Kasalukuyang hindi pinagana ang Javascript sa iyong browser. Kapag hindi pinagana ang javascript, hindi gagana ang ilang function ng website na ito.
Irehistro ang iyong mga partikular na detalye at mga partikular na gamot na interesado ka, at itutugma namin ang impormasyong ibibigay mo sa mga artikulo sa aming malawak na database at padadalhan ka ng kopya ng PDF sa pamamagitan ng email sa tamang oras.
Kontrolin ang paggalaw ng magnetic iron oxide nanoparticles para sa naka-target na paghahatid ng cytostatics
May-akda 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 Pambansang Sentro ng Pananaliksik Medikal ng Ministri ng Kalusugan ng Pederasyong Ruso, St. Petersburg, 197341, Pederasyong Ruso; 2 St. Petersburg Electrotechnical University “LETI”, St. Petersburg, 197376, Pederasyong Ruso; 3 Sentro para sa Personalized Medicine, Almazov State Medical Research Center, Ministri ng Kalusugan ng Pederasyong Ruso, St. Petersburg, 197341, Pederasyong Ruso; 4FSBI “Influenza Research Institute na ipinangalan kay AA Smorodintsev” Ministri ng Kalusugan ng Pederasyong Ruso, St. Petersburg, Pederasyong Ruso; 5 Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, Pederasyong Ruso; 6 RAS Institute of Cytology, St. Petersburg, 194064, Russian Federation; 7INSERM U1231, Faculty of Medicine and Pharmacy, Bourgogne-Franche Comté University of Dijon, France Komunikasyon: Yana ToropovaAlmazov National Medical Research Centre, Ministry of Health of the Russian Federation, Saint-Petersburg, 197341, Russian Federation Tel +7 981 95264800 4997069 Email [email protected] Panimula: Isang magandang paraan sa problema ng cytostatic toxicity ang paggamit ng magnetic nanoparticles (MNP) para sa naka-target na paghahatid ng gamot. Layunin: Gumamit ng mga kalkulasyon upang matukoy ang pinakamahusay na mga katangian ng magnetic field na kumokontrol sa mga MNP in vivo, at upang suriin ang kahusayan ng paghahatid ng magnetron ng mga MNP sa mga tumor ng daga in vitro at in vivo. (MNPs-ICG) ang ginagamit. Isinagawa ang mga pag-aaral ng in vivo luminescence intensity sa mga tumor mice, mayroon at walang magnetic field sa lugar na pinag-aaralan. Ang mga pag-aaral na ito ay isinagawa sa isang hydrodynamic scaffold na binuo ng Institute of Experimental Medicine ng Almazov State Medical Research Center ng Russian Ministry of Health. Resulta: Ang paggamit ng neodymium magnets ay nagtaguyod ng pumipiling akumulasyon ng MNP. Isang minuto pagkatapos ng pagbibigay ng MNPs-ICG sa mga daga na may tumor, ang MNPs-ICG ay pangunahing naiipon sa atay. Sa kawalan at presensya ng magnetic field, ipinapahiwatig nito ang metabolic pathway nito. Bagama't naobserbahan ang pagtaas ng fluorescence sa tumor sa presensya ng magnetic field, ang intensity ng fluorescence sa atay ng hayop ay hindi nagbago sa paglipas ng panahon. Konklusyon: Ang ganitong uri ng MNP, kasama ang kinakalkulang lakas ng magnetic field, ay maaaring maging batayan para sa pagbuo ng magnetically controlled delivery ng mga cytostatic na gamot sa mga tisyu ng tumor. Mga Keyword: fluorescence analysis, indocyanine, iron oxide nanoparticles, magnetron delivery ng cytostatics, tumor targeting
Ang mga sakit na tumor ay isa sa mga pangunahing sanhi ng kamatayan sa buong mundo. Kasabay nito, ang dinamika ng pagtaas ng morbidity at mortality ng mga sakit na tumor ay umiiral pa rin. 1 Ang chemotherapy na ginagamit ngayon ay isa pa rin sa mga pangunahing paggamot para sa iba't ibang tumor. Kasabay nito, ang pag-unlad ng mga pamamaraan upang mabawasan ang systemic toxicity ng mga cytostatics ay mahalaga pa rin. Ang isang promising na pamamaraan upang malutas ang problema sa toxicity nito ay ang paggamit ng mga nano-scale carrier upang i-target ang mga paraan ng paghahatid ng gamot, na maaaring magbigay ng lokal na akumulasyon ng mga gamot sa mga tisyu ng tumor nang hindi pinapataas ang kanilang akumulasyon sa malulusog na organo at tisyu. 2 Ginagawang posible ng pamamaraang ito na mapabuti ang kahusayan at pag-target ng mga chemotherapeutic na gamot sa mga tisyu ng tumor, habang binabawasan ang kanilang systemic toxicity.
