Қазіргі уақытта сіздің браузеріңізде Javascript өшірілген. Javascript өшірілген кезде, осы веб-сайттың кейбір функциялары жұмыс істемейді.
Өзіңіздің нақты деректеріңізді және қызығушылық танытатын нақты дәрі-дәрмектерді тіркеңіз, сонда біз сіз берген ақпаратты кең дерекқорымыздағы мақалалармен сәйкестендіреміз және сізге PDF көшірмесін электрондық пошта арқылы уақтылы жібереміз.
Цитостатиктерді мақсатты түрде жеткізу үшін магнитті темір оксиді нанобөлшектерінің қозғалысын басқарыңыз
Авторы Торопова Ю, Королев Д, Истомина М, Шульмейстер Г, Петухов А, Мишанин В, Горшков А, Подячева Е, Гареев К, Багров А, Демидов О.
Яна Торопова,1 Дмитрий Королев,1 Мария Истомина,1,2 Галина Шульмейстер,1 Алексей Петухов,1,3 Владимир Мишанин,1 Андрей Горшков,4 Екатерина Подячева,1 Камил Гареев,2 Алексей Багров,5 Олег Демидов6,71Ресей Федерациясы Денсаулық сақтау министрлігінің Алмазов атындағы Ұлттық медициналық зерттеу орталығы, Санкт-Петербург, 197341, Ресей Федерациясы; 2 «ЛЕТИ» Санкт-Петербург электротехникалық университеті, Санкт-Петербург, 197376, Ресей Федерациясы; 3 Ресей Федерациясы Денсаулық сақтау министрлігінің Алмазов атындағы мемлекеттік медициналық зерттеу орталығының Дербестендірілген медицина орталығы, Санкт-Петербург, 197341, Ресей Федерациясы; 4Ресей Федерациясы Денсаулық сақтау министрлігінің «А.А. Смородинцев атындағы тұмау ғылыми-зерттеу институты» ФББИ, Санкт-Петербург, Ресей Федерациясы; 5 Ресей Ғылым академиясының Сеченов атындағы эволюциялық физиология және биохимия институты, Санкт-Петербург, Ресей Федерациясы; 6 РҒА Цитология институты, Санкт-Петербург, 194064, Ресей Федерациясы; 7INSERM U1231, Медицина және фармация факультеті, Бургундия-Франш Конте Дижон университеті, Франция Байланыс: Яна Торопова Алмазов Ресей Федерациясының Денсаулық сақтау министрлігінің Ұлттық медициналық зерттеу орталығы, Санкт-Петербург, 197341, Ресей Федерациясы Тел +7 981 95264800 4997069 Электрондық пошта [email protected] Анықтама: Цитостатикалық уыттылық мәселесіне перспективалы тәсіл - дәрі-дәрмекті мақсатты жеткізу үшін магниттік нанобөлшектерді (MNP) пайдалану. Мақсаты: in vivo MNP-лерді басқаратын магнит өрісінің ең жақсы сипаттамаларын анықтау үшін есептеулерді пайдалану және in vitro және in vivo тышқан ісіктеріне MNP-терді магнетронды жеткізу тиімділігін бағалау. (MNP-ICG) қолданылады. In vivo люминесценция қарқындылығын зерттеу ісік тышқандарында, қызығушылық тудыратын жерде магнит өрісі бар және онсыз жүргізілді. Бұл зерттеулер Ресей Денсаулық сақтау министрлігінің Алмазов атындағы мемлекеттік медициналық зерттеу орталығының Эксперименттік медицина институты әзірлеген гидродинамикалық каркаста жүргізілді. Нәтижесі: Неодим магниттерін қолдану MNP-нің селективті жиналуына ықпал етті. Ісік тудыратын тышқандарға MNP-ICG енгізгеннен кейін бір минуттан кейін MNP-ICG негізінен бауырда жиналады. Магнит өрісінің болмауы және болуы кезінде бұл оның метаболикалық жолын көрсетеді. Магнит өрісінің болуы кезінде ісіктегі флуоресценцияның жоғарылауы байқалғанымен, жануардың бауырындағы флуоресценция қарқындылығы уақыт өте келе өзгерген жоқ. Қорытынды: MNP-нің бұл түрі есептелген магнит өрісінің күшімен біріктіріліп, ісік тіндеріне цитостатикалық препараттарды магниттік бақыланатын жеткізуді әзірлеуге негіз бола алады. Кілт сөздер: флуоресценциялық талдау, индоцианин, темір оксидінің нанобөлшектері, цитостатиктерді магнетронды жеткізу, ісікке бағыттау
