Javascript is tans gedeaktiveer in jou blaaier. Wanneer Javascript gedeaktiveer is, sal sommige funksies van hierdie webwerf nie werk nie.
Registreer u spesifieke besonderhede en spesifieke medisyne van belang, en ons sal die inligting wat u verskaf, pas by artikels in ons uitgebreide databasis en u betyds 'n PDF-kopie per e-pos stuur.
Beheer die beweging van magnetiese ysteroksied-nanopartikels vir geteikende aflewering van sitostatika
Skrywer 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 Dmitry Korolev,1 Maria Istomina,1,2 Galina Shulmeyster,1 Alexey Petukhov,1,3 Vladimir Mishanin,1 Andrey Gorshkov,4 Ekaterina Podyacheva,1 Kamil Gareev,2 Alexei Bagrov,5 Oleg Demidov6,71Almazov Nasionale Mediese Navorsingsentrum van die Ministerie van Gesondheid van die Russiese Federasie, St. Petersburg, 197341, Russiese Federasie; 2 St. Petersburg Elektrotegniese Universiteit “LETI”, St. Petersburg, 197376, Russiese Federasie; 3 Sentrum vir Gepersonaliseerde Geneeskunde, Almazov Staats Mediese Navorsingsentrum, Ministerie van Gesondheid van die Russiese Federasie, St. Petersburg, 197341, Rusland Federasie; 4FSBI “Griepnavorsingsinstituut vernoem na AA Smorodintsev” Ministerie van Gesondheid van die Russiese Federasie, St. Petersburg, Russiese Federasie; 5 Sechenov Instituut vir Evolusionêre Fisiologie en Biochemie, Russiese Akademie vir Wetenskappe, St. Petersburg, Russiese Federasie; 6 RAS Instituut vir Sitologie, St. Petersburg, 194064, Russiese Federasie; 7INSERM U1231, Fakulteit Geneeskunde en Farmasie, Bourgogne-Franche Comté Universiteit van Dijon, Frankryk Kommunikasie: Yana ToropovaAlmazov Nasionale Mediese Navorsingsentrum, Ministerie van Gesondheid van die Russiese Federasie, Saint-Petersburg, 197341, Russiese Federasie Tel +7 981 95264800 4997069 E-pos [email protected] Agtergrond: 'n Belowende benadering tot die probleem van sitostatiese toksisiteit is die gebruik van magnetiese nanopartikels (MNP) vir geteikende geneesmiddelaflewering. Doel: Om berekeninge te gebruik om die beste eienskappe van die magnetiese veld wat MNP's in vivo beheer, te bepaal, en om die doeltreffendheid van magnetron-aflewering van MNP's aan muistumore in vitro en in vivo te evalueer. (MNP's-ICG) word gebruik. In vivo luminessensie-intensiteitsstudies is uitgevoer in tumormuise, met en sonder 'n magnetiese veld op die plek van belang. Hierdie studies is uitgevoer op 'n hidrodinamiese steierwerk wat ontwikkel is deur die Instituut vir Eksperimentele Geneeskunde van die Almazov Staats Mediese Navorsingsentrum van die Russiese Ministerie van Gesondheid. Resultaat: Die gebruik van neodymiummagnete het die selektiewe ophoping van MNP bevorder. Een minuut na toediening van MNPs-ICG aan tumordraende muise, versamel MNPs-ICG hoofsaaklik in die lewer. In die afwesigheid en teenwoordigheid van 'n magnetiese veld, dui dit op die metaboliese pad daarvan. Alhoewel 'n toename in die fluoresensie in die gewas waargeneem is in die teenwoordigheid van 'n magnetiese veld, het die fluoresensie-intensiteit in die lewer van die dier nie mettertyd verander nie. Gevolgtrekking: Hierdie tipe MNP, gekombineer met die berekende magnetiese veldsterkte, kan die basis wees vir die ontwikkeling van magneties beheerde aflewering van sitostatiese middels aan gewasweefsels. Sleutelwoorde: fluoresensie-analise, indosianien, ysteroksied-nanopartikels, magnetron-aflewering van sitostatika, gewas-teikening
Tumorsiektes is een van die hoofoorsake van dood wêreldwyd. Terselfdertyd bestaan ​​die dinamika van toenemende morbiditeit en mortaliteit van tumorsiektes steeds.1 Die chemoterapie wat vandag gebruik word, is steeds een van die hoofbehandelings vir verskillende gewasse. Terselfdertyd is die ontwikkeling van metodes om die sistemiese toksisiteit van sitostatika te verminder steeds relevant. 'n Belowende metode om die toksisiteitsprobleem op te los, is om nanoskaaldraers te gebruik om geneesmiddelafleweringsmetodes te teiken, wat plaaslike ophoping van geneesmiddels in tumorweefsels kan verskaf sonder om hul ophoping in gesonde organe en weefsels te verhoog. 2 Hierdie metode maak dit moontlik om die doeltreffendheid en teikenstelling van chemoterapeutiese middels op tumorweefsels te verbeter, terwyl hul sistemiese toksisiteit verminder word.