Sa iba't ibang nanoparticle na isinasaalang-alang para sa naka-target na paghahatid ng mga cytostatic agent, ang magnetic nanoparticles (MNPs) ay partikular na interesante dahil sa kanilang natatanging kemikal, biyolohikal, at magnetic na katangian, na tinitiyak ang kanilang versatility. Samakatuwid, ang magnetic nanoparticles ay maaaring gamitin bilang isang sistema ng pag-init upang gamutin ang mga tumor na may hyperthermia (magnetic hyperthermia). Maaari rin itong gamitin bilang mga diagnostic agent (magnetic resonance diagnosis). 3-5 Gamit ang mga katangiang ito, kasama ang posibilidad ng akumulasyon ng MNP sa isang partikular na lugar, sa pamamagitan ng paggamit ng isang panlabas na magnetic field, ang paghahatid ng mga naka-target na paghahanda ng parmasyutiko ay nagbubukas sa paglikha ng isang multifunctional magnetron system upang i-target ang mga cytostatic sa tumor site Prospects. Ang ganitong sistema ay magsasama ng MNP at magnetic fields upang kontrolin ang kanilang paggalaw sa katawan. Sa kasong ito, ang parehong mga panlabas na magnetic field at magnetic implant na inilagay sa lugar ng katawan na naglalaman ng tumor ay maaaring gamitin bilang pinagmumulan ng magnetic field. 6 Ang unang paraan ay may malubhang mga kakulangan, kabilang ang pangangailangang gumamit ng espesyal na kagamitan para sa magnetic targeting ng mga gamot at ang pangangailangang sanayin ang mga tauhan upang magsagawa ng operasyon. Bukod pa rito, ang pamamaraang ito ay limitado ng mataas na gastos at angkop lamang para sa mga "mababaw" na tumor na malapit sa ibabaw ng katawan. Ang alternatibong pamamaraan ng paggamit ng mga magnetic implant ay nagpapalawak ng saklaw ng aplikasyon ng teknolohiyang ito, na nagpapadali sa paggamit nito sa mga tumor na matatagpuan sa iba't ibang bahagi ng katawan. Ang parehong mga indibidwal na magnet at magnet na isinama sa intraluminal stent ay maaaring gamitin bilang mga implant para sa pinsala ng tumor sa mga guwang na organo upang matiyak ang kanilang patency. Gayunpaman, ayon sa aming sariling hindi nailathalang pananaliksik, ang mga ito ay hindi sapat na magnetic upang matiyak ang pagpapanatili ng MNP mula sa daluyan ng dugo.
Ang bisa ng paghahatid ng gamot gamit ang magnetron ay nakasalalay sa maraming salik: ang mga katangian ng magnetic carrier mismo, at ang mga katangian ng pinagmumulan ng magnetic field (kabilang ang mga geometric parameter ng mga permanenteng magnet at ang lakas ng magnetic field na nalilikha ng mga ito). Ang pagbuo ng matagumpay na teknolohiya sa paghahatid ng magnetically guided cell inhibitor ay dapat magsama ng pagbuo ng mga angkop na magnetic nanoscale drug carrier, pagtatasa ng kanilang kaligtasan, at pagbuo ng isang visualization protocol na nagbibigay-daan sa pagsubaybay sa kanilang mga paggalaw sa katawan.
