Javascript er óvirkt í vafranum þínum. Þegar JavaScript er óvirkt munu sumir eiginleikar þessarar vefsíðu ekki virka.
Skráðu upplýsingar um þig og tiltekin lyf sem þú hefur áhuga á og við munum para upplýsingarnar sem þú gefur upp við greinar í umfangsmiklum gagnagrunni okkar og senda þér PDF eintak með tölvupósti innan tíðar.
Stjórna hreyfingu segulmagnaðra járnoxíðnanóagna til að ná markvissri afhendingu frumudrepandi lyfja.
Höfundur 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 Demidov 6, 71 Almazov-læknamiðstöð heilbrigðisráðuneytis Rússneska sambandsríkisins, Sankti Pétursborg, 197341, Rússneska sambandsríkið; 2 Raftækniháskólinn í Sankti Pétursborg „LETI“, Sankti Pétursborg, 197376, Rússneska sambandsríkið; 3 Miðstöð persónulegra læknisfræði, Almazov-læknamiðstöð ríkisins, heilbrigðisráðuneyti Rússneska sambandsríkisins, Sankti Pétursborg, 197341, Rússneska sambandsríkið; 4FSBI „Rannsóknarstofnun um inflúensu nefnd eftir AA Smorodintsev“ Heilbrigðisráðuneyti Rússneska sambandsríkisins, Sankti Pétursborg, Rússneska sambandsríkið; 5 Sechenov-stofnunin fyrir þróunarlífeðlisfræði og lífefnafræði, Rússneska vísindaakademían, Sankti Pétursborg, Rússneska sambandsríkið; 6 RAS Frumufræðistofnunin, Sankti Pétursborg, 194064, Rússneska sambandsríkið; 7INSERM U1231, Lækna- og lyfjafræðideild, Háskólinn í Dijon í Bourgogne-Franche Comté, Frakklandi Samskipti: Yana Toropova Almazov Þjóðarmiðstöð læknisfræði, Heilbrigðisráðuneyti Rússneska sambandsríkisins, Sankti Pétursborg, 197341, Rússneska sambandsríkið Sími +7 981 95264800 4997069 Netfang: [email protected] Bakgrunnur: Efnisyfirlit við vandamáli frumueyðandi áhrifa er notkun segulmagnaðra nanóagna (MNP) fyrir markvissa lyfjagjöf. Tilgangur: Að nota útreikninga til að ákvarða bestu eiginleika segulsviðsins sem stýrir MNPs in vivo og meta skilvirkni segulmagnaðrar afhendingar MNPs til músaæxla in vitro og in vivo. (MNPs-ICG) er notað. Rannsóknir á ljómandi styrk in vivo voru gerðar á æxlismúsum, með og án segulsviðs á viðkomandi stað. Þessar rannsóknir voru gerðar á vatnsfræðilegu stoðgrind sem þróuð var af Tilraunalæknastofnun Almazov-ríkislækningamiðstöðvarinnar hjá rússneska heilbrigðisráðuneytinu. Niðurstaða: Notkun neodymium segla stuðlaði að sértækri uppsöfnun MNP. Einni mínútu eftir að MNPs-ICG var gefið æxlisberandi músum safnast MNPs-ICG aðallega fyrir í lifrinni. Hvort sem segulsvið er til staðar eða ekki, bendir þetta til efnaskiptaferils þess. Þó að aukning á flúrljómun í æxlinu hafi sést í návist segulsviðs, breyttist flúrljómunarstyrkurinn í lifur dýrsins ekki með tímanum. Niðurstaða: Þessi tegund af MNP, ásamt útreiknuðum segulsviðsstyrk, getur verið grundvöllur fyrir þróun segulstýrðrar afhendingar frumudrepandi lyfja í æxlisvef. Lykilorð: flúrljómunargreining, indósýanín, járnoxíð nanóagnir, segulmagnaðir afhendingar frumudrepandi lyfja, æxlismarkmið.
