Javascript kini dilumpuhkan dalam pelayar anda. Apabila javascript dilumpuhkan, beberapa fungsi laman web ini tidak akan berfungsi.
Daftarkan butiran khusus dan ubat-ubatan khusus anda yang menarik, dan kami akan memadankan maklumat yang anda berikan dengan artikel dalam pangkalan data kami yang luas dan menghantar salinan PDF kepada anda melalui e-mel dalam masa yang singkat.
Kawal pergerakan nanopartikel oksida besi magnetik untuk penghantaran sitostatik yang disasarkan
Pengarang 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 Pusat Penyelidikan Perubatan Kebangsaan Kementerian Kesihatan Persekutuan Rusia, St. Petersburg, 197341, Persekutuan Rusia; 2 Universiti Elektroteknik St. Petersburg “LETI”, St. Petersburg, 197376, Persekutuan Rusia; 3 Pusat Perubatan Peribadi, Pusat Penyelidikan Perubatan Negeri Almazov, Kementerian Kesihatan Persekutuan Rusia, St. Petersburg, 197341, Persekutuan Rusia; 4FSBI “Institut Penyelidikan Influenza dinamakan sempena AA Smorodintsev” Kementerian Kesihatan Persekutuan Rusia, St. Petersburg, Persekutuan Rusia; 5 Institut Fisiologi dan Biokimia Evolusi Sechenov, Akademi Sains Rusia, St. Petersburg, Persekutuan Rusia; 6 Institut Sitologi RAS, St. Petersburg, 194064, Persekutuan Rusia; 7INSERM U1231, Fakulti Perubatan dan Farmasi, Bourgogne-Franche Universiti Comté Dijon, Perancis Komunikasi: Yana ToropovaAlmazov Pusat Penyelidikan Perubatan Kebangsaan, Kementerian Kesihatan Persekutuan Rusia, Saint-Petersburg, 197341, Persekutuan Rusia Tel +7 981 95264800 4997069 E-mel [email protected] Latar Belakang: Pendekatan yang menjanjikan untuk masalah ketoksikan sitostatik ialah penggunaan nanopartikel magnetik (MNP) untuk penghantaran ubat yang disasarkan. Tujuan: Untuk menggunakan pengiraan bagi menentukan ciri-ciri terbaik medan magnet yang mengawal MNP secara in vivo, dan untuk menilai kecekapan penghantaran magnetron MNP kepada tumor tikus secara in vitro dan in vivo. (MNP-ICG) digunakan. Kajian keamatan pendarkilauan in vivo telah dijalankan pada tikus tumor, dengan dan tanpa medan magnet di tapak yang diminati. Kajian-kajian ini dijalankan pada perancah hidrodinamik yang dibangunkan oleh Institut Perubatan Eksperimen Pusat Penyelidikan Perubatan Negeri Almazov Kementerian Kesihatan Rusia. Keputusan: Penggunaan magnet neodymium menggalakkan pengumpulan selektif MNP. Seminit selepas pemberian MNP-ICG kepada tikus yang membawa tumor, MNP-ICG terutamanya terkumpul di hati. Dengan ketiadaan dan kehadiran medan magnet, ini menunjukkan laluan metaboliknya. Walaupun peningkatan pendarfluor dalam tumor diperhatikan dengan kehadiran medan magnet, keamatan pendarfluor dalam hati haiwan tidak berubah dari semasa ke semasa. Kesimpulan: Jenis MNP ini, digabungkan dengan kekuatan medan magnet yang dikira, boleh menjadi asas untuk pembangunan penghantaran ubat sitostatik yang dikawal secara magnet ke tisu tumor. Kata kunci: analisis pendarfluor, indocyanine, nanopartikel besi oksida, penghantaran sitostatik magnetron, penargetan tumor
Penyakit tumor merupakan salah satu punca utama kematian di seluruh dunia. Pada masa yang sama, dinamik peningkatan morbiditi dan mortaliti penyakit tumor masih wujud. 1 Kemoterapi yang digunakan hari ini masih merupakan salah satu rawatan utama untuk tumor yang berbeza. Pada masa yang sama, pembangunan kaedah untuk mengurangkan ketoksikan sistemik sitostatik masih relevan. Kaedah yang menjanjikan untuk menyelesaikan masalah ketoksikannya adalah dengan menggunakan pembawa skala nano untuk menyasarkan kaedah penghantaran ubat, yang boleh menyediakan pengumpulan ubat setempat dalam tisu tumor tanpa meningkatkan pengumpulannya dalam organ dan tisu yang sihat. 2 Kaedah ini memungkinkan untuk meningkatkan kecekapan dan penyasaran ubat kemoterapi pada tisu tumor, sambil mengurangkan ketoksikan sistemiknya.