Onder die verskeie nanopartikels wat oorweeg word vir geteikende aflewering van sitostatiese middels, is magnetiese nanopartikels (MNP's) van besondere belang vanweë hul unieke chemiese, biologiese en magnetiese eienskappe, wat hul veelsydigheid verseker. Daarom kan magnetiese nanopartikels as 'n verhittingstelsel gebruik word om gewasse met hipertermie (magnetiese hipertermie) te behandel. Hulle kan ook as diagnostiese middels gebruik word (magnetiese resonansiediagnose). 3-5 Deur hierdie eienskappe te gebruik, gekombineer met die moontlikheid van MNP-akkumulasie in 'n spesifieke area, deur die gebruik van 'n eksterne magnetiese veld, maak die aflewering van geteikende farmaseutiese preparate die skepping van 'n multifunksionele magnetronstelsel oop om sitostatika na die gewasplek te rig. So 'n stelsel sal MNP en magnetiese velde insluit om hul beweging in die liggaam te beheer. In hierdie geval kan beide eksterne magnetiese velde en magnetiese inplantings wat in die liggaamsarea wat die gewas bevat, geplaas word, as die bron van die magnetiese veld gebruik word. 6 Die eerste metode het ernstige tekortkominge, insluitend die behoefte om gespesialiseerde toerusting te gebruik vir magnetiese teikening van medisyne en die behoefte om personeel op te lei om chirurgie uit te voer. Daarbenewens word hierdie metode beperk deur hoë koste en is dit slegs geskik vir "oppervlakkige" gewasse naby die liggaamsoppervlak. Die alternatiewe metode om magnetiese inplantings te gebruik, brei die toepassingsgebied van hierdie tegnologie uit en vergemaklik die gebruik daarvan op gewasse wat in verskillende dele van die liggaam geleë is. Beide individuele magnete en magnete wat in die intraluminale stent geïntegreer is, kan as inplantings vir gewasskade in hol organe gebruik word om hul deurlaatbaarheid te verseker. Volgens ons eie ongepubliseerde navorsing is hierdie egter nie magneties genoeg om die behoud van MNP uit die bloedstroom te verseker nie.
Die doeltreffendheid van magnetron-dwelmtoediening hang af van baie faktore: die eienskappe van die magnetiese draer self, en die eienskappe van die magnetiese veldbron (insluitend die geometriese parameters van permanente magnete en die sterkte van die magnetiese veld wat hulle genereer). Die ontwikkeling van suksesvolle magneties geleide sel-inhibeerder-toedieningstegnologie moet die ontwikkeling van toepaslike magnetiese nanoskaal-dwelmdraers, die assessering van hul veiligheid en die ontwikkeling van 'n visualiseringsprotokol behels wat die dophou van hul bewegings in die liggaam moontlik maak.