Æxlissjúkdómar eru ein helsta dánarorsök um allan heim. Á sama tíma er enn til staðar aukin sjúkdómsbyrði og dánartíðni vegna æxlissjúkdóma.1 Lyfjameðferð sem notuð er í dag er enn ein helsta meðferðin við ýmsum æxlum. Á sama tíma er þróun aðferða til að draga úr altækri eituráhrifum frumueyðandi lyfja enn mikilvæg. Efnisleg aðferð til að leysa eituráhrifavandamálið er að nota nanóflutningsefni til að miða á lyfjagjöf, sem geta tryggt staðbundna uppsöfnun lyfja í æxlisvef án þess að auka uppsöfnun þeirra í heilbrigðum líffærum og vefjum.2 Þessi aðferð gerir það mögulegt að bæta skilvirkni og markvissa lyfjameðferðar á æxlisvef, en um leið draga úr altækri eituráhrifum þeirra.
Meðal þeirra ýmsu nanóagna sem taldar eru vera til markvissrar afhendingar frumudrepandi lyfja eru segulnanóagnir (MNP) sérstaklega áhugaverðar vegna einstakra efna-, líffræðilegra og seguleiginleika þeirra, sem tryggja fjölhæfni þeirra. Þess vegna er hægt að nota segulnanóagnir sem hitunarkerfi til að meðhöndla æxli með ofhitnun (segulhitnun). Þær geta einnig verið notaðar sem greiningarefni (segulómun). 3-5 Með því að nota þessa eiginleika, ásamt möguleikanum á uppsöfnun MNP á tilteknu svæði, með því að nota ytri segulsvið, opnar afhending markvissra lyfjablanda fyrir sköpun fjölvirks segulkerfis til að beina frumudrepandi lyfjum að æxlisstaðnum. Slíkt kerfi myndi innihalda MNP og segulsvið til að stjórna hreyfingu þeirra í líkamanum. Í þessu tilfelli er hægt að nota bæði ytri segulsvið og segulígræðslur sem settar eru á líkamssvæðið sem inniheldur æxlið sem uppsprettu segulsviðsins. 6 Fyrsta aðferðin hefur alvarlega galla, þar á meðal þörfina á að nota sérhæfðan búnað til segulmarkmiðunar lyfja og þörfina á að þjálfa starfsfólk til að framkvæma skurðaðgerðir. Að auki er þessi aðferð takmörkuð af miklum kostnaði og hentar aðeins fyrir „yfirborðskennd“ æxli nálægt yfirborði líkamans. Önnur aðferð, þar sem segulígræðslur eru notaðar, víkkar út notkunarsvið þessarar tækni og auðveldar notkun hennar á æxlum sem eru staðsettar á mismunandi stöðum í líkamanum. Bæði einstakir seglar og seglar sem eru innbyggðir í stoðgrindina í leggöngum geta verið notaðir sem ígræðslur fyrir æxlisskemmdir í holum líffærum til að tryggja gegnsæi þeirra. Samkvæmt okkar eigin óbirtu rannsóknum eru þessar aðferðir þó ekki nægilega segulmagnaðar til að tryggja að MNP haldist úr blóðrásinni.
Árangur lyfjagjafar með segulmagnaða lyfjum er háður mörgum þáttum: eiginleikum segulflutningsefnisins sjálfs og eiginleikum segulsviðsgjafans (þar á meðal rúmfræðilegum breytum varanlegra segla og styrk segulsviðsins sem þeir mynda). Þróun á farsælli segulstýrðri tækni til að koma í veg fyrir frumuhemla ætti að fela í sér þróun viðeigandi segulmagnaðra lyfjaflutningsefna á nanóskala, mat á öryggi þeirra og þróun sjónrænnar aðferðar sem gerir kleift að fylgjast með hreyfingum þeirra í líkamanum.