Antara pelbagai nanopartikel yang dipertimbangkan untuk penghantaran agen sitostatik yang disasarkan, nanopartikel magnetik (MNP) amat menarik perhatian kerana sifat kimia, biologi dan magnetiknya yang unik, yang memastikan fleksibilitinya. Oleh itu, nanopartikel magnetik boleh digunakan sebagai sistem pemanasan untuk merawat tumor dengan hipertermia (hipertermia magnetik). Ia juga boleh digunakan sebagai agen diagnostik (diagnosis resonans magnetik). 3-5 Menggunakan ciri-ciri ini, digabungkan dengan kemungkinan pengumpulan MNP di kawasan tertentu, melalui penggunaan medan magnet luaran, penghantaran persediaan farmaseutikal yang disasarkan membuka penciptaan sistem magnetron pelbagai fungsi untuk menyasarkan sitostatik ke tapak tumor. Sistem sedemikian akan merangkumi MNP dan medan magnet untuk mengawal pergerakannya di dalam badan. Dalam kes ini, kedua-dua medan magnet luaran dan implan magnet yang diletakkan di kawasan badan yang mengandungi tumor boleh digunakan sebagai sumber medan magnet. 6 Kaedah pertama mempunyai kekurangan yang serius, termasuk keperluan untuk menggunakan peralatan khusus untuk penargetan magnetik ubat dan keperluan untuk melatih kakitangan untuk melakukan pembedahan. Di samping itu, kaedah ini terhad oleh kos yang tinggi dan hanya sesuai untuk tumor "superfisial" yang berdekatan dengan permukaan badan. Kaedah alternatif menggunakan implan magnet meluaskan skop aplikasi teknologi ini, memudahkan penggunaannya pada tumor yang terletak di bahagian badan yang berbeza. Kedua-dua magnet individu dan magnet yang disepadukan ke dalam stent intraluminal boleh digunakan sebagai implan untuk kerosakan tumor pada organ berongga untuk memastikan patensinya. Walau bagaimanapun, menurut kajian kami sendiri yang tidak diterbitkan, ini tidak cukup magnet untuk memastikan pengekalan MNP daripada aliran darah.
Keberkesanan penghantaran ubat magnetron bergantung kepada banyak faktor: ciri-ciri pembawa magnet itu sendiri, dan ciri-ciri sumber medan magnet (termasuk parameter geometri magnet kekal dan kekuatan medan magnet yang dihasilkannya). Pembangunan teknologi penghantaran perencat sel berpandukan magnet yang berjaya harus melibatkan pembangunan pembawa ubat nano magnetik yang sesuai, menilai keselamatannya, dan membangunkan protokol visualisasi yang membolehkan penjejakan pergerakannya di dalam badan.
Dalam kajian ini, kami mengira secara matematik ciri-ciri medan magnet optimum untuk mengawal pembawa ubat skala nano magnetik dalam badan. Kemungkinan mengekalkan MNP melalui dinding saluran darah di bawah pengaruh medan magnet yang dikenakan dengan ciri-ciri pengiraan ini juga dikaji dalam saluran darah tikus yang terpencil. Di samping itu, kami mensintesis konjugat MNP dan agen pendarfluor dan membangunkan protokol untuk visualisasinya secara in vivo. Di bawah keadaan in vivo, dalam tikus model tumor, kecekapan pengumpulan MNP dalam tisu tumor apabila diberikan secara sistemik di bawah pengaruh medan magnet telah dikaji.
Dalam kajian in vitro, kami menggunakan MNP rujukan dan dalam kajian in vivo, kami menggunakan MNP yang disalut dengan poliester asid laktik (asid polilaktik, PLA) yang mengandungi agen pendarfluor (indolsianina; ICG). MNP-ICG disertakan dalam Dalam kes ini, gunakan (MNP-PLA-EDA-ICG).
Sintesis dan sifat fizikal dan kimia MNP telah diterangkan secara terperinci di tempat lain. 7,8
Untuk mensintesis MNP-ICG, konjugat PLA-ICG telah dihasilkan terlebih dahulu. Campuran rasemik serbuk PLA-D dan PLA-L dengan berat molekul 60 kDa telah digunakan.