Ісік аурулары бүкіл әлемде өлімнің негізгі себептерінің бірі болып табылады. Сонымен қатар, ісік ауруларының аурушаңдығы мен өлімінің арту динамикасы әлі де сақталуда. 1 Бүгінгі таңда қолданылатын химиотерапия әлі де әртүрлі ісіктерді емдеудің негізгі әдістерінің бірі болып табылады. Сонымен қатар, цитостатиктердің жүйелік уыттылығын төмендету әдістерін әзірлеу әлі де өзекті. Оның уыттылық мәселесін шешудің перспективалы әдісі - дәрілік заттарды жеткізу әдістерін нысанаға алу үшін наноөлшемді тасымалдаушыларды пайдалану, бұл дәрілік заттардың сау мүшелер мен тіндерде жиналуын арттырмай, ісік тіндерінде жергілікті жиналуын қамтамасыз ете алады. 2 Бұл әдіс ісік тіндеріне химиотерапиялық препараттардың тиімділігін және нысанаға алуын жақсартуға мүмкіндік береді, сонымен бірге олардың жүйелік уыттылығын төмендетеді.
Цитостатикалық агенттерді мақсатты түрде жеткізу үшін қарастырылатын әртүрлі нанобөлшектердің ішінде магниттік нанобөлшектер (МНБ) ерекше қызығушылық тудырады, себебі олардың әмбебаптығын қамтамасыз етеді. Сондықтан магниттік нанобөлшектерді гипертермиямен (магниттік гипертермия) ауыратын ісіктерді емдеу үшін жылыту жүйесі ретінде пайдалануға болады. Оларды диагностикалық агенттер (магниттік-резонанстық диагностика) ретінде де пайдалануға болады. 3-5 Осы сипаттамаларды, белгілі бір аймақта МНБ жиналу мүмкіндігімен бірге, сыртқы магнит өрісін пайдалану арқылы мақсатты фармацевтикалық препараттарды жеткізу цитостатиктерді ісік орнына бағыттау үшін көпфункционалды магнетронды жүйені құруға мүмкіндік береді. Мұндай жүйеге МНБ және олардың денедегі қозғалысын басқару үшін магнит өрістері кіреді. Бұл жағдайда сыртқы магнит өрістері де, ісік орналасқан дене аймағына орналастырылған магниттік имплантаттар да магнит өрісінің көзі ретінде пайдаланылуы мүмкін. 6 Бірінші әдістің елеулі кемшіліктері бар, соның ішінде дәрілік заттарды магниттік нысанаға алу үшін арнайы жабдықты пайдалану қажеттілігі және хирургиялық араласу жүргізу үшін персоналды оқыту қажеттілігі. Сонымен қатар, бұл әдіс қымбаттығымен шектеледі және тек дененің бетіне жақын орналасқан «үстірт» ісіктерге жарамды. Магниттік имплантаттарды қолданудың балама әдісі бұл технологияның қолданылу аясын кеңейтеді, оны дененің әртүрлі бөліктерінде орналасқан ісіктерде қолдануды жеңілдетеді. Жеке магниттер де, интралюминальды стентке біріктірілген магниттер де қуыс мүшелердегі ісік зақымдануының имплантаттары ретінде олардың өткізгіштігін қамтамасыз ету үшін пайдаланылуы мүмкін. Дегенмен, біздің жарияланбаған зерттеулерімізге сәйкес, бұлар MNP-нің қан ағымынан сақталуын қамтамасыз ету үшін жеткілікті магнитті емес.
Магнетронды дәрілік заттарды жеткізудің тиімділігі көптеген факторларға байланысты: магниттік тасымалдаушының өзінің сипаттамалары және магнит өрісі көзінің сипаттамалары (тұрақты магниттердің геометриялық параметрлері және олар тудыратын магнит өрісінің күшін қоса алғанда). Магниттік бағытталатын жасушалық ингибиторларды жеткізудің сәтті технологиясын әзірлеу тиісті магниттік наноөлшемді дәрілік заттарды тасымалдаушыларды әзірлеуді, олардың қауіпсіздігін бағалауды және олардың денедегі қозғалыстарын бақылауға мүмкіндік беретін визуализация хаттамасын әзірлеуді қамтуы керек.