Í þessari rannsókn reiknuðum við stærðfræðilega út bestu eiginleika segulsviðsins til að stjórna segulmagnaða nanó-lyfjaflutningsefninu í líkamanum. Möguleikinn á að halda MNP í gegnum æðavegginn undir áhrifum segulsviðs með þessum reiknieiginleikum var einnig rannsakaður í einangruðum æðum rotta. Að auki mynduðum við samtengingar MNP og flúrljómandi efna og þróuðum aðferð til að sjá þau in vivo. Við in vivo aðstæður, í æxlislíkanmúsum, var uppsöfnunarhagkvæmni MNP í æxlisvef rannsökuð þegar þau voru gefin kerfisbundið undir áhrifum segulsviðs.
Í in vitro rannsókninni notuðum við viðmiðunar-MNP og í in vivo rannsókninni notuðum við MNP húðaðan með mjólkursýrupólýester (fjölmjólkursýru, PLA) sem innihélt flúrljómandi efni (indólesýanín; ICG). MNP-ICG er innifalið í í tilvikinu (MNP-PLA-EDA-ICG).
Myndun og eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar MNP hafa verið lýst ítarlega annars staðar. 7,8
Til að mynda MNP-ICG voru fyrst framleiddar PLA-ICG samtengingar. Notuð var duftblanda af PLA-D og PLA-L með mólþunga 60 kDa.
Þar sem bæði PLA og ICG eru sýrur, þarf fyrst að mynda amínó-endaðan millilegg á PLA til að mynda PLA-ICG samtengingar, sem hjálpar ICG að efnabinda millileggnum. Millileggurinn var myndaður með etýlendíamíni (EDA), karbódíímíð aðferð og vatnsleysanlegu karbódíímíði, 1-etýl-3-(3-dímetýlamínóprópýl) karbódíímíði (EDAC). PLA-EDA millileggurinn er myndaður á eftirfarandi hátt. Bætið 20-földu mólarumframmagni af EDA og 20-földu mólarumframmagni af EDAC út í 2 ml af 0,1 g/ml PLA klóróformlausn. Myndunin var framkvæmd í 15 ml pólýprópýlen tilraunaglasi á hristara við hraðann 300 mín-1 í 2 klukkustundir. Myndunaráætlunin er sýnd á mynd 1. Endurtakið myndunina með 200-földu umframmagni af hvarfefnum til að hámarka myndunaráætlunina.
Að lokinni mynduninni var lausnin skilvinduð við hraðann 3000 mín-1 í 5 mínútur til að fjarlægja umfram útfellda pólýetýlenafleiður. Síðan voru 2 ml af 0,5 mg/ml ICG lausn í dímetýlsúlfoxíði (DMSO) bætt út í 2 ml lausnina. Hrærivélin er látin ganga á hrærihraðanum 300 mín-1 í 2 klukkustundir. Skýringarmynd af tengda efninu sem fékkst er sýnd á mynd 2.
Í 200 mg af MNP bættum við 4 ml af PLA-EDA-ICG samtengingu. Notið LS-220 hristara (LOIP, Rússland) til að hræra í sviflausninni í 30 mínútur með tíðninni 300 mín-1. Síðan var hún þvegin þrisvar sinnum með ísóprópanóli og aðskilin með segulmagni. Notið UZD-2 ómskoðunardreifitæki (FSUE NII TVCH, Rússland) til að bæta IPA við sviflausnina í 5-10 mínútur undir samfelldri ómskoðun. Eftir þriðju IPA-þvottinn var botnfallið þvegið með eimuðu vatni og enduruppleyst í lífeðlisfræðilegri saltlausn við styrkinn 2 mg/ml.
ZetaSizer Ultra búnaðurinn (Malvern Instruments, Bretlandi) var notaður til að rannsaka stærðardreifingu MNP-efnisins sem fékkst í vatnslausninni. Rafeindasmásjá (TEM) með JEM-1400 STEM rafeindaskatóðu (JEOL, Japan) var notuð til að rannsaka lögun og stærð MNP-efnisins.
