磁性納米顆粒的靶向輸運(yùn)及其在肺靶向中的應(yīng)用研究.pdf

1、磁性載藥顆粒的靶向治療由于其非侵入性和高靶向性等特點(diǎn)而成為目前最具熱點(diǎn)且大有前途的技術(shù)之一。磁性載藥顆粒的靶向遞送是將藥物裝載到高磁響應(yīng)的磁性納米顆粒上，利用外磁場(chǎng)使其移動(dòng)并在靶部位聚焦的方法。它能提高靶部位藥物的濃度，降低藥物對(duì)正常組織的毒副作用，從而減少總用藥量。磁性藥物靶向治療可以用來治療各種疾病，特別是癌癥。如果與吸入霧化劑相結(jié)合，可以治療呼吸道和肺部的各種疾病，具有廣泛的用途和潛在的巨大市場(chǎng)需求。
　　本文以優(yōu)化磁性載藥

2、顆粒在氣道內(nèi)的靶向輸運(yùn)行為為目的，首先采用以蒙特卡羅（Monte Carlo）為基礎(chǔ)的Metropolis算法分析了磁性納米顆粒在均勻磁場(chǎng)下的團(tuán)聚行為。在外磁場(chǎng)作用下，磁性納米顆粒會(huì)在外磁場(chǎng)的方向上形成一些團(tuán)狀、分叉狀或鏈狀的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)；然后設(shè)計(jì)并構(gòu)造了具有單邊磁場(chǎng)特性的準(zhǔn)Halbach永磁磁體陣列，然后使之作為引導(dǎo)磁性納米顆粒在靶目標(biāo)區(qū)域聚集的外磁場(chǎng)發(fā)生裝置；然后以磁場(chǎng)-流體場(chǎng)耦合計(jì)算為基礎(chǔ)研究了在不同外磁場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境下，Y形管道內(nèi)磁性氣

3、霧顆粒流的定向流動(dòng)和聚集情況，并且進(jìn)行了相應(yīng)的體外實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證我們得到的結(jié)論。主要的研究工作包括：
　　①用蒙特卡羅方法模擬了納米磁性粒子在均勻磁場(chǎng)下的團(tuán)聚行為，得到了不同作用能量和濃度下的團(tuán)聚外貌，粒子的團(tuán)聚形貌由高能量的鏈狀逐漸向低能量的分支狀、圓團(tuán)狀形貌變化，并且在高濃度下形成大片團(tuán)聚。還分析了粒子系統(tǒng)的總能量隨蒙特卡羅步變化特點(diǎn)。
　?、跍?zhǔn)Halbach磁體陣列的提出和構(gòu)造。準(zhǔn)Halbach磁體陣列周圍的磁場(chǎng)

4、具有明顯的單邊特點(diǎn)，磁場(chǎng)大部分分布在磁體陣列的一側(cè)而另一側(cè)很少，這就大大提高了磁場(chǎng)能量的利用效率。我們考察了磁場(chǎng)力、磁場(chǎng)力效能參數(shù)和磁場(chǎng)力橫向均勻度參數(shù)等三個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)，準(zhǔn) Halbach磁體陣列比普通磁體均提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。作為靶向磁體具有產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)梯度高、對(duì)磁性納米顆粒的有效作用距離長(zhǎng)和聚集性好等特點(diǎn)，同時(shí)本文提出的三個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)，對(duì)于構(gòu)造和評(píng)價(jià)一個(gè)磁靶向磁體的性能有一定指導(dǎo)作用。
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5、礎(chǔ)的磁場(chǎng)-流體場(chǎng)耦合計(jì)算模型。分析了流速和流量的關(guān)系、流速和壓強(qiáng)的關(guān)系，得出如下結(jié)論：在靠近磁體的一側(cè)，磁性氣霧顆粒流體的軸向速度降低，并且徑向速度加大，流量增大，從而提高了磁性氣霧顆粒在靠近磁體側(cè)的聚集濃度；隨著目標(biāo)距離的增加，磁性氣霧流的定向性變差。然而，如果距離太近，反而由于目標(biāo)以及周圍大片區(qū)域的磁場(chǎng)都較大，而破壞定向性；體積分?jǐn)?shù)的變化引起的相對(duì)流速差的變化不大，基本上在1左右，這說明相對(duì)差和距離參數(shù)關(guān)系更大；單個(gè)磁體和Halba

6、ch磁體陣列在使磁性氣霧流定向流動(dòng)上的差異明顯，Halbach磁體對(duì)流體的加速作用是單個(gè)磁體的2-3倍。
　　④進(jìn)行了相應(yīng)的體外和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。從體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)果得出，在距離3.5cm時(shí)Halbach磁體陣列，可以提供2倍以上的聚集差異，而且隨著霧化時(shí)間的增長(zhǎng)，聚集差異更加明顯。從對(duì)大鼠的吸入實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，加磁場(chǎng)組大鼠左右兩側(cè)肺組織內(nèi)的鐵含量比正常組和未加磁場(chǎng)組均高，組間鐵含量有顯著性差異（P<0.01），并且左右兩側(cè)差異明顯，差值達(dá)2