In hierdie studie het ons die optimale magnetiese veldkenmerke wiskundig bereken om die magnetiese nanoskaal-dwelmdraer in die liggaam te beheer. Die moontlikheid om MNP deur die bloedvatwand te behou onder die invloed van 'n toegepaste magnetiese veld met hierdie berekeningskenmerke is ook in geïsoleerde rotbloedvate bestudeer. Daarbenewens het ons konjugate van MNP's en fluorescerende agente gesintetiseer en 'n protokol vir hul visualisering in vivo ontwikkel. Onder in vivo-toestande, in tumormodelmuise, is die akkumulasie-effektiwiteit van MNP's in tumorweefsel bestudeer wanneer dit sistemies toegedien word onder die invloed van 'n magnetiese veld.
In die in vitro-studie het ons die verwysings-MNP gebruik, en in die in vivo-studie het ons die MNP gebruik wat bedek is met melksuurpoliëster (polimelksuur, PLA) wat 'n fluorescerende middel (indoolsianien; ICG) bevat. MNP-ICG is ingesluit in. In die geval, gebruik (MNP-PLA-EDA-ICG).
Die sintese en fisiese en chemiese eienskappe van MNP is elders in detail beskryf. 7,8
Om MNPs-ICG te sintetiseer, is PLA-ICG-konjugate eers vervaardig. 'n Poeierrasemiese mengsel van PLA-D en PLA-L met 'n molekulêre gewig van 60 kDa is gebruik.
Aangesien PLA en ICG albei sure is, moet 'n amino-getermineerde spasieerder op PLA eers gesintetiseer word om PLA-ICG-konjugate te sintetiseer, wat ICG help om aan die spasieerder te chemisorbeer. Die spasieerder is gesintetiseer met behulp van etileendiamien (EDA), karbodiïmiedmetode en wateroplosbare karbodiïmied, 1-etiel-3-(3-dimetielaminopropiel)karbodiïmied (EDAC). Die PLA-EDA-spasieerder word soos volg gesintetiseer. Voeg 'n 20-voudige molêre oormaat EDA en 'n 20-voudige molêre oormaat EDAC by 2 mL van 'n 0.1 g/mL PLA-chloroformoplossing. Die sintese is in 'n 15 mL-polipropileen-proefbuis op 'n skudder teen 'n spoed van 300 min-1 vir 2 uur uitgevoer. Die sinteseskema word in Figuur 1 getoon. Herhaal die sintese met 'n 200-voudige oormaat reagense om die sinteseskema te optimaliseer.
Aan die einde van die sintese is die oplossing vir 5 minute teen 'n spoed van 3000 min-1 gesentrifugeer om oortollige neergeslane poliëtileenderivate te verwyder. Daarna is 2 mL van 'n 0.5 mg/mL ICG-oplossing in dimetielsulfoksied (DMSO) by die 2 mL-oplossing gevoeg. Die roerder word vir 2 uur teen 'n roerspoed van 300 min-1 vasgestel. Die skematiese diagram van die verkrygde konjugaat word in Figuur 2 getoon.
In 200 mg MNP het ons 4 mL PLA-EDA-ICG-konjugaat bygevoeg. Gebruik 'n LS-220-skudder (LOIP, Rusland) om die suspensie vir 30 minute teen 'n frekwensie van 300 min-1 te roer. Daarna is dit drie keer met isopropanol gewas en aan magnetiese skeiding onderwerp. Gebruik UZD-2 Ultrasoniese Disperser (FSUE NII TVCH, Rusland) om IPA vir 5-10 minute onder deurlopende ultrasoniese aksie by die suspensie te voeg. Na die derde IPA-was is die presipitaat met gedistilleerde water gewas en in fisiologiese soutoplossing teen 'n konsentrasie van 2 mg/mL hersuspendeer.
Die ZetaSizer Ultra-toerusting (Malvern Instruments, VK) is gebruik om die grootteverspreiding van die verkrygde MNP in die waterige oplossing te bestudeer. 'n Transmissie-elektronmikroskoop (TEM) met 'n JEM-1400 STEM-veldemissiekatode (JEOL, Japan) is gebruik om die vorm en grootte van die MNP te bestudeer.