Í þessari rannsókn notum við sívalningslaga varanlega segla (N35 gæði; með nikkelhúð) og eftirfarandi staðlaðar stærðir (lengd ás × þvermál sívalnings): 0,5×2 mm, 2×2 mm, 3×2 mm og 5×2 mm.
Rannsókn in vitro á flutningi MNP í líkankerfinu var framkvæmd á vatnsaflfræðilegum stoðgrind sem þróuð var af Tilraunalækningastofnun Almazov-ríkislækningamiðstöðvarinnar hjá rússneska heilbrigðisráðuneytinu. Rúmmál vökvans í blóðrásinni (eimað vatn eða Krebs-Henseleit lausn) er 225 ml. Ássegulmagnaðir sívalningslaga seglar eru notaðir sem varanlegir seglar. Setjið segulinn á haldara 1,5 mm frá innvegg miðlæga glerrörsins, með endann snúið í átt að rörinu (lóðrétt). Vökvaflæðishraði í lokaða hringrásinni er 60 L/klst (samsvarar línulegum hraða 0,225 m/s). Krebs-Henseleit lausn er notuð sem blóðrásarvökvi þar sem hún er hliðstæða plasma. Seigjustuðull plasma er 1,1–1,3 mPa∙s. 9 Magn MNP sem aðsogast í segulsviðið er ákvarðað með litrófsmælingum út frá styrk járns í vökvanum í blóðrásinni eftir tilraunina.
Að auki hafa tilraunir verið gerðar á bættri vökvamekaníktöflu til að ákvarða hlutfallslega gegndræpi æða. Helstu íhlutir vatnsaflfræðilega stuðningsins eru sýndir á mynd 3. Helstu íhlutir vatnsaflfræðilega stentsins eru lokuð lykkja sem hermir eftir þversniði líkansins af æðakerfinu og geymslutankur. Hreyfing líkanvökvans eftir útlínum æðareiningarinnar er tryggð með peristaltískri dælu. Meðan á tilrauninni stendur skal viðhalda uppgufun og nauðsynlegu hitastigsbili og fylgjast með kerfisbreytum (hitastigi, þrýstingi, vökvaflæði og pH-gildi).
Mynd 3. Blokkrit af uppsetningunni sem notuð var til að rannsaka gegndræpi veggjar hálsslagæðar. 1-Geymslutankur, 2-Peristaltísk dæla, 3-Vélbúnaður til að setja sviflausn sem inniheldur MNP í lykkjuna, 4-Flæðismælir, 5-Þrýstiskynjari í lykkjunni, 6-Hitaskiptir, 7-Hólf með íláti, 8-Uppspretta segulsviðsins, 9-Blöðra með kolvetnum.
Hólfið sem inniheldur ílátið samanstendur af þremur ílátum: stóru ytra íláti og tveimur litlum ílátum, þar sem armar miðlæga hringrásarinnar fara í gegnum. Kanýlan er sett í litla ílátið, ílátið er strengt á litla ílátið og oddur kanýlunnar er þétt bundinn með þunnum vír. Bilið á milli stóra ílátsins og litla ílátsins er fyllt með eimuðu vatni og hitastigið helst stöðugt vegna tengingarinnar við varmaskiptirinn. Bilið í litla ílátinu er fyllt með Krebs-Henseleit lausn til að viðhalda lífvænleika æðafrumna. Tankurinn er einnig fylltur með Krebs-Henseleit lausn. Gas (kolefni) aðveitukerfið er notað til að gufa upp lausnina í litla ílátinu í geymslutankinum og hólfinu sem inniheldur ílátið (Mynd 4).
Mynd 4. Hólfið þar sem ílátið er staðsett. 1. Kanúla til að lækka æðar, 2. Ytra hólf, 3. Lítið hólf. Örin gefur til kynna stefnu líkanvökvans.