Sa pag-aaral na ito, kinalkula namin sa pamamagitan ng matematika ang pinakamainam na katangian ng magnetic field upang makontrol ang magnetic nano-scale drug carrier sa katawan. Ang posibilidad ng pagpapanatili ng MNP sa pamamagitan ng dingding ng daluyan ng dugo sa ilalim ng impluwensya ng isang inilapat na magnetic field na may mga computational characteristic na ito ay pinag-aralan din sa mga nakahiwalay na daluyan ng dugo ng daga. Bukod pa rito, nag-synthesize kami ng mga conjugate ng mga MNP at fluorescent agents at bumuo ng isang protocol para sa kanilang visualization in vivo. Sa ilalim ng mga kondisyong in vivo, sa mga daga na may tumor model, pinag-aralan ang kahusayan ng akumulasyon ng mga MNP sa mga tisyu ng tumor kapag sistematikong ibinibigay sa ilalim ng impluwensya ng isang magnetic field.
Sa in vitro na pag-aaral, ginamit namin ang sangguniang MNP, at sa in vivo na pag-aaral, ginamit namin ang MNP na pinahiran ng lactic acid polyester (polylactic acid, PLA) na naglalaman ng fluorescent agent (indolecyanine; ICG). Kasama ang MNP-ICG sa (MNP-PLA-EDA-ICG).
Ang sintesis at pisikal at kemikal na mga katangian ng MNP ay inilarawan nang detalyado sa ibang lugar. 7,8
Upang ma-synthesize ang mga MNP-ICG, unang ginawa ang mga PLA-ICG conjugate. Isang pulbos na racemic mixture ng PLA-D at PLA-L na may molekular na bigat na 60 kDa ang ginamit.
Dahil ang PLA at ICG ay parehong mga asido, upang ma-synthesize ang mga PLA-ICG conjugate, kailangan munang mag-synthesize ng isang amino-terminated spacer sa PLA, na tumutulong sa ICG chemisorb papunta sa spacer. Ang spacer ay na-synthesize gamit ang ethylene diamine (EDA), carbodiimide method at water-soluble carbodiimide, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDAC). Ang PLA-EDA spacer ay na-synthesize tulad ng sumusunod. Magdagdag ng 20-fold molar excess ng EDA at 20-fold molar excess ng EDAC sa 2 mL ng 0.1 g/mL PLA chloroform solution. Ang synthesis ay isinagawa sa isang 15 mL polypropylene test tube sa isang shaker sa bilis na 300 min-1 sa loob ng 2 oras. Ang synthesis scheme ay ipinapakita sa Figure 1. Ulitin ang synthesis gamit ang 200-fold excess ng mga reagents upang ma-optimize ang synthesis scheme.
Sa pagtatapos ng sintesis, ang solusyon ay isinailalim sa centrifugation sa bilis na 3000 min-1 sa loob ng 5 minuto upang maalis ang sobrang namuong polyethylene derivatives. Pagkatapos, 2 mL ng 0.5 mg/mL na solusyon ng ICG sa dimethyl sulfoxide (DMSO) ang idinagdag sa 2 mL na solusyon. Ang agitator ay inayos sa bilis na 300 min-1 sa loob ng 2 oras. Ang eskematiko na diagram ng nakuha na conjugate ay ipinapakita sa Figure 2.
Sa 200 mg MNP, nagdagdag kami ng 4 mL PLA-EDA-ICG conjugate. Gumamit ng LS-220 shaker (LOIP, Russia) upang haluin ang suspensyon sa loob ng 30 minuto sa dalas na 300 min-1. Pagkatapos, hinugasan ito ng isopropanol nang tatlong beses at isinailalim sa magnetic separation. Gamitin ang UZD-2 Ultrasonic Disperser (FSUE NII TVCH, Russia) upang idagdag ang IPA sa suspensyon sa loob ng 5-10 minuto sa ilalim ng patuloy na ultrasonic action. Pagkatapos ng ikatlong paghuhugas ng IPA, ang precipitate ay hinugasan ng distilled water at muling isinalin sa physiological saline sa konsentrasyon na 2 mg/mL.
Ginamit ang kagamitang ZetaSizer Ultra (Malvern Instruments, UK) upang pag-aralan ang distribusyon ng laki ng nakuha na MNP sa may tubig na solusyon. Isang transmission electron microscope (TEM) na may JEM-1400 STEM field emission cathode (JEOL, Japan) ang ginamit upang pag-aralan ang hugis at laki ng MNP.
Sa pag-aaral na ito, gumagamit kami ng mga cylindrical permanent magnet (grade N35; may nickel protective coating) at ang mga sumusunod na karaniwang sukat (haba ng axis × diameter ng silindro): 0.5×2 mm, 2×2 mm, 3×2 mm at 5×2 mm.