Oleh kerana PLA dan ICG kedua-duanya adalah asid, untuk mensintesis konjugat PLA-ICG, pertama sekali perlu mensintesis spacer yang ditamatkan amino pada PLA, yang membantu kemisorb ICG ke spacer. Spacer disintesis menggunakan etilena diamina (EDA), kaedah karbodiimida dan karbodiimida larut air, 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) karbodiimida (EDAC). Spacer PLA-EDA disintesis seperti berikut. Tambahkan lebihan molar 20 kali ganda EDA dan lebihan molar 20 kali ganda EDAC kepada 2 mL larutan kloroform PLA 0.1 g/mL. Sintesis dijalankan dalam tiub uji polipropilena 15 mL di atas penggoncang pada kelajuan 300 min-1 selama 2 jam. Skema sintesis ditunjukkan dalam Rajah 1. Ulangi sintesis dengan lebihan reagen 200 kali ganda untuk mengoptimumkan skema sintesis.
Pada akhir sintesis, larutan tersebut disentrifugasi pada kelajuan 3000 min-1 selama 5 minit untuk menyingkirkan lebihan derivatif polietilena yang termendak. Kemudian, 2 mL larutan ICG 0.5 mg/mL dalam dimetil sulfoksida (DMSO) telah ditambah ke dalam larutan 2 mL. Pengaduk ditetapkan pada kelajuan pengacakan 300 min-1 selama 2 jam. Gambarajah skematik konjugat yang diperolehi ditunjukkan dalam Rajah 2.
Dalam 200 mg MNP, kami menambah 4 mL konjugat PLA-EDA-ICG. Gunakan penggoncang LS-220 (LOIP, Rusia) untuk mengacau suspensi selama 30 minit pada frekuensi 300 min-1. Kemudian, ia dibasuh dengan isopropanol tiga kali dan tertakluk kepada pemisahan magnetik. Gunakan Penyebar Ultrasonik UZD-2 (FSUE NII TVCH, Rusia) untuk menambah IPA ke dalam suspensi selama 5-10 minit di bawah tindakan ultrasonik berterusan. Selepas cucian IPA ketiga, endapan dibasuh dengan air suling dan digantung semula dalam garam fisiologi pada kepekatan 2 mg/mL.
Peralatan ZetaSizer Ultra (Malvern Instruments, UK) telah digunakan untuk mengkaji taburan saiz MNP yang diperoleh dalam larutan akueus. Mikroskop elektron penghantaran (TEM) dengan katod pancaran medan STEM JEM-1400 (JEOL, Jepun) telah digunakan untuk mengkaji bentuk dan saiz MNP.
Dalam kajian ini, kami menggunakan magnet kekal silinder (gred N35; dengan salutan pelindung nikel) dan saiz standard berikut (panjang paksi panjang × diameter silinder): 0.5×2 mm, 2×2 mm, 3×2 mm dan 5×2 mm.
Kajian in vitro pengangkutan MNP dalam sistem model telah dijalankan pada perancah hidrodinamik yang dibangunkan oleh Institut Perubatan Eksperimental Pusat Penyelidikan Perubatan Negeri Almazov Kementerian Kesihatan Rusia. Isipadu cecair yang beredar (air suling atau larutan Krebs-Henseleit) ialah 225 mL. Magnet silinder bermagnet paksi digunakan sebagai magnet kekal. Letakkan magnet pada pemegang 1.5 mm dari dinding dalam tiub kaca pusat, dengan hujungnya menghadap arah tiub (menegak). Kadar aliran bendalir dalam gelung tertutup ialah 60 L/j (sepadan dengan halaju linear 0.225 m/s). Larutan Krebs-Henseleit digunakan sebagai bendalir yang beredar kerana ia merupakan analog plasma. Pekali kelikatan dinamik plasma ialah 1.1–1.3 mPa∙s. 9 Jumlah MNP yang terserap dalam medan magnet ditentukan oleh spektrofotometri daripada kepekatan besi dalam cecair yang beredar selepas eksperimen.
Di samping itu, kajian eksperimen telah dijalankan pada jadual mekanik bendalir yang dipertingkatkan untuk menentukan kebolehtelapan relatif saluran darah. Komponen utama sokongan hidrodinamik ditunjukkan dalam Rajah 3. Komponen utama stent hidrodinamik ialah gelung tertutup yang mensimulasikan keratan rentas sistem vaskular model dan tangki simpanan. Pergerakan bendalir model di sepanjang kontur modul saluran darah disediakan oleh pam peristaltik. Semasa eksperimen, kekalkan pengewapan dan julat suhu yang diperlukan, dan pantau parameter sistem (suhu, tekanan, kadar aliran cecair dan nilai pH).