Til að ákvarða hlutfallslegan gegndræpisstuðul æðaveggsins var notuð hálsslagæð rottu.
Innleiðing MNP-sviflausnar (0,5 ml) í kerfið hefur eftirfarandi eiginleika: heildarinnra rúmmál tanksins og tengirörsins í lykkjunni er 20 ml og innra rúmmál hvers hólfs er 120 ml. Ytri segulsviðsgjafinn er varanlegur segull með staðlaðri stærð 2 × 3 mm. Hann er settur upp fyrir ofan eitt af litlu hólfunum, 1 cm frá ílátinu, með annan endann að vegg ílátsins. Hitastiginu er haldið við 37°C. Afl rúlludælunnar er stillt á 50%, sem samsvarar hraða upp á 17 cm/s. Sem samanburðarsýni voru tekin í hólfi án varanlegra segla.
Einni klukkustund eftir að gefnum styrk af MNP var gefinn var vökvasýni tekið úr hólfinu. Styrkur agnanna var mældur með litrófsmæli sem notaður var Unico 2802S UV-Vis litrófsmæli (United Products & Instruments, Bandaríkin). Mælingin var framkvæmd við 450 nm, með hliðsjón af frásogsrófi MNP-lausnarinnar.
Samkvæmt leiðbeiningum Rus-LASA-FELASA eru öll dýr alin upp í sérstökum aðstöðu sem er laus við sýkla. Þessi rannsókn er í samræmi við allar viðeigandi siðareglur um dýratilraunir og rannsóknir og hefur fengið siðferðilegt samþykki frá Almazov National Medical Research Center (IACUC). Dýrin drukku vatn að vild og fengu reglulega fóður.
Rannsóknin var framkvæmd á 10 svæfðum 12 vikna gömlum karlkyns ónæmisbrestsmúsum af gerðinni NSG (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Jackson Laboratory, Bandaríkjunum)10, sem vógu 22 g ± 10%. Þar sem ónæmi ónæmisbrestsmúsa er bælt, leyfa ónæmisbrestsmýs af þessari línu ígræðslu frumna og vefja úr mönnum án höfnunar ígræðslunnar. Systkini úr mismunandi búrum voru handahófskennt valin í tilraunahópinn og þau voru ræktuð saman eða kerfisbundið útsett fyrir undirlagi annarra hópa til að tryggja jafna útsetningu fyrir sameiginlegri örveruflóru.
HeLa krabbameinsfrumulínan úr mönnum er notuð til að koma á fót ígræðslulíkani. Frumurnar voru ræktaðar í DMEM sem innihélt glútamín (PanEco, Rússland), bætt við 10% fósturkúasermi (Hyclone, Bandaríkin), 100 CFU/ml penisillíni og 100 μg/ml streptómýsíni. Frumulínan var vinsamlega veitt af rannsóknarstofu um stjórnun genatjáningar hjá stofnun frumurannsókna hjá Rússnesku vísindaakademíunni. Fyrir inndælingu voru HeLa frumur fjarlægðar úr ræktunarplastinu með 1:1 trypsín:Versene lausn (Biolot, Rússland). Eftir þvott voru frumurnar svifleystar í fullkomnu ræktunarvökva þar til styrkurinn 5×106 frumur á hverja 200 μL og þynntar með grunnhimnufyllingu (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, á ís). Tilbúna frumublöndunin var sprautuð undir húð í læri músarinnar. Notið rafeindamæli til að fylgjast með æxlisvexti á 3 daga fresti.
Þegar æxlið náði 500 mm3 var varanlegur segull græddur í vöðvavef tilraunadýrsins nálægt æxlinu. Í tilraunahópnum (MNPs-ICG + æxli-M) var 0,1 ml af MNP-sviflausn sprautað inn og sett í segulsvið. Ómeðhöndluð heil dýr voru notuð sem samanburðarhópur (bakgrunnur). Að auki voru notuð dýr sem höfðu fengið sprautu 0,1 ml af MNP en ekki segla grædda í þau (MNPs-ICG + æxli-BM).