Бұл зерттеуде біз денедегі магниттік наноөлшемді дәрілік тасымалдаушыны басқару үшін оңтайлы магнит өрісінің сипаттамаларын математикалық түрде есептедік. Осы есептеу сипаттамалары бар қолданбалы магнит өрісінің әсерінен қан тамырлары қабырғасы арқылы MNP-ны ұстап тұру мүмкіндігі оқшауланған егеуқұйрық қан тамырларында да зерттелді. Сонымен қатар, біз MNP мен флуоресцентті агенттердің конъюгаттарын синтездеп, оларды in vivo визуализациялау хаттамасын әзірледік. In vivo жағдайында ісік моделі тышқандарында магнит өрісінің әсерінен жүйелі түрде енгізілген кезде ісік тіндерінде MNP жинақтау тиімділігі зерттелді.
In vitro зерттеуінде біз анықтамалық MNP қолдандық, ал in vivo зерттеуінде флуоресцентті агент (индолицианин; ICG) бар сүт қышқылы полиэфирімен (полилактикалық қышқыл, PLA) қапталған MNP қолдандық. MNP-ICG жағдайға енгізілген (MNP-PLA-EDA-ICG).
MNP синтезі және физикалық және химиялық қасиеттері басқа жерде егжей-тегжейлі сипатталған. 7,8
MNP-ICG синтездеу үшін алдымен PLA-ICG конъюгаттары алынды. Молекулалық салмағы 60 кДа болатын PLA-D және PLA-L ұнтақ рацемиялық қоспасы пайдаланылды.
PLA және ICG екеуі де қышқылдар болғандықтан, PLA-ICG конъюгаттарын синтездеу үшін алдымен PLA-да аминоқшауланған спейсерді синтездеу қажет, бұл ICG-нің спейсерге хемосорбциялануына көмектеседі. Спейсер этилендиамин (EDA), карбодиимид әдісі және суда еритін карбодиимид, 1-этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимид (EDAC) арқылы синтезделді. PLA-EDA спейсері келесідей синтезделеді. 2 мл 0,1 г/мл PLA хлороформ ерітіндісіне EDA-ның 20 есе молярлық артық мөлшерін және EDAC-тың 20 есе молярлық артық мөлшерін қосыңыз. Синтез 15 мл полипропилен сынақ түтігінде шайқағышта 300 мин-1 жылдамдықпен 2 сағат бойы жүргізілді. Синтез схемасы 1-суретте көрсетілген. Синтез схемасын оңтайландыру үшін синтезді реагенттердің 200 есе артық мөлшерімен қайталаңыз.
Синтез аяқталғаннан кейін, артық тұнбаға түскен полиэтилен туындыларын кетіру үшін ерітінді 5 минут бойы 3000 мин-1 жылдамдықпен центрифугаланды. Содан кейін 2 мл ерітіндіге диметилсульфоксидтегі (DMSO) 2 мл 0,5 мг/мл ICG ерітіндісі қосылды. Араластырғыш 2 сағат бойы 300 мин-1 араластыру жылдамдығымен бекітілді. Алынған конъюгаттың схемалық диаграммасы 2-суретте көрсетілген.
200 мг MNP-ге біз 4 мл PLA-EDA-ICG конъюгатын қостық. Суспензияны 30 минут бойы 300 мин-1 жиілікте араластыру үшін LS-220 шайқағышын (LOIP, Ресей) пайдаланыңыз. Содан кейін ол изопропанолмен үш рет жуылып, магниттік сепарацияға ұшырады. Үздіксіз ультрадыбыстық әсер ету арқылы суспензияға 5-10 минут бойы IPA қосу үшін UZD-2 ультрадыбыстық дисперсерін (FSUE NII TVCH, Ресей) пайдаланыңыз. Үшінші IPA жуудан кейін тұнба тазартылған сумен жуылып, 2 мг/мл концентрациясында физиологиялық тұзды ерітіндіде қайта ерітілді.