Rajah 3 Gambarajah blok persediaan yang digunakan untuk mengkaji kebolehtelapan dinding arteri karotid. 1-tangki simpanan, 2-pam peristaltik, 3-mekanisme untuk memasukkan suspensi yang mengandungi MNP ke dalam gelung, 4-meter aliran, 5-sensor tekanan dalam gelung, 6-penukar haba, 7-ruang dengan bekas, 8-sumber medan magnet, 9-belon dengan hidrokarbon.
Ruang yang mengandungi bekas terdiri daripada tiga bekas: sebuah bekas besar luar dan dua bekas kecil, yang melaluinya lengan litar pusat dilalui. Kanula dimasukkan ke dalam bekas kecil, bekas diikat pada bekas kecil, dan hujung kanula diikat ketat dengan dawai nipis. Ruang antara bekas besar dan bekas kecil diisi dengan air suling, dan suhu kekal malar disebabkan oleh sambungan ke penukar haba. Ruang dalam bekas kecil diisi dengan larutan Krebs-Henseleit untuk mengekalkan daya hidup sel-sel saluran darah. Tangki juga diisi dengan larutan Krebs-Henseleit. Sistem bekalan gas (karbon) digunakan untuk mengewapkan larutan dalam bekas kecil di dalam tangki simpanan dan ruang yang mengandungi bekas (Rajah 4).
Rajah 4 Ruang tempat bekas diletakkan. 1-Kanula untuk menurunkan saluran darah, 2-Ruang luar, 3-Ruang kecil. Anak panah menunjukkan arah bendalir model.
Untuk menentukan indeks kebolehtelapan relatif dinding saluran darah, arteri karotid tikus telah digunakan.
Pengenalan suspensi MNP (0.5mL) ke dalam sistem mempunyai ciri-ciri berikut: jumlah isipadu dalaman tangki dan paip penyambung dalam gelung ialah 20mL, dan isipadu dalaman setiap ruang ialah 120mL. Sumber medan magnet luaran ialah magnet kekal dengan saiz standard 2×3 mm. Ia dipasang di atas salah satu ruang kecil, 1 cm dari bekas, dengan satu hujung menghadap dinding bekas. Suhu dikekalkan pada 37°C. Kuasa pam penggelek ditetapkan kepada 50%, yang sepadan dengan kelajuan 17 cm/s. Sebagai kawalan, sampel diambil dalam sel tanpa magnet kekal.
Satu jam selepas pemberian kepekatan MNP yang diberikan, sampel cecair diambil dari ruang tersebut. Kepekatan zarah diukur dengan spektrofotometer menggunakan spektrofotometer UV-Vis Unico 2802S (United Products & Instruments, USA). Dengan mengambil kira spektrum penyerapan suspensi MNP, pengukuran dilakukan pada 450 nm.
Menurut garis panduan Rus-LASA-FELASA, semua haiwan diternak dan dibesarkan di kemudahan bebas patogen tertentu. Kajian ini mematuhi semua peraturan etika yang berkaitan untuk eksperimen dan penyelidikan haiwan, dan telah mendapat kelulusan etika daripada Pusat Penyelidikan Perubatan Kebangsaan Almazov (IACUC). Haiwan-haiwan tersebut minum air secara ad libitum dan diberi makan secara berkala.
Kajian ini dijalankan ke atas 10 ekor tikus NSG jantan berusia 12 minggu yang telah dibius dan mengalami kekurangan imun (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Makmal Jackson, Amerika Syarikat) 10, dengan berat 22 g ± 10%. Oleh kerana imuniti tikus kekurangan imun ditindas, tikus kekurangan imun daripada keturunan ini membolehkan pemindahan sel dan tisu manusia tanpa penolakan pemindahan. Rakan sebaris dari sangkar yang berbeza telah ditugaskan secara rawak kepada kumpulan eksperimen, dan mereka dibiakkan bersama atau didedahkan secara sistematik kepada lapisan kumpulan lain untuk memastikan pendedahan yang sama rata kepada mikrobiota biasa.