Flúrljómunarsýni in vivo og in vitro sýna var framkvæmd með IVIS Lumina LT serían III lífmyndatæki (PerkinElmer Inc., Bandaríkjunum). Fyrir in vitro sýn var 1 ml af tilbúnum PLA-EDA-ICG og MNP-PLA-EDA-ICG samtengingum bætt í holurnar á plötunum. Með hliðsjón af flúrljómunareiginleikum ICG litarefnisins er besta sían sem notuð er til að ákvarða ljósstyrk sýnisins valin: hámarks örvunarbylgjulengd er 745 nm og útblástursbylgjulengd er 815 nm. Living Image 4.5.5 hugbúnaðurinn (PerkinElmer Inc.) var notaður til að mæla magnbundna flúrljómunarstyrk holanna sem innihéldu samtenginguna.
Flúrljómunarstyrkur og uppsöfnun MNP-PLA-EDA-ICG samtengingarinnar voru mæld í in vivo æxlismúsmódelum, án þess að segulsvið væri til staðar eða á staðnum sem um ræðir. Mýsnar voru svæfðar með ísóflúrani og síðan var 0,1 ml af MNP-PLA-EDA-ICG samtengingu sprautað í gegnum halaæðina. Ómeðhöndluðu mýsnar voru notaðar sem neikvæð viðmiðun til að fá flúrljómandi bakgrunn. Eftir að samtengingin var gefin í bláæð skal setja dýrið á hitunarpall (37°C) í hólfi IVIS Lumina LT III flúrljómunarmyndtækisins (PerkinElmer Inc.) á meðan innöndun er viðhaldið með 2% ísóflúran svæfingu. Notið innbyggða síu ICG (745–815 nm) til merkjagreiningar 1 mínútu og 15 mínútum eftir að MNP var gefið.
Til að meta uppsöfnun samtengdra efna í æxlinu var kviðarholssvæði dýrsins þakið pappír, sem gerði það mögulegt að útrýma björtu flúrljómun sem tengist uppsöfnun agna í lifur. Eftir að hafa rannsakað líffræðilega dreifingu MNP-PLA-EDA-ICG voru dýrin aflífuð á mannúðlegan hátt með ofskömmtun af ísóflúrani sem svæfing var síðan gerð til að aðskilja æxlissvæðin og magnbundna mats á flúrljómunargeislun. Notað var hugbúnaðurinn Living Image 4.5.5 (PerkinElmer Inc.) til að vinna handvirkt úr merkjagreiningunni frá völdu svæði. Þrjár mælingar voru gerðar fyrir hvert dýr (n = 9).
Í þessari rannsókn magngreindum við ekki árangursríka hleðslu ICG á MNP-ICG. Þar að auki bárum við ekki saman varðveisluhagkvæmni nanóagna undir áhrifum varanlegra segla af mismunandi lögunum. Þar að auki metum við ekki langtímaáhrif segulsviðsins á varðveislu nanóagna í æxlisvef.
Nanóagnir eru ríkjandi, með meðalstærð upp á 195,4 nm. Að auki innihélt sviflausnin kekkjur með meðalstærð upp á 1176,0 nm (Mynd 5A). Síðan var hlutinn síaður í gegnum miðflótta síu. Zeta-spenna agnanna er -15,69 mV (Mynd 5B).
Mynd 5 Eðliseiginleikar sviflausnarinnar: (A) agnastærðardreifing; (B) agnadreifing við zeta-spennu; (C) TEM-ljósmynd af nanóögnum.