Ang in vitro na pag-aaral ng MNP transport sa sistema ng modelo ay isinagawa sa isang hydrodynamic scaffold na binuo ng Institute of Experimental Medicine ng Almazov State Medical Research Center ng Russian Ministry of Health. Ang volume ng circulating liquid (distilled water o Krebs-Henseleit solution) ay 225 mL. Ang mga axially magnetized cylindrical magnet ay ginagamit bilang permanenteng magnet. Ilagay ang magnet sa isang holder na 1.5 mm ang layo mula sa panloob na dingding ng central glass tube, kung saan ang dulo nito ay nakaharap sa direksyon ng tubo (patayo). Ang fluid flow rate sa closed loop ay 60 L/h (katumbas ng linear velocity na 0.225 m/s). Ang Krebs-Henseleit solution ay ginagamit bilang circulating fluid dahil ito ay isang analog ng plasma. Ang dynamic viscosity coefficient ng plasma ay 1.1–1.3 mPa∙s.9 Ang dami ng MNP na na-adsorb sa magnetic field ay natutukoy sa pamamagitan ng spectrophotometry mula sa konsentrasyon ng iron sa circulating liquid pagkatapos ng eksperimento.
Bukod pa rito, isinagawa ang mga eksperimental na pag-aaral sa isang pinahusay na talahanayan ng fluid mechanics upang matukoy ang relatibong permeability ng mga daluyan ng dugo. Ang mga pangunahing bahagi ng hydrodynamic support ay ipinapakita sa Figure 3. Ang mga pangunahing bahagi ng hydrodynamic stent ay isang closed loop na ginagaya ang cross-section ng model vascular system at isang storage tank. Ang paggalaw ng model fluid sa kahabaan ng contour ng blood vessel module ay ibinibigay ng isang peristaltic pump. Sa panahon ng eksperimento, panatilihin ang vaporization at ang kinakailangang saklaw ng temperatura, at subaybayan ang mga parameter ng system (temperatura, presyon, rate ng daloy ng likido, at halaga ng pH).
Pigura 3 Block diagram ng setup na ginamit upang pag-aralan ang permeability ng carotid artery wall. 1-tangke ng imbakan, 2-peristaltic pump, 3-mekanismo para sa pagpapasok ng suspensyon na naglalaman ng MNP sa loop, 4-flow meter, 5-pressure sensor sa loop, 6-heat exchanger, 7-silid na may lalagyan, 8-pinagmumulan ng magnetic field, 9-ang lobo na may hydrocarbons.
Ang silid na naglalaman ng lalagyan ay binubuo ng tatlong lalagyan: isang malaking lalagyan sa labas at dalawang maliliit na lalagyan, kung saan dumadaan ang mga braso ng gitnang sirkito. Ang cannula ay ipinapasok sa maliit na lalagyan, ang lalagyan ay nakatali sa maliit na lalagyan, at ang dulo ng cannula ay mahigpit na itinatali gamit ang manipis na alambre. Ang espasyo sa pagitan ng malaking lalagyan at ng maliit na lalagyan ay pinupuno ng distilled water, at ang temperatura ay nananatiling pare-pareho dahil sa koneksyon sa heat exchanger. Ang espasyo sa maliit na lalagyan ay pinupuno ng Krebs-Henseleit solution upang mapanatili ang buhay ng mga selula ng daluyan ng dugo. Ang tangke ay pinupuno rin ng Krebs-Henseleit solution. Ang sistema ng suplay ng gas (carbon) ay ginagamit upang gawing singaw ang solusyon sa maliit na lalagyan sa tangke ng imbakan at sa silid na naglalaman ng lalagyan (Larawan 4).
Pigura 4 Ang silid kung saan nakalagay ang lalagyan. 1-Cannula para sa pagpapababa ng mga daluyan ng dugo, 2-Panlabas na silid, 3-Maliit na silid. Ang palaso ay nagpapahiwatig ng direksyon ng likido ng modelo.
Upang matukoy ang relatibong permeability index ng dingding ng daluyan ng dugo, ginamit ang carotid artery ng daga.