Barisan sel kanser manusia HeLa digunakan untuk mewujudkan model xenograft. Sel-sel telah dikultur dalam DMEM yang mengandungi glutamin (PanEco, Rusia), ditambah dengan 10% serum lembu janin (Hyclone, Amerika Syarikat), 100 CFU/mL penisilin, dan 100 μg/mL streptomisin. Barisan sel telah disediakan oleh Makmal Peraturan Ekspresi Gen Institut Penyelidikan Sel Akademi Sains Rusia. Sebelum suntikan, sel HeLa telah dikeluarkan daripada plastik kultur dengan larutan tripsin:Versene 1:1 (Biolot, Rusia). Selepas dibasuh, sel-sel telah digantung dalam medium lengkap sehingga kepekatan 5×106 sel setiap 200 μL, dan dicairkan dengan matriks membran bawah tanah (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, di atas ais). Suspensi sel yang disediakan telah disuntik secara subkutaneus ke dalam kulit paha tikus. Gunakan angkup elektronik untuk memantau pertumbuhan tumor setiap 3 hari.
Apabila tumor mencapai 500 mm3, magnet kekal telah diimplan ke dalam tisu otot haiwan uji kaji berhampiran tumor. Dalam kumpulan uji kaji (MNPs-ICG + tumor-M), 0.1 mL suspensi MNP telah disuntik dan didedahkan kepada medan magnet. Haiwan keseluruhan yang tidak dirawat telah digunakan sebagai kawalan (latar belakang). Di samping itu, haiwan yang disuntik dengan 0.1 mL MNP tetapi tidak diimplan dengan magnet (MNPs-ICG + tumor-BM) telah digunakan.
Visualisasi pendarfluor sampel in vivo dan in vitro telah dilakukan pada bioimaging IVIS Lumina LT siri III (PerkinElmer Inc., USA). Untuk visualisasi in vitro, isipadu 1 mL konjugat sintetik PLA-EDA-ICG dan MNP-PLA-EDA-ICG telah ditambah ke dalam telaga plat. Dengan mengambil kira ciri-ciri pendarfluor pewarna ICG, penapis terbaik yang digunakan untuk menentukan keamatan cahaya sampel telah dipilih: panjang gelombang pengujaan maksimum ialah 745 nm, dan panjang gelombang pancaran ialah 815 nm. Perisian Living Image 4.5.5 (PerkinElmer Inc.) telah digunakan untuk mengukur secara kuantitatif keamatan pendarfluor telaga yang mengandungi konjugat.
Keamatan pendarfluor dan pengumpulan konjugat MNP-PLA-EDA-ICG diukur pada tikus model tumor in vivo, tanpa kehadiran dan aplikasi medan magnet di tapak yang diminati. Tikus-tikus tersebut dibius dengan isoflurane, dan kemudian 0.1 mL konjugat MNP-PLA-EDA-ICG disuntik melalui vena ekor. Tikus yang tidak dirawat digunakan sebagai kawalan negatif untuk mendapatkan latar belakang pendarfluor. Selepas mentadbir konjugat secara intravena, letakkan haiwan tersebut di atas peringkat pemanasan (37°C) di dalam ruang pengimej pendarfluor IVIS Lumina LT siri III (PerkinElmer Inc.) sambil mengekalkan penyedutan dengan anestesi isoflurane 2%. Gunakan penapis terbina dalam ICG (745–815 nm) untuk pengesanan isyarat 1 minit dan 15 minit selepas pengenalan MNP.
Untuk menilai pengumpulan konjugat dalam tumor, kawasan peritoneal haiwan ditutup dengan kertas, yang memungkinkan untuk menghapuskan pendarfluor terang yang berkaitan dengan pengumpulan zarah dalam hati. Selepas mengkaji biodistribusi MNP-PLA-EDA-ICG, haiwan-haiwan tersebut telah di-eutanasia secara manusiawi melalui dos berlebihan anestesia isofluran untuk pemisahan kawasan tumor seterusnya dan penilaian kuantitatif sinaran pendarfluor. Gunakan perisian Living Image 4.5.5 (PerkinElmer Inc.) untuk memproses analisis isyarat secara manual daripada kawasan yang dipilih. Tiga ukuran telah diambil untuk setiap haiwan (n = 9).
Dalam kajian ini, kami tidak mengukur kejayaan pemuatan ICG pada MNP-ICG. Di samping itu, kami tidak membandingkan kecekapan pengekalan nanopartikel di bawah pengaruh magnet kekal dengan pelbagai bentuk. Di samping itu, kami tidak menilai kesan jangka panjang medan magnet terhadap pengekalan nanopartikel dalam tisu tumor.