Agnastærðin er í grundvallaratriðum 200 nm (mynd 5C), samsett úr einni MNP með stærð 20 nm, og PLA-EDA-ICG samtengdri lífrænni skel með lægri rafeindaþéttleika. Myndun kekkja í vatnslausnum má skýra með tiltölulega lágum stuðli rafhreyfikrafts einstakra nanóagna.
Fyrir varanlega segla, þegar segulmögnunin er einbeitt í rúmmálinu V, er heildarjöfnunin skipt í tvö heildi, þ.e. rúmmál og yfirborð:
Ef um sýni með fasta segulmögnun er að ræða er straumþéttleikinn núll. Þá mun framsetning segulvirkisins taka á sig eftirfarandi form:
Notið MATLAB forritið (MathWorks, Inc., Bandaríkin) fyrir tölulegar útreikningar, ETU „LETI“ fræðileyfisnúmer 40502181.
Eins og sést á mynd 7, mynd 8 og mynd 9, mynd 10, myndast sterkasta segulsviðið af segli sem snýr áslægt frá enda sívalningsins. Virkur verkunarradíus jafngildir rúmfræði segulsins. Í sívalningsseglum með sívalning sem er lengri en þvermál hans, sést sterkasta segulsviðið í áslægri-geislaleið (fyrir samsvarandi íhlut); þess vegna er par af sívalningum með stærra hlutfall (þvermál og lengd) MNP-aðsog áhrifaríkast.
Mynd 7. Þáttur segulvirkni Bz meðfram Oz-ás segulsins; staðalstærð segulsins: svart lína 0,5 × 2 mm, blá lína 2 × 2 mm, græn lína 3 × 2 mm, rauð lína 5 × 2 mm.
Mynd 8 Segulvirkniþátturinn Br er hornréttur á segulásinn Oz; staðalstærð segulsins: svart lína 0,5 × 2 mm, blá lína 2 × 2 mm, græn lína 3 × 2 mm, rauð lína 5 × 2 mm.
Mynd 9 Segulvirkni Bz þátturinn í fjarlægðinni r frá endaás segulsins (z=0); staðalstærð segulsins: svart lína 0,5×2 mm, blá lína 2×2 mm, græn lína 3×2 mm, rauð lína 5×2 mm.
Mynd 10 Segulvirkjunarþáttur eftir geislastefnu; staðlað segulstærð: svart lína 0,5 × 2 mm, blá lína 2 × 2 mm, græn lína 3 × 2 mm, rauð lína 5 × 2 mm.
Sérstök vatnsfræðileg líkön geta verið notuð til að rannsaka aðferðina við afhendingu MNP í æxlisvef, einbeita nanóögnum á marksvæðinu og ákvarða hegðun nanóagna við vatnsfræðilegar aðstæður í blóðrásarkerfinu. Hægt er að nota varanlega segla sem ytri segulsvið. Ef við hunsum segulvirkni milli nanóagnanna og tökum ekki tillit til segulvökvalíkansins, nægir að meta víxlverkunina milli segulsins og einstakrar nanóagnar með tvípól-tvípól nálgun.
Þar sem m er segulmoment segulsins, r er radíusvigur punktsins þar sem nanóagninn er staðsettur og k er kerfisstuðullinn. Í tvípólsnálguninni hefur segulsviðið svipaða stillingu (mynd 11).
Í einsleitu segulsviði snúast nanóagnirnar aðeins eftir kraftlínum. Í ójafnt segulsviði verkar kraftur á þær:
Þar sem l er afleiða gefins stefnu. Að auki togar krafturinn nanóagnirnar inn á ójöfnustu svæðin í reitnum, þ.e.a.s. sveigjan og þéttleiki kraftlínanna eykst.
Þess vegna er æskilegt að nota nægilega sterkan segul (eða segulkeðju) með greinilegri áslægri anisótrópíu á svæðinu þar sem agnirnar eru staðsettar.
Tafla 1 sýnir getu eins seguls sem nægilegs segulsviðsgjafa til að fanga og halda MNP í æðalaginu á notkunarreitnum.