Алынған MNP-нің сулы ерітіндідегі өлшемдік таралуын зерттеу үшін ZetaSizer Ultra жабдығы (Malvern Instruments, Ұлыбритания) пайдаланылды. MNP пішіні мен өлшемін зерттеу үшін JEM-1400 STEM өрісінің эмиссиялық катоды бар трансмиссиялық электронды микроскоп (TEM) (JEOL, Жапония) пайдаланылды.
Бұл зерттеуде біз цилиндрлік тұрақты магниттерді (N35 маркасы; никель қорғаныс жабыны бар) және келесі стандартты өлшемдерді (ұзын ось ұзындығы × цилиндр диаметрі) қолданамыз: 0,5 × 2 мм, 2 × 2 мм, 3 × 2 мм және 5 × 2 мм.
Модель жүйесіндегі MNP тасымалын in vitro зерттеу Ресей Денсаулық сақтау министрлігінің Алмазов атындағы мемлекеттік медициналық зерттеу орталығының Эксперименттік медицина институты әзірлеген гидродинамикалық каркаста жүргізілді. Айналымдағы сұйықтықтың көлемі (дистилденген су немесе Кребс-Генселейт ерітіндісі) 225 мл құрайды. Тұрақты магниттер ретінде осьтік магниттелген цилиндрлік магниттер қолданылады. Магниттің ұшын түтік бағытына (тік) қаратып, орталық шыны түтіктің ішкі қабырғасынан 1,5 мм қашықтықта ұстағышқа қойыңыз. Тұйықталған циклдегі сұйықтық ағынының жылдамдығы 60 л/сағ (0,225 м/с сызықтық жылдамдыққа сәйкес келеді). Кребс-Генселейт ерітіндісі айналымдағы сұйықтық ретінде қолданылады, себебі ол плазманың аналогы. Плазманың динамикалық тұтқырлық коэффициенті 1,1–1,3 мПа∙с. 9 Магнит өрісінде адсорбцияланған MNP мөлшері эксперименттен кейін айналымдағы сұйықтықтағы темір концентрациясынан спектрофотометрия арқылы анықталады.
Сонымен қатар, қан тамырларының салыстырмалы өткізгіштігін анықтау үшін жақсартылған сұйықтық механикасы кестесінде эксперименттік зерттеулер жүргізілді. Гидродинамикалық тіректің негізгі компоненттері 3-суретте көрсетілген. Гидродинамикалық стенттің негізгі компоненттері - модельдік тамыр жүйесінің көлденең қимасын модельдейтін тұйықталған цикл және сақтау ыдысы. Модельдік сұйықтықтың қан тамыры модулінің контуры бойымен қозғалысы перистальтикалық сорғымен қамтамасыз етіледі. Эксперимент кезінде булануды және қажетті температура диапазонын сақтаңыз және жүйе параметрлерін (температура, қысым, сұйықтық ағынының жылдамдығы және рН мәні) бақылаңыз.
3-сурет. Ұйқы артериясы қабырғасының өткізгіштігін зерттеу үшін қолданылатын қондырғының блок-схемасы. 1-сақтау багы, 2-перистальтикалық сорғы, 3-ілмекке MNP бар суспензияны енгізу механизмі, 4-ағын өлшегіш, 5-ілмектегі қысым датчигі, 6-жылу алмастырғыш, 7-ыдысы бар камера, 8-магнит өрісінің көзі, 9-көмірсутектері бар баллон.
Контейнер салынған камера үш контейнерден тұрады: сыртқы үлкен контейнер және орталық тізбектің иіндері өтетін екі кішкентай контейнер. Канюля кішкентай контейнерге салынады, контейнер кішкентай контейнерге жіппен байланады, ал канюляның ұшы жіңішке сыммен тығыз байланады. Үлкен контейнер мен кішкентай контейнер арасындағы кеңістік тазартылған сумен толтырылады, ал жылу алмастырғышқа қосылуына байланысты температура тұрақты болып қалады. Қан тамырлары жасушаларының тіршілік қабілетін сақтау үшін кішкентай контейнердегі кеңістік Кребс-Генселейт ерітіндісімен толтырылады. Сондай-ақ, резервуар Кребс-Генселейт ерітіндісімен толтырылады. Газ (көміртек) беру жүйесі сақтау резервуарындағы және контейнер салынған камерадағы кішкентай контейнердегі ерітіндіні буландыру үшін қолданылады (4-сурет).