In hierdie studie gebruik ons ​​silindriese permanente magnete (N35-graad; met 'n nikkelbeskermende laag) en die volgende standaardgroottes (langaslengte × silinderdiameter): 0.5×2 mm, 2×2 mm, 3×2 mm en 5×2 mm.
Die in vitro-studie van MNP-vervoer in die modelstelsel is uitgevoer op 'n hidrodinamiese steierwerk wat ontwikkel is deur die Instituut vir Eksperimentele Geneeskunde van die Almazov Staatsmediese Navorsingsentrum van die Russiese Ministerie van Gesondheid. Die volume van die sirkulerende vloeistof (gedistilleerde water of Krebs-Henseleit-oplossing) is 225 ml. Aksiaal gemagnetiseerde silindriese magnete word as permanente magnete gebruik. Plaas die magneet op 'n houer 1.5 mm weg van die binnewand van die sentrale glasbuis, met die punt wat na die rigting van die buis wys (vertikaal). Die vloeistofvloeitempo in die geslote lus is 60 L/h (wat ooreenstem met 'n lineêre snelheid van 0.225 m/s). Krebs-Henseleit-oplossing word as 'n sirkulerende vloeistof gebruik omdat dit 'n analoog van plasma is. Die dinamiese viskositeitskoëffisiënt van plasma is 1.1–1.3 mPa∙s. 9 Die hoeveelheid MNP wat in die magneetveld geadsorbeer word, word deur spektrofotometrie bepaal vanaf die konsentrasie van yster in die sirkulerende vloeistof na die eksperiment.
Daarbenewens is eksperimentele studies uitgevoer op 'n verbeterde vloeistofmeganika-tabel om die relatiewe deurlaatbaarheid van bloedvate te bepaal. Die hoofkomponente van die hidrodinamiese ondersteuning word in Figuur 3 getoon. Die hoofkomponente van die hidrodinamiese stent is 'n geslote lus wat die dwarssnit van die modelvaskulêre stelsel en 'n stoortenk simuleer. Die beweging van die modelvloeistof langs die kontoer van die bloedvatmodule word deur 'n peristaltiese pomp verskaf. Handhaaf die verdamping en vereiste temperatuurreeks tydens die eksperiment, en monitor die stelselparameters (temperatuur, druk, vloeistofvloeitempo en pH-waarde).
Figuur 3 Blokdiagram van die opstelling wat gebruik word om die deurlaatbaarheid van die karotisarteriewand te bestudeer. 1-opgaartenk, 2-peristaltiese pomp, 3-meganisme vir die invoer van suspensie wat MNP bevat in die lus, 4-vloeimeter, 5-druksensor in die lus, 6-hittewisselaar, 7-kamer met houer, 8-die bron van die magneetveld, 9-die ballon met koolwaterstowwe.
Die kamer wat die houer bevat, bestaan ​​uit drie houers: 'n buitenste groot houer en twee klein houers, waardeur die arms van die sentrale stroombaan gaan. Die kannule word in die klein houer geplaas, die houer word aan die klein houer vasgery, en die punt van die kannule word styf met 'n dun draad vasgemaak. Die spasie tussen die groot houer en die klein houer word met gedistilleerde water gevul, en die temperatuur bly konstant as gevolg van die verbinding met die hitteruiler. Die spasie in die klein houer word met Krebs-Henseleit-oplossing gevul om die lewensvatbaarheid van bloedvatselle te handhaaf. Die tenk word ook met Krebs-Henseleit-oplossing gevul. Die gas- (koolstof-) toevoerstelsel word gebruik om die oplossing in die klein houer in die stoortenk en die kamer wat die houer bevat, te verdamp (Figuur 4).
Figuur 4 Die kamer waar die houer geplaas word. 1-Kanule vir die verlaging van bloedvate, 2-Buitenste kamer, 3-Klein kamer. Die pyltjie dui die rigting van die modelvloeistof aan.