Ang pagpapakilala ng MNP suspension (0.5mL) sa sistema ay may mga sumusunod na katangian: ang kabuuang panloob na volume ng tangke at connecting pipe sa loop ay 20mL, at ang panloob na volume ng bawat chamber ay 120mL. Ang external magnetic field source ay isang permanenteng magnet na may karaniwang sukat na 2×3 mm. Ito ay naka-install sa itaas ng isa sa maliliit na chamber, 1 cm ang layo mula sa lalagyan, na ang isang dulo ay nakaharap sa dingding ng lalagyan. Ang temperatura ay pinapanatili sa 37°C. Ang lakas ng roller pump ay nakatakda sa 50%, na katumbas ng bilis na 17 cm/s. Bilang kontrol, ang mga sample ay kinuha sa isang cell na walang permanenteng magnet.
Isang oras matapos ang pagbibigay ng isang partikular na konsentrasyon ng MNP, isang likidong sample ang kinuha mula sa silid. Ang konsentrasyon ng particle ay sinukat gamit ang isang spectrophotometer gamit ang Unico 2802S UV-Vis spectrophotometer (United Products & Instruments, USA). Isinasaalang-alang ang absorption spectrum ng MNP suspension, ang pagsukat ay isinagawa sa 450 nm.
Ayon sa mga alituntunin ng Rus-LASA-FELASA, lahat ng mga hayop ay pinalaki at inaalagaan sa mga partikular na pasilidad na walang pathogen. Ang pag-aaral na ito ay sumusunod sa lahat ng kaugnay na regulasyong etikal para sa mga eksperimento at pananaliksik sa hayop, at nakakuha ng etikal na pag-apruba mula sa Almazov National Medical Research Center (IACUC). Ang mga hayop ay umiinom ng tubig nang ad libitum at regular na kumakain.
Isinagawa ang pag-aaral sa 10 naanestetikong 12-linggong gulang na lalaking immunodeficiency NSG mice (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Jackson Laboratory, USA) 10, na may bigat na 22 g ± 10%. Dahil pinipigilan ang resistensya ng mga immunodeficiency mice, ang mga immunodeficiency mice sa linyang ito ay nagpapahintulot sa pag-transplant ng mga selula at tisyu ng tao nang walang transplant rejection. Ang mga littermate mula sa iba't ibang kulungan ay sapalarang itinalaga sa experimental group, at sila ay co-breed o sistematikong inilantad sa bedding ng ibang mga grupo upang matiyak ang pantay na pagkakalantad sa karaniwang microbiota.
Ang HeLa human cancer cell line ay ginagamit upang bumuo ng isang xenograft model. Ang mga selula ay kinultura sa DMEM na naglalaman ng glutamine (PanEco, Russia), na dinagdagan ng 10% fetal bovine serum (Hyclone, USA), 100 CFU/mL penicillin, at 100 μg/mL streptomycin. Ang cell line ay mabait na ibinigay ng Gene Expression Regulation Laboratory ng Institute of Cell Research ng Russian Academy of Sciences. Bago ang iniksyon, ang mga selula ng HeLa ay tinanggal mula sa plastik ng kultura gamit ang 1:1 trypsin:Versene solution (Biolot, Russia). Pagkatapos hugasan, ang mga selula ay sinuspinde sa kumpletong medium hanggang sa konsentrasyon na 5×106 na selula bawat 200 μL, at diluted gamit ang basement membrane matrix (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, sa yelo). Ang inihandang cell suspension ay ini-inject nang subcutaneous sa balat ng hita ng daga. Gumamit ng electronic calipers upang subaybayan ang paglaki ng tumor bawat 3 araw.
Nang umabot sa 500 mm3 ang tumor, isang permanenteng magnet ang itinanim sa tisyu ng kalamnan ng hayop na pinag-aralan malapit sa tumor. Sa grupong pinag-aralan (MNPs-ICG + tumor-M), 0.1 mL ng MNP suspension ang itinurok at inilantad sa isang magnetic field. Ang mga buong hayop na hindi ginamot ay ginamit bilang mga kontrol (background). Bukod pa rito, ginamit ang mga hayop na tinurok ng 0.1 mL ng MNP ngunit hindi nilagyan ng mga magnet (MNPs-ICG + tumor-BM).