4-сурет. Контейнер орналастырылған камера. 1-Қан тамырларын түсіруге арналған канюля, 2-Сыртқы камера, 3-Кіші камера. Көрсеткі модель сұйықтығының бағытын көрсетеді.
Тамыр қабырғасының салыстырмалы өткізгіштік индексін анықтау үшін егеуқұйрықтың ұйқы артериясы қолданылды.
Жүйеге MNP суспензиясын (0,5 мл) енгізу келесі сипаттамаларға ие: ілмектегі резервуар мен байланыстырушы құбырдың жалпы ішкі көлемі 20 мл, ал әр камераның ішкі көлемі 120 мл. Сыртқы магнит өрісінің көзі - стандартты өлшемі 2×3 мм болатын тұрақты магнит. Ол кішкентай камералардың бірінің үстіне, контейнерден 1 см қашықтықта, бір ұшы контейнер қабырғасына қаратып орнатылады. Температура 37°C температурада ұсталады. Роликті сорғының қуаты 50%-ға орнатылған, бұл 17 см/с жылдамдыққа сәйкес келеді. Бақылау ретінде үлгілер тұрақты магниттері жоқ ұяшықта алынды.
Берілген концентрациядағы MNP енгізілгеннен кейін бір сағаттан кейін камерадан сұйық үлгі алынды. Бөлшектердің концентрациясы Unico 2802S UV-Vis спектрофотометрін (United Products & Instruments, АҚШ) пайдаланып спектрофотометрмен өлшенді. MNP суспензиясының жұтылу спектрін ескере отырып, өлшеу 450 нм толқын ұзындығында жүргізілді.
Rus-LASA-FELASA нұсқауларына сәйкес, барлық жануарлар патогенсіз арнайы мекемелерде өсіріледі және өсіріледі. Бұл зерттеу жануарларға жүргізілген тәжірибелер мен зерттеулерге қатысты барлық тиісті этикалық ережелерге сәйкес келеді және Алмазов атындағы Ұлттық медициналық зерттеу орталығынан (IACUC) этикалық мақұлдау алды. Жануарлар еркін су ішіп, үнемі тамақтандырылды.
Зерттеу салмағы 22 г ± 10% болатын, анестезияланған 12 апталық аталық иммунотапшылығы бар NSG тышқандарында (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Джексон зертханасы, АҚШ) 10 жүргізілді. Иммунотапшылығы бар тышқандардың иммунитеті басылғандықтан, бұл желінің иммунотапшылығы бар тышқандары трансплантацияны қабылдамай адам жасушалары мен тіндерін трансплантациялауға мүмкіндік береді. Әртүрлі торлардан алынған қоқыс жігіттер эксперименттік топқа кездейсоқ бөлінді және олар ортақ микробиотаға тең әсер етуді қамтамасыз ету үшін басқа топтардың төсектеріне бірлесіп өсірілді немесе жүйелі түрде әсер етті.
HeLa адам қатерлі ісік жасушаларының желісі ксенотрансплантат моделін құру үшін қолданылады. Жасушалар глутамин бар DMEM-де (PanEco, Ресей) өсірілді, оған 10% ұрықтың ірі қара сарысуы (Hyclone, АҚШ), 100 CFU/мл пенициллин және 100 мкг/мл стрептомицин қосылды. Жасуша желісі Ресей Ғылым академиясының Жасуша зерттеулері институтының Ген экспрессиясын реттеу зертханасы ұсынды. Инъекция алдында HeLa жасушалары дақыл пластикасынан 1:1 трипсин:версен ерітіндісімен (Biolot, Ресей) алынды. Жуғаннан кейін жасушалар 200 мкл-ге 5×106 жасуша концентрациясына дейін толық ортада суспензияланды және базальды мембраналық матрицамен (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) сұйылтылды (1:1, мұзда). Дайындалған жасуша суспензиясы тышқан санының терісіне тері астына енгізілді. Ісіктің өсуін бақылау үшін әр 3 күн сайын электрондық суппорттарды пайдаланыңыз.
Ісік 500 мм3-ке жеткенде, ісікке жақын жердегі тәжірибелік жануардың бұлшықет тініне тұрақты магнит имплантацияланды. Тәжірибелік топта (MNPs-ICG + tumor-M) 0,1 мл MNP суспензиясы енгізіліп, магнит өрісіне ұшырады. Бақылау тобы ретінде өңделмеген тұтас жануарлар пайдаланылды (фон). Сонымен қатар, 0,1 мл MNP енгізілген, бірақ магниттер имплантацияланбаған жануарлар (MNPs-ICG + tumor-BM) қолданылды.