Om die relatiewe deurlaatbaarheidsindeks van die vaatwand te bepaal, is die rot-karotisarterie gebruik.
Die invoer van MNP-suspensie (0.5 ml) in die stelsel het die volgende eienskappe: die totale interne volume van die tenk en verbindingspyp in die lus is 20 ml, en die interne volume van elke kamer is 120 ml. Die eksterne magneetveldbron is 'n permanente magneet met 'n standaardgrootte van 2 × 3 mm. Dit word bo een van die klein kamers geïnstalleer, 1 cm weg van die houer, met een punt wat na die houerwand wys. Die temperatuur word op 37 °C gehou. Die krag van die rolpomp word op 50% gestel, wat ooreenstem met 'n spoed van 17 cm/s. As 'n kontrole is monsters in 'n sel sonder permanente magnete geneem.
Een uur na die toediening van 'n gegewe konsentrasie MNP is 'n vloeibare monster uit die kamer geneem. Die deeltjiekonsentrasie is gemeet deur 'n spektrofotometer met behulp van die Unico 2802S UV-Vis spektrofotometer (United Products & Instruments, VSA). Met inagneming van die absorpsiespektrum van die MNP-suspensie, is die meting by 450 nm uitgevoer.
Volgens die Rus-LASA-FELASA-riglyne word alle diere in spesifieke patogeenvrye fasiliteite grootgemaak en grootgemaak. Hierdie studie voldoen aan alle relevante etiese regulasies vir diere-eksperimente en -navorsing, en het etiese goedkeuring van die Almazov Nasionale Mediese Navorsingsentrum (IACUC) verkry. Die diere het ad libitum water gedrink en gereeld gevoer.
Die studie is uitgevoer op 10 verdoofde 12 weke oue manlike immunodefisiente NSG-muise (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Jackson Laboratorium, VSA) 10, wat 22 g ± 10% weeg. Aangesien die immuniteit van immunodefisiente muise onderdruk word, laat die immunodefisiente muise van hierdie lyn die oorplanting van menslike selle en weefsels toe sonder oorplantingsverwerping. Die werpselmaats van verskillende hokke is ewekansig aan die eksperimentele groep toegewys, en hulle is saamgeteel of sistematies blootgestel aan die beddegoed van ander groepe om gelyke blootstelling aan die algemene mikrobiota te verseker.
Die HeLa menslike kankersellyn word gebruik om 'n xenograftmodel te vestig. Die selle is gekweek in DMEM wat glutamien bevat (PanEco, Rusland), aangevul met 10% fetale beeserum (Hyclone, VSA), 100 CFU/mL penisillien en 100 μg/mL streptomisien. Die sellyn is goedgunstiglik verskaf deur die Geenekspressiereguleringslaboratorium van die Instituut vir Selnavorsing van die Russiese Akademie vir Wetenskappe. Voor inspuiting is HeLa-selle uit die kweekplastiek verwyder met 'n 1:1 tripsin:Versene-oplossing (Biolot, Rusland). Na was is die selle in volledige medium gesuspendeer tot 'n konsentrasie van 5 × 106 selle per 200 μL, en verdun met basaalmembraanmatriks (LDEV-VREE, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, op ys). Die voorbereide selsuspensie is subkutaan in die vel van die muisdy ingespuit. Gebruik elektroniese skuifpassers om gewasgroei elke 3 dae te monitor.
Toe die gewas 500 mm3 bereik het, is 'n permanente magneet in die spierweefsel van die eksperimentele dier naby die gewas ingeplant. In die eksperimentele groep (MNPs-ICG + gewas-M) is 0.1 mL MNP-suspensie ingespuit en aan 'n magnetiese veld blootgestel. Onbehandelde hele diere is as kontroles (agtergrond) gebruik. Daarbenewens is diere gebruik wat met 0.1 mL MNP ingespuit is, maar nie met magnete ingeplant is nie (MNPs-ICG + gewas-BM).