Ang fluorescence visualization ng mga in vivo at in vitro na sample ay isinagawa gamit ang IVIS Lumina LT series III bioimager (PerkinElmer Inc., USA). Para sa in vitro visualization, isang volume na 1 mL ng synthetic PLA-EDA-ICG at MNP-PLA-EDA-ICG conjugate ang idinagdag sa mga plate well. Isinasaalang-alang ang mga katangian ng fluorescence ng ICG dye, ang pinakamahusay na filter na ginamit upang matukoy ang luminous intensity ng sample ang napili: ang maximum excitation wavelength ay 745 nm, at ang emission wavelength ay 815 nm. Ang Living Image 4.5.5 software (PerkinElmer Inc.) ay ginamit upang masukat nang dami ang fluorescence intensity ng mga well na naglalaman ng conjugate.
Ang intensidad ng fluorescence at akumulasyon ng MNP-PLA-EDA-ICG conjugate ay sinukat sa mga in vivo tumor model na daga, nang walang presensya at paglalapat ng magnetic field sa lugar na pinag-aaralan. Ang mga daga ay binigyan ng anestesya gamit ang isoflurane, at pagkatapos ay 0.1 mL ng MNP-PLA-EDA-ICG conjugate ang itinurok sa pamamagitan ng ugat sa buntot. Ang mga daga na hindi ginamot ay ginamit bilang negatibong kontrol upang makakuha ng fluorescent background. Pagkatapos ibigay ang conjugate sa pamamagitan ng intravenous, ilagay ang hayop sa isang heating stage (37°C) sa silid ng IVIS Lumina LT series III fluorescence imager (PerkinElmer Inc.) habang pinapanatili ang paglanghap gamit ang 2% isoflurane anesthetization. Gamitin ang built-in na filter ng ICG (745–815 nm) para sa signal detection 1 minuto at 15 minuto pagkatapos ng pagpapakilala ng MNP.
Upang masuri ang akumulasyon ng conjugate sa tumor, ang peritoneal area ng hayop ay tinakpan ng papel, na naging posible upang maalis ang maliwanag na fluorescence na nauugnay sa akumulasyon ng mga particle sa atay. Matapos pag-aralan ang biodistribution ng MNP-PLA-EDA-ICG, ang mga hayop ay makataong pinatay sa pamamagitan ng labis na dosis ng isoflurane anesthesia para sa kasunod na paghihiwalay ng mga lugar ng tumor at quantitative assessment ng fluorescence radiation. Gamitin ang Living Image 4.5.5 software (PerkinElmer Inc.) upang manu-manong iproseso ang signal analysis mula sa napiling rehiyon ng interes. Tatlong sukat ang kinuha para sa bawat hayop (n = 9).
Sa pag-aaral na ito, hindi namin tinantiya ang matagumpay na pagkarga ng ICG sa mga MNP-ICG. Bukod pa rito, hindi namin inihambing ang kahusayan sa pagpapanatili ng mga nanoparticle sa ilalim ng impluwensya ng mga permanenteng magnet na may iba't ibang hugis. Bukod pa rito, hindi namin sinuri ang pangmatagalang epekto ng magnetic field sa pagpapanatili ng mga nanoparticle sa mga tisyu ng tumor.
Nangingibabaw ang mga nanoparticle, na may average na laki na 195.4 nm. Bukod pa rito, ang suspensyon ay naglalaman ng mga agglomerate na may average na laki na 1176.0 nm (Larawan 5A). Kasunod nito, ang bahagi ay sinala sa pamamagitan ng isang centrifugal filter. Ang zeta potential ng mga particle ay -15.69 mV (Larawan 5B).
Pigura 5 Ang mga pisikal na katangian ng suspensyon: (A) distribusyon ng laki ng partikulo; (B) distribusyon ng partikulo sa zeta potential; (C) TEM na litrato ng mga nanoparticle.
Ang laki ng partikulo ay karaniwang 200 nm (Larawan 5C), na binubuo ng isang MNP na may sukat na 20 nm, at isang PLA-EDA-ICG conjugated organic shell na may mas mababang densidad ng electron. Ang pagbuo ng mga agglomerate sa mga aqueous solution ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng medyo mababang modulus ng electromotive force ng mga indibidwal na nanoparticle.