In vivo және in vitro үлгілерінің флуоресценциялық визуализациясы IVIS Lumina LT III сериялы биобейнелеуішінде (PerkinElmer Inc., АҚШ) жүргізілді. In vitro визуализациясы үшін пластина ұяшықтарына 1 мл синтетикалық PLA-EDA-ICG және MNP-PLA-EDA-ICG конъюгаты көлемі қосылды. ICG бояғышының флуоресценциялық сипаттамаларын ескере отырып, үлгінің жарық қарқындылығын анықтау үшін қолданылатын ең жақсы сүзгі таңдалды: қоздырудың максималды толқын ұзындығы 745 нм, ал сәулелену толқын ұзындығы 815 нм. Конъюгат бар ұяшықтардың флуоресценция қарқындылығын сандық өлшеу үшін Living Image 4.5.5 бағдарламалық жасақтамасы (PerkinElmer Inc.) пайдаланылды.
MNP-PLA-EDA-ICG конъюгатының флуоресценция қарқындылығы мен жинақталуы in vivo ісік моделі тышқандарында, қызығушылық тудыратын жерде магнит өрісінің қатысуынсыз және қолданбай өлшенді. Тышқандар изофлуранмен анестезияланды, содан кейін құйрық венасы арқылы 0,1 мл MNP-PLA-EDA-ICG конъюгаты енгізілді. Флуоресцентті фон алу үшін өңделмеген тышқандар теріс бақылау ретінде пайдаланылды. Конъюгатты көктамыр ішіне енгізгеннен кейін, жануарды 2% изофлуран анестезиясымен ингаляцияны сақтай отырып, IVIS Lumina LT III сериялы флуоресценциялық бейнелеу құрылғысының (PerkinElmer Inc.) камерасындағы қыздыру сатысына (37°C) қойыңыз. MNP енгізілгеннен кейін 1 минут және 15 минуттан кейін сигналды анықтау үшін ICG кіріктірілген сүзгісін (745–815 нм) пайдаланыңыз.
Ісіктегі конъюгаттың жиналуын бағалау үшін жануардың ішперде аймағы қағазбен жабылды, бұл бауырдағы бөлшектердің жиналуымен байланысты жарқын флуоресценцияны жоюға мүмкіндік берді. MNP-PLA-EDA-ICG биотаралуын зерттегеннен кейін, ісік аймақтарын кейіннен бөлу және флуоресценциялық сәулеленуді сандық бағалау үшін жануарлар изофлуран анестезиясының артық дозасы арқылы адамгершілікпен эвтаназияланды. Таңдалған қызығушылық аймағынан сигнал талдауын қолмен өңдеу үшін Living Image 4.5.5 бағдарламалық жасақтамасын (PerkinElmer Inc.) пайдаланыңыз. Әрбір жануар үшін үш өлшеу жүргізілді (n = 9).
Бұл зерттеуде біз MNP-ICG-ге ICG-нің сәтті жүктелуін сандық түрде бағаламадық. Сонымен қатар, біз әртүрлі пішіндегі тұрақты магниттердің әсерінен нанобөлшектердің сақталу тиімділігін салыстырмадық. Сонымен қатар, біз магнит өрісінің ісік тіндерінде нанобөлшектердің сақталуына ұзақ мерзімді әсерін бағаламадық.
Нанобөлшектер басым, олардың орташа өлшемі 195,4 нм. Сонымен қатар, суспензияда орташа өлшемі 1176,0 нм болатын агломераттар болды (5А сурет). Кейіннен бөлік центрифугалық сүзгі арқылы сүзілді. Бөлшектердің дзета потенциалы -15,69 мВ (5B сурет).
5-сурет. Суспензияның физикалық қасиеттері: (A) бөлшектердің өлшемінің таралуы; (B) дзета потенциалындағы бөлшектердің таралуы; (C) Нанобөлшектердің TEM фотосуреті.
Бөлшектердің өлшемі негізінен 200 нм (5C сурет), ол өлшемі 20 нм болатын бірыңғай MNP-ден және электрон тығыздығы төмен PLA-EDA-ICG конъюгацияланған органикалық қабықтан тұрады. Сулы ерітінділерде агломераттардың түзілуін жеке нанобөлшектердің электр қозғаушы күшінің салыстырмалы түрде төмен модулімен түсіндіруге болады.