Die fluoresensievisualisering van in vivo- en in vitro-monsters is uitgevoer op die IVIS Lumina LT-reeks III-biobeelder (PerkinElmer Inc., VSA). Vir in vitro-visualisering is 'n volume van 1 mL sintetiese PLA-EDA-ICG- en MNP-PLA-EDA-ICG-konjugaat by die plaatputjies gevoeg. Met inagneming van die fluoresensie-eienskappe van die ICG-kleurstof, word die beste filter wat gebruik word om die ligintensiteit van die monster te bepaal, gekies: die maksimum opwekkingsgolflengte is 745 nm, en die emissiegolflengte is 815 nm. Die Living Image 4.5.5-sagteware (PerkinElmer Inc.) is gebruik om die fluoresensie-intensiteit van die putjies wat die konjugaat bevat, kwantitatief te meet.
Die fluoresensie-intensiteit en akkumulasie van die MNP-PLA-EDA-ICG-konjugaat is gemeet in in vivo tumormodelmuise, sonder die teenwoordigheid en toepassing van 'n magnetiese veld op die betrokke plek. Die muise is verdoof met isofluraan, en toe is 0.1 mL MNP-PLA-EDA-ICG-konjugaat deur die stertaar ingespuit. Onbehandelde muise is as 'n negatiewe kontrole gebruik om 'n fluoreserende agtergrond te verkry. Nadat die konjugaat intraveneus toegedien is, plaas die dier op 'n verhittingsplatform (37°C) in die kamer van die IVIS Lumina LT reeks III fluoresensiebeelder (PerkinElmer Inc.) terwyl inaseming met 2% isofluraanverdowing gehandhaaf word. Gebruik ICG se ingeboude filter (745–815 nm) vir seinopsporing 1 minuut en 15 minute na die toediening van MNP.
Om die ophoping van konjugaat in die gewas te bepaal, is die peritoneale area van die dier met papier bedek, wat dit moontlik gemaak het om die helder fluoresensie wat verband hou met die ophoping van deeltjies in die lewer, uit te skakel. Na bestudering van die bioverspreiding van MNP-PLA-EDA-ICG, is die diere op 'n menslike wyse geëuthanaseer deur 'n oordosis isofluraan-narkose vir die daaropvolgende skeiding van gewasareas en kwantitatiewe assessering van fluoresensiestraling. Gebruik Living Image 4.5.5 sagteware (PerkinElmer Inc.) om die seinanalise van die gekose streek van belang handmatig te verwerk. Drie metings is vir elke dier geneem (n = 9).
In hierdie studie het ons nie die suksesvolle lading van ICG op MNPs-ICG gekwantifiseer nie. Daarbenewens het ons nie die retensie-effektiwiteit van nanopartikels onder die invloed van permanente magnete van verskillende vorms vergelyk nie. Daarbenewens het ons nie die langtermyn-effek van die magneetveld op die retensie van nanopartikels in tumorweefsels geëvalueer nie.
Nanopartikels oorheers, met 'n gemiddelde grootte van 195.4 nm. Daarbenewens het die suspensie agglomerate bevat met 'n gemiddelde grootte van 1176.0 nm (Figuur 5A). Daarna is die gedeelte deur 'n sentrifugale filter gefiltreer. Die zeta-potensiaal van die deeltjies is -15.69 mV (Figuur 5B).
Figuur 5 Die fisiese eienskappe van die suspensie: (A) deeltjiegrootteverspreiding; (B) deeltjieverspreiding by zeta-potensiaal; (C) TEM-foto van nanopartikels.
Die deeltjiegrootte is basies 200 nm (Figuur 5C), saamgestel uit 'n enkele MNP met 'n grootte van 20 nm, en 'n PLA-EDA-ICG gekonjugeerde organiese dop met 'n laer elektrondigtheid. Die vorming van agglomerate in waterige oplossings kan verklaar word deur die relatief lae modulus van die elektromotoriese krag van individuele nanopartikels.