Para sa mga permanenteng magnet, kapag ang magnetisasyon ay nakapokus sa volume V, ang integral expression ay nahahati sa dalawang integral, katulad ng volume at surface:
Sa kaso ng isang sample na may pare-parehong magnetization, ang current density ay zero. Kung gayon, ang ekspresyon ng magnetic induction vector ay magkakaroon ng sumusunod na anyo:
Gamitin ang programang MATLAB (MathWorks, Inc., USA) para sa numerikal na kalkulasyon, ETU “LETI” akademikong numero ng lisensya 40502181.
Gaya ng ipinapakita sa Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure-10, ang pinakamalakas na magnetic field ay nalilikha ng isang magnet na nakadirekta nang pa-axial mula sa dulo ng silindro. Ang epektibong radius ng aksyon ay katumbas ng geometry ng magnet. Sa mga cylindrical magnet na may silindro na ang haba ay mas malaki kaysa sa diyametro nito, ang pinakamalakas na magnetic field ay naoobserbahan sa direksyong axial-radial (para sa katumbas na component); samakatuwid, ang isang pares ng mga silindro na may mas malaking aspect ratio (diyametro at haba) na MNP adsorption ang pinakaepektibo.
Larawan 7 Ang bahagi ng intensidad ng magnetic induction na Bz sa kahabaan ng Oz axis ng magnet; ang karaniwang laki ng magnet: itim na linya na 0.5×2mm, asul na linya na 2×2mm, berdeng linya na 3×2mm, pulang linya na 5×2mm.
Pigura 8 Ang bahaging magnetic induction na Br ay patayo sa aksis ng magnet na Oz; ang karaniwang laki ng magnet ay: itim na linya na 0.5×2mm, asul na linya na 2×2mm, berdeng linya na 3×2mm, pulang linya na 5×2mm.
Pigura 9 Ang bahaging Bz ng intensidad ng magnetic induction sa layo na r mula sa dulong aksis ng magnet (z=0); ang karaniwang laki ng magnet: itim na linya na 0.5×2mm, asul na linya na 2×2mm, berdeng linya na 3×2mm, pulang linya na 5×2mm.
Pigura 10 Bahagi ng magnetikong induction sa direksyong radial; karaniwang laki ng magnet: itim na linya na 0.5×2mm, asul na linya na 2×2mm, berdeng linya na 3×2mm, pulang linya na 5×2mm.
Maaaring gamitin ang mga espesyal na hydrodynamic model upang pag-aralan ang paraan ng paghahatid ng MNP sa mga tisyu ng tumor, pag-concentrate ng mga nanoparticle sa target na lugar, at matukoy ang pag-uugali ng mga nanoparticle sa ilalim ng mga hydrodynamic na kondisyon sa circulatory system. Maaaring gamitin ang mga permanenteng magnet bilang mga panlabas na magnetic field. Kung babalewalain natin ang magnetostatic interaction sa pagitan ng mga nanoparticle at hindi isasaalang-alang ang magnetic fluid model, sapat na upang tantyahin ang interaksyon sa pagitan ng magnet at isang nanoparticle na may dipole-dipole approximation.
Kung saan ang m ay ang magnetic moment ng magnet, ang r ay ang radius vector ng punto kung saan matatagpuan ang nanoparticle, at ang k ay ang system factor. Sa dipole approximation, ang field ng magnet ay may katulad na configuration (Figure 11).
Sa isang pare-parehong magnetic field, ang mga nanoparticle ay umiikot lamang sa mga linya ng puwersa. Sa isang hindi pare-parehong magnetic field, ang puwersa ay kumikilos dito:
Kung saan ang ay ang derivative ng isang ibinigay na direksyon na l. Bilang karagdagan, ang puwersa ay humihila sa mga nanoparticle papunta sa mga pinaka-hindi pantay na lugar ng field, ibig sabihin, ang kurbada at densidad ng mga linya ng puwersa ay tumataas.
Samakatuwid, kanais-nais na gumamit ng sapat na malakas na magnet (o magnet chain) na may halatang axial anisotropy sa lugar kung saan matatagpuan ang mga particle.
Ipinapakita ng Talahanayan 1 ang kakayahan ng isang magnet bilang sapat na pinagmumulan ng magnetic field upang makuha at mapanatili ang MNP sa vascular bed ng application field.