 × 2 mm, sininen viiva 2 × 2 mm, vihreä viiva 3 × 2 mm, punainen viiva 5 × 2 mm.
Erityisillä hydrodynaamisilla malleilla voidaan tutkia MNP:n kuljetusmenetelmää kasvainkudoksiin, keskittyä nanopartikkeleita kohdealueelle ja määrittää nanopartikkelien käyttäytymistä hydrodynaamisissa olosuhteissa verenkiertoelimessä.Kestomagneetteja voidaan käyttää ulkoisina magneettikenttinä.Jos jätämme huomioimatta nanohiukkasten välisen magnetostaattisen vuorovaikutuksen emmekä ota huomioon magneettisen nesteen mallia, riittää arvioimaan magneetin ja yksittäisen nanohiukkasen välinen vuorovaikutus dipoli-dipoli approksimaatiolla.
Missä m on magneetin magneettinen momentti, r on sen pisteen sädevektori, jossa nanopartikkeli sijaitsee, ja k on systeemitekijä.Dipoliapproksimaatiossa magneetin kentällä on samanlainen konfiguraatio (kuva 11).
Tasaisessa magneettikentässä nanohiukkaset pyörivät vain voimalinjoja pitkin.Epätasaisessa magneettikentässä voima vaikuttaa siihen:
Missä on tietyn suunnan l derivaatta.Lisäksi voima vetää nanopartikkelit kentän epätasaisimmille alueille, eli voimalinjojen kaarevuus ja tiheys kasvavat.
Siksi on toivottavaa käyttää riittävän vahvaa magneettia (tai magneettiketjua), jolla on selvä aksiaalinen anisotropia alueella, jossa hiukkaset sijaitsevat.
Taulukko 1 esittää yksittäisen magneetin kyvyn riittävänä magneettikentän lähteenä siepata ja säilyttää MNP:tä sovelluskentän verisuonikerroksessa.