Vir permanente magnete, wanneer die magnetisasie in die volume V gekonsentreer is, word die integraaluitdrukking in twee integrale verdeel, naamlik die volume en die oppervlak:
In die geval van 'n monster met 'n konstante magnetisering, is die stroomdigtheid nul. Dan sal die uitdrukking van die magnetiese induksievektor die volgende vorm aanneem:
Gebruik die MATLAB-program (MathWorks, Inc., VSA) vir numeriese berekeninge, ETU “LETI” akademiese lisensienommer 40502181.
Soos getoon in Figuur 7 Figuur 8 Figuur 9 Figuur-10, word die sterkste magneetveld gegenereer deur 'n magneet wat aksiaal vanaf die punt van die silinder georiënteer is. Die effektiewe aksieradius is gelykstaande aan die geometrie van die magneet. In silindriese magnete met 'n silinder waarvan die lengte groter is as sy deursnee, word die sterkste magneetveld in die aksiaal-radiale rigting waargeneem (vir die ooreenstemmende komponent); daarom is 'n paar silinders met 'n groter aspekverhouding (deursnee en lengte) MNP-adsorpsie die mees effektief.
Fig. 7 Die komponent van die magnetiese induksie-intensiteit Bz langs die Oz-as van die magneet; die standaardgrootte van die magneet: swart lyn 0.5×2 mm, blou lyn 2×2 mm, groen lyn 3×2 mm, rooi lyn 5×2 mm.
Figuur 8 Die magnetiese induksiekomponent Br is loodreg op die magneet-as Oz; die standaardgrootte van die magneet: swart lyn 0.5×2 mm, blou lyn 2×2 mm, groen lyn 3×2 mm, rooi lyn 5×2 mm.
Figuur 9 Die magnetiese induksie-intensiteit Bz-komponent op die afstand r vanaf die eindas van die magneet (z=0); die standaardgrootte van die magneet: swart lyn 0.5×2 mm, blou lyn 2×2 mm, groen lyn 3×2 mm, rooi lyn 5×2 mm.
Figuur 10 Magnetiese induksiekomponent langs die radiale rigting; standaard magneetgrootte: swart lyn 0.5×2 mm, blou lyn 2×2 mm, groen lyn 3×2 mm, rooi lyn 5×2 mm.
Spesiale hidrodinamiese modelle kan gebruik word om die metode van MNP-aflewering aan tumorweefsel te bestudeer, nanopartikels in die teikenarea te konsentreer en die gedrag van nanopartikels onder hidrodinamiese toestande in die bloedsomloopstelsel te bepaal. Permanente magnete kan as eksterne magnetiese velde gebruik word. As ons die magnetostatiese interaksie tussen die nanopartikels ignoreer en nie die magnetiese vloeistofmodel in ag neem nie, is dit voldoende om die interaksie tussen die magneet en 'n enkele nanopartikel met 'n dipool-dipoolbenadering te skat.
Waar m die magnetiese moment van die magneet is, r die radiusvektor van die punt is waar die nanopartikel geleë is, en k die sisteemfaktor is. In die dipoolbenadering het die veld van die magneet 'n soortgelyke konfigurasie (Figuur 11).
In 'n uniforme magneetveld roteer die nanopartikels slegs langs die kraglyne. In 'n nie-uniforme magneetveld werk krag daarop in:
Waar die afgeleide van 'n gegewe rigting l is. Daarbenewens trek die krag die nanopartikels na die mees ongelyke areas van die veld, dit wil sê, die kromming en digtheid van die kraglyne neem toe.
Daarom is dit wenslik om 'n voldoende sterk magneet (of magneetketting) met duidelike aksiale anisotropie te gebruik in die gebied waar die deeltjies geleë is.
Tabel 1 toon die vermoë van 'n enkele magneet as 'n voldoende magneetveldbron om MNP in die vaskulêre bed van die toepassingsveld vas te vang en te behou.