Nanopartikel mendominasi, dengan saiz purata 195.4 nm. Di samping itu, ampaian mengandungi aglomerat dengan saiz purata 1176.0 nm (Rajah 5A). Seterusnya, bahagian tersebut ditapis melalui penapis emparan. Potensi zeta zarah ialah -15.69 mV (Rajah 5B).
Rajah 5 Sifat fizikal ampaian: (A) taburan saiz zarah; (B) taburan zarah pada potensi zeta; (C) gambar TEM nanopartikel.
Saiz zarah pada asasnya ialah 200 nm (Rajah 5C), terdiri daripada MNP tunggal dengan saiz 20 nm, dan cangkerang organik terkonjugasi PLA-EDA-ICG dengan ketumpatan elektron yang lebih rendah. Pembentukan aglomerat dalam larutan akueus boleh dijelaskan oleh modulus daya elektromotif individu yang agak rendah.
Bagi magnet kekal, apabila kemagnetan tertumpu pada isipadu V, ungkapan kamiran dibahagikan kepada dua kamiran, iaitu isipadu dan permukaan:
Dalam kes sampel dengan kemagnetan malar, ketumpatan arus adalah sifar. Kemudian, ungkapan vektor aruhan magnet akan mengambil bentuk berikut:
Gunakan program MATLAB (MathWorks, Inc., USA) untuk pengiraan berangka, nombor lesen akademik ETU “LETI” 40502181.
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7 Rajah 8 Rajah 9 Rajah-10, medan magnet terkuat dijana oleh magnet yang berorientasikan secara paksi dari hujung silinder. Jejari tindakan yang berkesan adalah bersamaan dengan geometri magnet. Dalam magnet silinder dengan silinder yang panjangnya lebih besar daripada diameternya, medan magnet terkuat diperhatikan dalam arah paksi-jejari (untuk komponen yang sepadan); oleh itu, sepasang silinder dengan nisbah aspek (diameter dan panjang) penjerapan MNP yang lebih besar adalah yang paling berkesan.
Rajah 7 Komponen keamatan aruhan magnet Bz di sepanjang paksi Oz magnet; saiz piawai magnet: garis hitam 0.5×2mm, garis biru 2×2mm, garis hijau 3×2mm, garis merah 5×2mm.
Rajah 8 Komponen aruhan magnet Br adalah berserenjang dengan paksi magnet Oz; saiz piawai magnet: garis hitam 0.5×2mm, garis biru 2×2mm, garis hijau 3×2mm, garis merah 5×2mm.
Rajah 9 Komponen keamatan aruhan magnet Bz pada jarak r dari paksi hujung magnet (z=0); saiz piawai magnet: garis hitam 0.5×2mm, garis biru 2×2mm, garis hijau 3×2mm, garis merah 5×2mm.
Rajah 10 Komponen aruhan magnet sepanjang arah jejari; saiz magnet piawai: garis hitam 0.5×2mm, garis biru 2×2mm, garis hijau 3×2mm, garis merah 5×2mm.
Model hidrodinamik khas boleh digunakan untuk mengkaji kaedah penghantaran MNP ke tisu tumor, memekatkan nanopartikel di kawasan sasaran dan menentukan kelakuan nanopartikel di bawah keadaan hidrodinamik dalam sistem peredaran darah. Magnet kekal boleh digunakan sebagai medan magnet luaran. Jika kita mengabaikan interaksi magnetostatik antara nanopartikel dan tidak mempertimbangkan model bendalir magnet, sudah memadai untuk menganggarkan interaksi antara magnet dan nanopartikel tunggal dengan penghampiran dipol-dipol.
Dengan m ialah momen magnet magnet, r ialah vektor jejari titik di mana nanopartikel terletak, dan k ialah faktor sistem. Dalam penghampiran dipol, medan magnet mempunyai konfigurasi yang serupa (Rajah 11).
Dalam medan magnet seragam, nanopartikel hanya berputar di sepanjang garis daya. Dalam medan magnet yang tidak seragam, daya bertindak ke atasnya:
Di mana ialah terbitan bagi arah yang diberikan l. Di samping itu, daya menarik nanopartikel ke kawasan medan yang paling tidak sekata, iaitu kelengkungan dan ketumpatan garis daya meningkat.
Oleh itu, adalah wajar untuk menggunakan magnet (atau rantai magnet) yang cukup kuat dengan anisotropi paksi yang jelas di kawasan tempat zarah berada.
Jadual 1 menunjukkan keupayaan magnet tunggal sebagai sumber medan magnet yang mencukupi untuk menangkap dan mengekalkan MNP dalam lapisan vaskular medan aplikasi.