磁性納米顆粒的靶向輸運及其在肺靶向中的應用研究.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而成為目前最具熱點且大有前途的技術(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的磁性納米顆粒上，利用外磁場使其移動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下的團聚行為。在外磁場作用下，磁性納米顆粒會在外磁場的方向上形成一些團狀、分叉狀或鏈狀的團簇結(jié)構(gòu)；然后設計并構(gòu)造了具有單邊磁場特性的準Halbach永磁磁體陣列，然后使之作為引導磁性納米顆粒在靶目標區(qū)域聚集的外磁場發(fā)生裝置；然后以磁場-流體場耦合計算為基礎(chǔ)研究了在不同外磁場應用環(huán)境下，Y形管道內(nèi)磁性氣

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

4、具有明顯的單邊特點，磁場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能量的利用效率。我們考察了磁場力、磁場力效能參數(shù)和磁場力橫向均勻度參數(shù)等三個評價參數(shù)，準 Halbach磁體陣列比普通磁體均提高兩個數(shù)量級以上。作為靶向磁體具有產(chǎn)生的磁場強度和磁場梯度高、對磁性納米顆粒的有效作用距離長和聚集性好等特點，同時本文提出的三個評價參數(shù)，對于構(gòu)造和評價一個磁靶向磁體的性能有一定指導作用。
　?、厶岢鲆韵∈韫滔鄽狻虄上嗔鳛榛?/p>

5、礎(chǔ)的磁場-流體場耦合計算模型。分析了流速和流量的關(guān)系、流速和壓強的關(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，反而由于目標以及周圍大片區(qū)域的磁場都較大，而破壞定向性；體積分數(shù)的變化引起的相對流速差的變化不大，基本上在1左右，這說明相對差和距離參數(shù)關(guān)系更大；單個磁體和Halba

6、ch磁體陣列在使磁性氣霧流定向流動上的差異明顯，Halbach磁體對流體的加速作用是單個磁體的2-3倍。
　　④進行了相應的體外和動物實驗。從體外實驗的結(jié)果得出，在距離3.5cm時Halbach磁體陣列，可以提供2倍以上的聚集差異，而且隨著霧化時間的增長，聚集差異更加明顯。從對大鼠的吸入實驗結(jié)果來看，加磁場組大鼠左右兩側(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2