Тұрақты магниттер үшін магниттелу V көлемінде шоғырланған кезде, интегралдық өрнек екі интегралға бөлінеді, атап айтқанда көлем және бет:
Тұрақты магниттелуі бар үлгі жағдайында ток тығыздығы нөлге тең. Сонда магнит индукция векторының өрнегі келесі түрге ие болады:
Сандық есептеулер үшін MATLAB бағдарламасын (MathWorks, Inc., АҚШ) пайдаланыңыз, ETU «LETI» академиялық лицензиясының нөмірі 40502181.
7-суретте, 8-суретте, 9-суретте және 10-суретте көрсетілгендей, ең күшті магнит өрісі цилиндрдің ұшынан осьтік бағытта бағытталған магнит арқылы пайда болады. Тиімді әсер ету радиусы магниттің геометриясына тең. Ұзындығы оның диаметрінен үлкен цилиндрі бар цилиндрлік магниттерде ең күшті магнит өрісі осьтік-радиалды бағытта байқалады (сәйкес компонент үшін); сондықтан үлкен арақатынасы (диаметрі және ұзындығы) бар цилиндрлер жұбы MNP адсорбциясы ең тиімді болып табылады.
7-сурет. Магниттің Oz осі бойынша магнит индукциясының қарқындылығы Bz компоненті; магниттің стандартты өлшемі: қара сызық 0,5×2 мм, көк сызық 2×2 мм, жасыл сызық 3×2 мм, қызыл сызық 5×2 мм.
8-сурет Магниттік индукция компоненті Br магнит осіне Oz перпендикуляр; магниттің стандартты өлшемі: қара сызық 0,5×2 мм, көк сызық 2×2 мм, жасыл сызық 3×2 мм, қызыл сызық 5×2 мм.
9-сурет. Магниттің ұштық осінен r қашықтықтағы магнит индукциясының қарқындылығы Bz компоненті (z=0); магниттің стандартты өлшемі: қара сызық 0,5×2 мм, көк сызық 2×2 мм, жасыл сызық 3×2 мм, қызыл сызық 5×2 мм.
10-сурет. Радиалды бағыттағы магниттік индукция компоненті; магниттің стандартты өлшемі: қара сызық 0,5×2 мм, көк сызық 2×2 мм, жасыл сызық 3×2 мм, қызыл сызық 5×2 мм.
MNP ісік тіндеріне жеткізу әдісін зерттеу, нанобөлшектерді нысана аймағында шоғырландыру және қан айналым жүйесіндегі гидродинамикалық жағдайларда нанобөлшектердің мінез-құлқын анықтау үшін арнайы гидродинамикалық модельдерді пайдалануға болады. Тұрақты магниттерді сыртқы магнит өрістері ретінде пайдалануға болады. Егер нанобөлшектер арасындағы магнитостатикалық өзара әрекеттесуді ескермесек және магниттік сұйықтық моделін қарастырмасақ, магнит пен жеке нанобөлшек арасындағы өзара әрекеттесуді диполь-дипольдік жуықтаумен бағалау жеткілікті.
Мұндағы m - магниттің магниттік моменті, r - нанобөлшек орналасқан нүктенің радиус векторы, ал k - жүйелік фактор. Дипольдік жуықтауда магнит өрісі ұқсас конфигурацияға ие (11-сурет).
Біртекті магнит өрісінде нанобөлшектер тек күш сызықтары бойымен айналады. Біртекті емес магнит өрісінде оған күш әсер етеді:
мұндағы - берілген бағыттың туындысы l. Сонымен қатар, күш нанобөлшектерді өрістің ең біркелкі емес аймақтарына тартады, яғни күш сызықтарының қисықтығы мен тығыздығы артады.
Сондықтан бөлшектер орналасқан аймақта айқын осьтік анизотропиясы бар жеткілікті күшті магнитті (немесе магнит тізбегін) қолданған жөн.
1-кестеде бір магниттің қолдану өрісінің тамырлы төсегінде MNP-ны ұстап, ұстап тұру үшін жеткілікті магнит өрісі көзі ретіндегі қабілеті көрсетілген.